本文關(guān)鍵詞：鉛鋅礦區(qū)蜈蚣草富集砷過程與機(jī)理研究　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 砷 超富集 蜈蚣草 機(jī)理 分布 形態(tài)

【摘要】：隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用,礦山開采帶來的砷污染問題日益突出。開采過程中進(jìn)入土壤的砷可以通過食物鏈進(jìn)入人體,危害人類健康。土壤砷污染治理顯得尤為重要。砷超富集植物蜈蚣草的發(fā)現(xiàn),為土壤砷污染的治理提供了新思路。因此,研究蜈蚣草超富集砷的機(jī)理,可以為土壤砷污染的植物修復(fù)技術(shù)提供理論依據(jù)。本文以云南鉛鋅礦區(qū)蜈蚣草、鳳尾草、華南毛蕨和芒萁及其生長環(huán)境為研究介質(zhì),調(diào)查了礦區(qū)污染問題,并針對(duì)As超富集植物蜈蚣草體內(nèi)AsV到AsIII還原位置不確定以及蜈蚣草解毒機(jī)理不明的問題,開展了微區(qū)、形態(tài)和亞細(xì)胞提取的實(shí)驗(yàn)。其中,通過同步輻射微區(qū)XRF技術(shù),重點(diǎn)開展了As與K、Mn、Fe、Cu、Zn、S的微區(qū)分布實(shí)驗(yàn)。通過X射線近邊結(jié)構(gòu)吸收光譜(XANES)技術(shù),重點(diǎn)研究了蜈蚣草根狀莖、莖、葉中As的形態(tài)。通過亞細(xì)胞提取實(shí)驗(yàn),分析了亞細(xì)胞層面As在蜈蚣草根莖葉中的形態(tài)。具體得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論:(1)礦區(qū)土壤的調(diào)查結(jié)果顯示:所調(diào)查區(qū)域土壤中砷含量均超標(biāo),污染最嚴(yán)重點(diǎn)是國家三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的10.08倍;(2)礦區(qū)4種植物的調(diào)查結(jié)果顯示:找到了富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1的砷超富集植物蜈蚣草和鳳尾草,并確定了華南毛蕨和芒萁不是砷超富集植物。(3)微區(qū)XRF結(jié)果表明:蜈蚣草整體幼苗中As與K、Mn、Fe、Cu、Zn、S的微區(qū)分布相似。推測(cè)As在地上部(尤其是羽片中)的與除Ca、S外的5種元素的微區(qū)分布似乎與植物體內(nèi)陰陽離子之間的平衡有一定的關(guān)系。As與S較好的分布相似性則說明:盡管As和PCs結(jié)合的很少,但是PCs在蜈蚣草運(yùn)輸、富集As的過程中很可能扮演著非常重要的作用。(4)XANES結(jié)果顯示:蜈蚣草根狀莖、莖、葉中的As的形態(tài)分析,根據(jù)根中90%以上為AsV,緊接根和莖的根狀莖78.6%為AsIII,莖中87.5%為AsIII,莖到葉的AsIII比例基本不變的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定了蜈蚣草中AsV到As III轉(zhuǎn)化的主要為位置為緊接根和莖的根狀莖。(5)蜈蚣草根莖葉中砷的亞細(xì)胞形態(tài)提取結(jié)果表明:蜈蚣草葉中疏水蛋白結(jié)合態(tài)的砷僅占葉中總砷的2.4%,并推測(cè)蜈蚣草主要將As儲(chǔ)存在了葉中的液泡中,從而達(dá)到解毒的目的。
[Abstract]:With the development and utilization of mineral resources, arsenic pollution caused by mining is becoming more and more serious. Arsenic entering the soil can enter the human body through the food chain. The discovery of arsenic super-enriched plant Pteris vittata has provided a new idea for the treatment of soil arsenic pollution. Therefore, the mechanism of super-enrichment of arsenic in Pteris vittata is studied. It can provide theoretical basis for the phytoremediation technology of arsenic pollution in soil. In this paper, the pollution problems in the mining area were investigated by using Pteris vittata, Pteris pondera, Dryopteris chinensis, Osmunda and Osmunda and their growing environment as the research medium. Aiming at the uncertainty of the AsV to AsIII reduction position and the detoxification mechanism of Pteris vittata, the microregion, morphology and subcell extraction experiments were carried out. Through synchrotron radiation (XRF) technique, the experiments on the distribution of as and K _ (mn) Fe _ (Cu) Zn ~ (2 +) S were carried out, and the X-ray near edge structure absorption spectrum (XANES) technique was used. The morphology of as in rhizome, stem and leaf of Pteris vittata was studied. The morphology of as at subcellular level in the stem and leaf of grass root of centipede was analyzed. The following conclusions were obtained: the arsenic content in the soil of the mining area was higher than the standard. The most serious pollution is 10.08 times of the national third-level quality standard; 2) the investigation results of four species of plants in the mining area showed that the enrichment coefficient and transport coefficient were more than 1. The results of XRF showed that as and K _ (mn) Fe _ (Cu) Zn in the whole seedlings of Pteris vittata were not arsenic super-enriched plants. The microdistribution of S is similar. It is inferred that as and Ca removal in the shoot (especially in the plume). The microdistribution of the five elements outside S seems to be related to the balance between anion and anion in plants. The similarity of distribution between as and S suggests that although there are few as and PCs binding. However, PCs may play a very important role in the transportation and enrichment of as in Pteris vittata. The results of XANES showed that the morphological analysis of as in the rhizome, stem and leaf of Pteris vittata. According to the experimental results, more than 90% in the root is ASV, 78.6% in the rhizome and stem is ASIII, 87.5% in the stem is AsIII, and the AsIII ratio between stem and leaf is almost unchanged. The transformation of AsV to as III in Pteris vittata was mainly located in the rhizome. The results of subcellular morphology extraction of arsenic from the stems and leaves of Centipede showed that the hydrophobic protein bound arsenic in the leaves of Pteris vittata was only 2.4% of the total arsenic in the leaves. It is inferred that Pteris vittata mainly stores as in the vacuoles of leaves to detoxify.
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X753;X173

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本文編號(hào)：1424906