本文關(guān)鍵詞：稀土鑭影響兩種植物對(duì)水體中重金屬鎘去除效果的研究

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【摘要】：水是生命之源,在人類活動(dòng)的影響下,水體污染日益嚴(yán)重,由于重金屬會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生較大的毒害作用,所以水體重金屬污染的治理成為備受人們關(guān)注的話題。目前,對(duì)于重金屬污染水體的治理方式主要化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)和生物修復(fù)。但是物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)雖然具有較高的處理效率,但是容易產(chǎn)生二次污染,造成新的污染。生物修復(fù)是一種比較環(huán)保的修復(fù)方式,具有處理效果好、價(jià)格低廉、操作方便已經(jīng)不易產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。本文選取輪葉黑藻和鐵皇冠兩種植物為試驗(yàn)材料,以pH值、水中營(yíng)養(yǎng)元素氮磷比例以及鎘離子濃度為環(huán)境變量,在單一和復(fù)合條件下,研究?jī)煞N植物對(duì)鎘污染水體中鎘的去除率,以及不同濃度的鎘對(duì)植物的毒害作用。同時(shí)加入稀土鑭,探究不同濃度的鑭對(duì)鎘脅迫下的植物生理指標(biāo)的影響。本研究的主要成果有：(1)輪葉黑藻對(duì)鎘污染水體中的鎘有較好的去除效果,在鎘濃度小于10mg/L時(shí)的去除率可達(dá)到80%以上,且鎘濃度越小去除率越高。在相同鎘濃度范圍內(nèi),鐵皇冠對(duì)鎘的去除率在50%-75%,對(duì)鎘污染水體的凈化效果略遜色于輪葉黑藻。在輪葉黑藻和鐵皇冠共同生長(zhǎng)的狀態(tài)下,污染水體中鎘的去除率也能達(dá)到80%以上。在前五天對(duì)鎘的去除效率最高,隨著時(shí)間的增長(zhǎng),去除效率慢慢變低。(2)植物去除污染水體中的鎘時(shí),重金屬離子進(jìn)入植物體內(nèi),會(huì)對(duì)植物造成毒害作用,根據(jù)鎘離子濃度的不同,對(duì)植物的毒害作用也有所不同。輪葉黑藻和鐵皇冠分別單獨(dú)處理鎘污染水體時(shí),其蛋白質(zhì)含量,總抗氧化能力(T-DOC)水平都在隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而減少,且鎘離子濃度越大,減少的速度越快。而植物的丙二醛(MDA)含量在急劇增加,隨著時(shí)間的增加,MDA含量越來越高,鐵皇冠抗氧化機(jī)制的受損程度小于輪葉黑藻。兩種植物共同生長(zhǎng)時(shí),重金屬鎘對(duì)其傷害小于單獨(dú)處理時(shí)。(3)水體中的pH值、氮磷含量以及鎘離子的濃度都會(huì)影響植物的生長(zhǎng),從而影響植物對(duì)鎘的去除效率。當(dāng)pH值在中性偏弱堿性(pH值7-9)之間時(shí)輪葉黑藻對(duì)鎘的去除效果較酸性條件下較好。水體中氮磷比例為5：1,10：1,20：1時(shí),輪葉黑藻對(duì)鎘的去除率相對(duì)較高。正交試驗(yàn)結(jié)果表明,鎘離子濃度、氮磷比和pH值這三個(gè)環(huán)境因素,在試驗(yàn)前五天,對(duì)輪葉黑藻去除鎘的影響因素的主次順序?yàn)椋烘k離子濃度氮磷比pH值,即不同的鎘離子濃度對(duì)去除速率影響最大,其次是氮磷比例,影響最小的是pH值；在試驗(yàn)中后期,影響去除率的因素主次順序?yàn)椋旱妆孺k離子濃度pH值,即水環(huán)境中的氮磷比對(duì)輪葉黑藻去除隔離子的影響最大,其次是鎘離子的濃度,影響最小的是pH值。