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滴灌系统一般由干管、支管、毛管这三级管网组成,管网主要以聚乙烯和聚氯乙烯塑料管材为主,它们与水接触的距离长、时间久、面积大,管材加工过程中的添加剂以及它们的分解产物向灌溉水中迁移,会改变水质成分、影响植物生长,在食物链的放大作用下,对人类健康存在潜在威胁。本文结合吉林省科技发展计划项目“温室小气候对灌溉水质受滴灌材料干扰效应的影响研究”(编号:20090169),从滴灌生产实际出发,以聚氯乙烯和聚乙烯常用滴灌管材为研究对象,开展温室小气候条件对滴灌管材化学物质迁移的干扰效应研究。本文的主要研究内容和结论如下:1)为更好研究环境因素对UPVC滴灌管化学物质迁移影响,选择4种不同产地滴灌管为试验管材,研究在标准环境、实际温室环境以及温度变化对UPVC滴灌管向水中迁移重金属和有机化合物的影响进行分析,主要试验结果表明:①标准环境下,UPVC滴灌管12天TOC迁移总量已超过饮用水标准限制,但农田灌溉水标准中未规定TOC含量限定值;Pb元素最大迁移量是饮用水标准的289.9倍,是农田灌溉水标准的2.9倍,滴灌管向水中迁移Pb元素含量随时间的延长而递减;Fe和Al元素迁移量最大值均超过饮用水标准规定值,但农田灌溉水标准未对其加以限制;Ba和Zn元素迁移量均未超过饮用水标准和农田灌溉水标准限定值;②实际温室环境下,埋地40cm环境对UPVC滴灌管TOC和Ca元素迁移量的影响明显大于地表环境影响;埋地40cm环境和地表环境对Pb元素迁移规律没有影响,均随时间延长而减少,但就Pb元素迁移量而言,地表环境更有利于滴灌干管向水中迁移Pb元素;埋地环境对Al和Zn元素迁移量影响明显小于地表环境;两种环境对Fe和Ba元素迁移量影响不大;③温度影响:UPVC滴灌管TOC、Pb和Zn元素迁移量随温度升高而增大,高温环境对TOC和Pb元素迁移量增加影响明显;温度变化对Ca元素迁移量影响最大;④综合因素影响:UPVC滴灌管TOC和Al元素向水中迁移影响因素中,温度>时间>品牌;Ca元素:时间>温度>品牌;Pb元素:温度>品牌>时间;Fe元素:品牌>时间>温度;Zn元素:时间>品牌>温度。2)为更好研究环境因素对HDPE滴灌管有机物迁移影响,选择3种品牌HDPE滴灌支管和5种品牌HDPE滴灌毛管为试验管材,研究标准环境、环境因素变化以及实际温室环境对HDPE滴灌管向水中迁移有机化合物影响进行分析,主要结论如下:①标准环境下,HDPE滴灌管第一个72hTOC迁移量和TOC12天累积迁移量呈正向相关关系,且达到极显著水平;HDPE滴灌管随时间延长TOC迁移量呈先减后增趋势,并且滴灌毛管TOC迁移率在各个迁移周期内均明显小于滴灌支管。②温室环境下:HDPE滴灌管温室环境下TOC迁移量远远大于标准环境下,在27天迁移动态规律分析中随时间延长呈单峰趋势,并且在第9天管材向水中迁移TOC含量达到峰值。③环境因素影响:a.温度:从数值上看,HDPE滴灌管TOC迁移率随温度升高而增大;从增大幅度上看,并不是所有品牌HDPE滴灌管随温度升高其TOC迁移率大幅增长;b.空气相对湿度(RH):RH变化对HDPE滴灌管TOC迁移率影响因品牌差异而各不相同,受RH影响最大品牌是5#管,最小的是8#管;c.光照:滴灌支管TOC迁移率受光照影响比滴灌毛管大。④综合因素影响:无论是HDPE滴灌支管还是HDPE滴灌毛管,除光照因素外因素主次顺序均为:时间>温度>品牌>湿度;在含光照因素试验中,透光率因素因HDPE滴灌管功能不同而影响力不同。3)为更好研究灌溉水质对HDPE滴灌毛管有机化合物迁移影响,选择3种品牌HDPE滴灌毛管为试验管材,研究5种不同灌溉水质以及番茄营养液不同pH值对滴灌毛管有机化合物迁移影响、在HDPE滴灌毛管作用下,番茄营养液(pH=6)特征变化情况、以及在番茄营养液作用下,温度和光照环境因子对HDPE滴灌毛管有机化合物迁移影响,结论如下:①不同灌溉水质影响:标准环境下HDPE滴灌毛管向配制水和营养液中迁移TOC量远远高于向去离子水中迁移量,滴灌毛管向营养液中迁移TOC量表现为:番茄营养液>黄瓜营养液>非洲菊营养液;随着时间的延长,滴灌毛管向去离子水迁移TOC量越来越少,且减少趋势在一段时间内趋于平稳;向营养液中迁移有机物的趋势呈双峰曲线。滴灌毛管在不同灌溉水质作用下COD12天累积量为:配制水>番茄营养液>去离子水;②营养液不同pH值影响:对于番茄营养液而言,当pH=4时,对滴灌毛管TOC迁移影响最大,pH=5时,影响最小,这是因为在强酸性环境下,管材有机物迁移量更大;③HDPE滴灌毛管有机物迁移对营养液特性影响:营养液pH值随迁移周期延长而降低,但都高于初始pH值,HDPE滴灌毛管对EC值影响较小;④番茄营养液作用下温度和光照影响:a.温度:TOC迁移率最大值出现在40℃温度下,最小值出现在20℃温度下;COD值均随温度升高而增大;b.光照:迁移周期内HDPE滴灌毛管TOC累积迁移量均为:85%透光率>50%透光率>15%透光率,与标准环境相比,HDPE滴灌毛管向营养液中迁移有机物的含量都有大幅增长;⑤综合因素影响:在营养液作用下,影响HDPE滴灌毛管有机物迁移因素顺序为:时间>温度>品牌,时间>透光率>品牌,可见,迁移周期亦是非常重要的影响因素。4)为全面评价滴灌管材使用的安全性,对滴灌系统中干、支、毛三级管网在不同环境下72h浸泡液对种子萌发和根芽抑制效应及其发光细菌综合毒性进行研究,主要结论如下:①发光细菌急性毒性试验:a.UPVC滴灌干管标准环境下72h浸泡液相对发光度较高,低毒性灌溉水居多;温室环境下UPVC滴灌干管浸泡液毒性级别都在Ⅱ级以上;低温对UPVC滴灌干管浸泡液发光细菌急性毒性影响最大;b.HDPE滴灌管浸泡液相对发光度均随温度升高而降低,温度变化对HDPE滴灌支管浸泡液毒性等级影响不大,对HDPE滴灌毛管浸泡液毒性影响较大,尤其高温作用;c.环境因素对滴灌管材生物毒性影响顺序为:光照>温度>湿度;②滴灌管浸泡液种子发芽和根伸长的毒性试验:黑麦草和小麦分别是通过植物种子发芽和根伸长变化评价UPVC和HDPE滴灌管浸泡液更加理想的植物类型。