【摘要】：目前,土壤重金屬污染已成為一個(gè)全球性問題,由于其危害大、污染周期長、不易清除等原因,對我國糧食的安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。因此,迫切需要治理重金屬污染的土壤。在重金屬污染土壤的修復(fù)方法中,向土壤中添加土壤修復(fù)劑是一種常用的修復(fù)手段。粘土礦物如蒙脫石、海泡石和坡縷石作為土壤修復(fù)劑被廣泛應(yīng)用于修復(fù)土壤重金屬污染。坡縷石作為一種水合鎂鋁硅酸鹽粘土,具有比表面積大、表面基團(tuán)和細(xì)小孔道豐富、吸附容量大、低成本和環(huán)保等優(yōu)勢,在重金屬污染土壤修復(fù)的應(yīng)用中日益受到重視,并通過物理、化學(xué)改性提高其修復(fù)性能的研究也是一個(gè)熱點(diǎn)。本論文以天然坡縷石(PAL)和硅烷偶聯(lián)劑(KH550)改性的坡縷石作為土壤修復(fù)劑,通過研究改性后的坡縷石(KH550-PAL)對重金屬污染土壤上番茄植株生長的毒理學(xué)效應(yīng)、葉片氮含量、光合作用能力、番茄土壤中重金屬(Cd、Pb和Zn)的有效態(tài)含量以及重金屬各形態(tài)分布變化的影響。旨在揭示KH550-PAL添加處理后對重金屬(Cd、Pb和Zn)污染土壤上番茄生長影響機(jī)制。該論文的研究有助于深入探討KH550-PAL對重金屬污染土壤的修復(fù)機(jī)制,為更好地修復(fù)重金屬污染土壤提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。論文主要研究結(jié)果如下:(1)KH550-PAL的添加處理導(dǎo)致番茄根系對重金屬的吸收(Cd、Pb和Zn)比未添加修復(fù)劑的土壤處理分別降低了39.62%、60.25%和48.94%,番茄植株體內(nèi)重金屬的生物富集系數(shù)分別下降了59.52%、38.23%和62.26%,表明改性坡縷石的處理后,可顯著降低番茄植株對重金屬的富集程度。(2)改性后的KH550-PAL和未改性的PAL的處理均可降低土壤中重金屬對番茄的毒性影響。通過PAL在重金屬污染土壤中的添加處理可使番茄葉片MDA含量、H_2O_2含量、O_2·~-產(chǎn)生速率和非光化學(xué)淬滅(NPQ)分別減少了34.77%、55.43%、23.23%和42.97%。而KH550-PAL的添加處理可使番茄葉片的MDA含量、H_2O_2含量、O_2·~-產(chǎn)生速率和非光化學(xué)淬滅(NPQ)分別減少了89.36%、25.27%、74.45%和81.67%。同時(shí),我們發(fā)現(xiàn)番茄葉片超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽還原酶(GR)和過氧化氫酶(CAT)活性分別比APL處理增加了228.57%、238.64%和196.42%。該結(jié)果表明在重金屬污染土壤中施加KH550-PAL后,番茄植株吸收重金屬含量顯著減小,進(jìn)而可通過增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化酶防御和減少熱耗散的作用來改善重金屬對植物的氧化應(yīng)激,從而提高了光系統(tǒng)II的光合電子傳遞和番茄的生長。(3)重金屬能夠抑制植物對土壤中氮素的吸收。與未修復(fù)的重金屬污染土壤相比,KH550-PAL的施加處理可使番茄植株葉片單位面積的氮含量和單位面積的葉綠素含量分別增加了37.21%和45.25%,同時(shí)番茄植株的光合作用參數(shù)如潛在最大凈光合速率(P_(max)),最大羧化速率(V_(cmax))和最大電子傳遞速率(J_(max))分別提高了68.33%、53.20%和66.13%,進(jìn)而促進(jìn)了番茄植株的生長。(4)KH550-PAL添加處理后改變了土壤中重金屬(Cd、Pb和Zn)的形態(tài)分布情況,與重金屬污染土壤相比,KH550-PAL的添加使容易被植物吸收的離子態(tài)Cd從73.50%降低至53.85%,而不易被吸收的碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd從5.28%增加到14.19%,殘?jiān)鼞B(tài)Cd從8.37%增加到13.31%;Pb和Zn的形態(tài)轉(zhuǎn)變也表現(xiàn)出相似的變化趨勢。在KH550-PAL添加處理后,番茄土壤中重金屬(Cd、Pb和Zn)各有效態(tài)含量分別比重金屬土壤降低了25.38%、49.45%和34.28%。因此KH550-PAL的處理降低了土壤中可交換態(tài)的重金屬(Cd、Pb和Zn)含量,從不穩(wěn)定的存在形式向更穩(wěn)定的方向轉(zhuǎn)化,減小土壤中重金屬的遷移。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S641.2;X53
【圖文】：

圖 2-1 PAL 和 KH550-PAL 的傅立葉透射紅外圖譜Fig.2-1 The Fourier Transform Infrared spectrometry of PAL and KH550-PAL(a): 天然坡縷石；(b): 硅烷偶聯(lián)劑改性坡縷石(a): natural palygorskite (PAL); (b): KH550-PAL.

材料與方法.1 材料簡介本實(shí)驗(yàn)所用的番茄種子來自農(nóng)科院，PAL 是從甘肅白銀購買，改性坡550-PAL)是采用硅烷偶聯(lián)劑（KH550）通過化學(xué)方法合成改性坡縷石等,2013)。

這是利用 DTPA 絡(luò)合的綜合作用以及 NH4+可以容易地取代吸附在陽離子交位置上的重金屬，體現(xiàn)重金屬的可移動(dòng)性，結(jié)果表明 KH550-PAL 的處理對土中重金屬（Cd、Pb 和 Zn）固定效果非常明顯，而且持效性非常好（陳燕芳 等，010）。它被用于評估修復(fù)對重金屬污染的酸性稻田土壤的固定化效果（Shaheent al., 2018）。

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本文編號：2790209