輪葉黑藻對(duì)鎘離子去除效率最高的因素組合是在鎘濃度為5mg/L、pH值為9、氮磷比為20：1時(shí)。(4)低濃度的稀土鑭對(duì)鎘脅迫下輪葉黑藻和鐵皇冠毒害作用均有所緩解,且對(duì)輪葉黑藻的緩解程度大于鐵皇冠。在濃度小于10mg/L的鑭作用下,隨著鑭濃度的升高,植物受鎘離子的毒害程度越小,但是當(dāng)鑭濃度大于10mg/L時(shí),隨著鑭濃度的增加,植物受到的毒害程度比鎘離子單獨(dú)作用時(shí)更大。濃度大約在10mg/L的鑭對(duì)輪葉黑藻和鐵皇冠受鎘的毒害緩解程度最大,而濃度為100mg/L的鑭可能與鎘形成協(xié)同作用對(duì)植物形成更大的傷害。輪葉黑藻和鐵皇冠都可以用于鎘污染水體的凈化,且兩種植物共同作用于鎘污染水體時(shí),在保證處理效果的基礎(chǔ)上還可以減少重金屬離子對(duì)植物的毒害作用。在加入適應(yīng)濃度的稀土鑭后,對(duì)鎘脅迫下植物抗氧化機(jī)制的損傷都有不同程度的緩解。在用生物手段修復(fù)鎘污染水體時(shí),加入鑭來緩解重金屬對(duì)植物的傷害,在實(shí)際應(yīng)用中還要注意控制反應(yīng)時(shí)的環(huán)境條件,以及稀土對(duì)水體中其他物質(zhì)的作用,這對(duì)鎘污染水體修復(fù)的實(shí)際應(yīng)用有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：輪葉黑藻 鐵皇冠 鎘 稀土 去除率
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X173;X52
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-23
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 重金屬污染對(duì)水生植物的生態(tài)效應(yīng)14-17
• 1.2.1 重金屬在水生植物體內(nèi)的富集、分布、遷移、轉(zhuǎn)化及存在形態(tài)14-15
• 1.2.2 重金屬對(duì)水生植物的毒害效應(yīng)15
• 1.2.3 水生植物對(duì)重金屬的耐受機(jī)理15-16
• 1.2.4 重金屬對(duì)水生植物生理代謝指標(biāo)的影響16-17
• 1.3 水體重金屬污染的植物修復(fù)17-19
• 1.3.1 修復(fù)類型17
• 1.3.2 影響修復(fù)的因素17-18
• 1.3.3 水生植物修復(fù)在實(shí)際應(yīng)用中的利弊18-19
• 1.4 稀土元素的植物生物學(xué)效應(yīng)19-20
• 1.4.1 稀土元素的概念與特性19
• 1.4.2 稀土對(duì)植物生理生長(zhǎng)的影響19-20
• 1.4.3 稀土對(duì)植物抗逆性的影響20
• 1.6 研究方案20-23
• 1.6.1 研究目標(biāo)20-21
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容21
• 1.6.3 技術(shù)路線21-23
• 2 研究材料和方法23-28
• 2.1 試驗(yàn)材料23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)23-26
• 2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)23-25
• 2.2.2 多因素復(fù)合實(shí)驗(yàn)25
• 2.2.3 稀土對(duì)重金屬脅迫下鐵皇冠和輪葉黑藻的影響25-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定26-27
• 2.3.1 水中重金屬Cd~(2+)含量的測(cè)定26
