【摘要】：電子產(chǎn)品更新?lián)Q代快,電子廢棄物數(shù)量大,由于不規(guī)范拆解造成了嚴(yán)重的土壤重金屬污染,對人類健康產(chǎn)生巨大威脅。叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌對重金屬具有較強(qiáng)耐性,且對植物修復(fù)具有潛在的促進(jìn)作用。本文首先選擇典型電子廢棄物拆解區(qū)進(jìn)行調(diào)查采樣,測定土壤中重金屬的含量并評估其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),同時解析土壤AM真菌群落對重金屬污染的響應(yīng);然后針對拆解區(qū)重金屬高污染土壤與低富集土壤布置盆栽試驗(yàn),比較接種不同AM真菌對向日葵(Helianthus annuus L.)生長及重金屬吸收的影響;最后針對拆解區(qū)重金屬高污染土壤,研究間作向日葵及接種AM真菌對韭菜(Allium tuberosum Rottl.ex Spreng.)生長及重金屬吸收的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)選擇浙江臺州路橋典型電子廢棄物拆解區(qū)進(jìn)行調(diào)查采樣,對拆解點(diǎn)、廢渣傾倒點(diǎn)及周邊農(nóng)田土壤的重金屬含量進(jìn)行了分析測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),研究區(qū)土壤已普遍受到重金屬(Cd、Cu、Pb、Cr、Zn和Ni)污染,不僅拆解點(diǎn)與傾倒點(diǎn)的污染已達(dá)很強(qiáng)生態(tài)危害狀態(tài),部分周邊農(nóng)田土壤的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也已呈中等級別。Cd、Cu、Pb與Zn呈重度污染,其中Cd、Pb和Cu分別具有極強(qiáng)、強(qiáng)和中等生態(tài)危害。通過源解析發(fā)現(xiàn),研究區(qū)電子廢棄物拆解與處置過程中重金屬的擴(kuò)散途徑以空氣傳輸為主、雨水遷移為輔。(2)采用實(shí)時熒光定量PCR(polymerase chain reaction,多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))、PCRDGGE(denaturing gradient gel electrophoresis,變性梯度凝膠電泳)和Illumina高通量測序技術(shù)系統(tǒng)解析了研究區(qū)土壤AM真菌群落對重金屬污染的響應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),土壤AM真菌的豐度與多樣性和上述6種重金屬的單一濃度、綜合污染指數(shù)及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均無顯著相關(guān)性,但高通量測序顯示泡囊根生囊霉(Rhizophagus vesiculiferus,Rv)的相對豐度與上述6種重金屬的單一濃度、綜合污染指數(shù)及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均呈極顯著相關(guān)。(3)利用盆栽試驗(yàn)比較了接種摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)與蘇格蘭管柄囊霉(F.caledonium,Fc)對向日葵生長及重金屬吸收的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與重金屬低富集土壤相比,重金屬高污染土壤導(dǎo)致向日葵植株體內(nèi)大量積累重金屬,抑制植株生長并破壞葉片細(xì)胞器。在高污染土壤上接種AM真菌,顯著增強(qiáng)向日葵對P的吸收,促進(jìn)植株生長,降低地上部重金屬濃度,提高葉片過氧化氫酶活性,減輕細(xì)胞器毒害癥狀;接菌處理因?yàn)橹仓晟锪刻岣叨哟罅似渲亟饘傥樟?植株收獲后土壤殘存重金屬濃度趨于降低,但僅Fc顯著提高土壤磷酸酶活性、增加DTPA提取態(tài)重金屬濃度。(4)通過盆栽試驗(yàn)探究重金屬高污染土壤上間作向日葵及接種Fc對韭菜生長及重金屬吸收的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),間作向日葵通過根際競爭作用部分緩解了土壤重金屬對韭菜生長的脅迫,韭菜地上部多種重金屬濃度顯著降低。接種AM真菌提高土壤磷酸酶活性,大幅促進(jìn)向日葵生長,向日葵的重金屬吸收量顯著增加,對韭菜的根際競爭作用增強(qiáng);接種AM真菌同時促進(jìn)韭菜地下部與地上部的生長及P吸收,并加大了韭菜根系對所吸收重金屬的截持,減少重金屬向地上部轉(zhuǎn)移,使得韭菜地上部各重金屬含量均顯著低于對照,食用安全性大幅提高。綜上所述,電子廢棄物拆解區(qū)及周邊土壤普遍會受到重金屬污染,土壤AM真菌中Rv的相對豐度可作為土壤重金屬污染程度的潛在指示生物,而接種AM真菌(Fm或Fc)有利于向日葵對電子廢棄物拆解區(qū)重金屬污染土壤的提取修復(fù),且間作向日葵與接種Fc能顯著促進(jìn)韭菜生長,并降低韭菜地上部重金屬含量,具有邊生產(chǎn)邊修復(fù)的潛力。
【學(xué)位授予單位】：上海第二工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X53;X172

【參考文獻(xiàn)】

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