• 2.3.2 丙二醛(MDA)含量檢測(cè)26-27
• 2.3.3 蛋白質(zhì)含量檢測(cè)27
• 2.3.4 總抗氧化能力的測(cè)定27
• 2.4 實(shí)驗(yàn)主要試劑及儀器設(shè)備27-28
• 2.4.1 主要試劑27-28
• 2.4.2 主要儀器28
• 2.5 數(shù)據(jù)處理和分析28
• 3 結(jié)果與分析28-50
• 3.1 兩種植物單一和復(fù)合生長(zhǎng)時(shí)對(duì)鎘污染水體中不同濃度鎘去除效果的影響28-31
• 3.1.1 輪葉黑藻對(duì)鎘污染水體中鎘含量的影響28-29
• 3.1.2 鐵皇冠對(duì)鎘污染水體中鎘含量的影響29-30
• 3.1.3 兩種植物復(fù)合生長(zhǎng)對(duì)鎘污染水體中鎘含量的影響30-31
• 3.2 鎘脅迫對(duì)兩種植物單一和復(fù)合生長(zhǎng)時(shí)生理指標(biāo)的影響31-39
• 3.2.1 鎘污染水體對(duì)輪葉黑藻中丙二醛(MDA)含量的影響31
• 3.2.2 鎘污染水體對(duì)輪葉黑藻總抗氧化能力(T-DOC)的影響31-32
• 3.2.3 鎘污染水體對(duì)輪葉黑藻中蛋白質(zhì)含量的影響32-33
• 3.2.4 鎘污染水體對(duì)鐵皇冠中丙二醛(MDA)含量的影響33-34
• 3.2.5 鎘污染水體對(duì)鐵皇冠總抗氧化能力(T-DOC)的影響34-35
• 3.2.6 鎘污染水體對(duì)鐵皇冠中蛋白質(zhì)含量的影響35
• 3.2.7 兩種植物共同生長(zhǎng)時(shí)鎘污染水體對(duì)其丙二醛(MDA)含量的影響35-37
• 3.2.8 兩種植物共同生長(zhǎng)時(shí)鎘污染水體對(duì)其總抗氧化能力(T-DOC)的影響37-38
• 3.2.9 兩種植物共同生長(zhǎng)時(shí)鎘污染水體對(duì)其蛋白質(zhì)含量的影響38-39
• 3.3 單因素對(duì)輪葉黑藻的鎘去除效果影響39-41
• 3.3.1 氮影響下,輪葉黑藻對(duì)鎘污染水體中鎘含量的影響39
• 3.3.2 磷影響下,輪葉黑藻對(duì)鎘污染水體中鎘含量的影響39-40
• 3.3.3 pH影響下,輪葉黑藻對(duì)鎘污染水體中鎘含量的影響40-41
• 3.4 多因素復(fù)合作用下,輪葉黑藻對(duì)鎘離子的去除效果影響41-43
• 3.5 稀土鑭對(duì)兩種植物單一和復(fù)合作用時(shí)去除鎘污染水體中鎘的影響43-50
• 3.5.1 稀土鑭對(duì)輪葉黑藻去除鎘污染水體中鎘的影響43-44
• 3.5.2 稀土鑭對(duì)鐵皇冠去除鎘污染水體中鎘的影響44
• 3.5.3 稀土鑭對(duì)兩種植物復(fù)合生長(zhǎng)條件下去除鎘污染水體中鎘的影響44-45
• 3.5.4 稀土鑭對(duì)輪葉黑藻耐受機(jī)制的影響45-48
• 3.5.5 稀土鑭對(duì)鐵皇冠耐受機(jī)制的影響48-50
• 4 討論50-54
• 4.1 兩種植物單一和復(fù)合生長(zhǎng)時(shí)對(duì)鎘污染水體中不同濃度鎘去除效果的影響探討50-51
• 4.2 鎘脅迫對(duì)兩種植物單一和復(fù)合生長(zhǎng)時(shí)生理指標(biāo)的影響探討51-53
• 4.3 環(huán)境因素對(duì)輪葉黑藻去除鎘污染水體中鎘的影響探討53-54
• 4.4 稀土鑭對(duì)兩種植物單一和復(fù)合生長(zhǎng)時(shí)去除鎘污染水體中鎘的影響探討54
• 5 結(jié)論與展望54-57
• 5.1 結(jié)論54-55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

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本文編號(hào)：522589