本文關(guān)鍵詞： 類(lèi)蘆 重金屬 耐性 細(xì)胞壁 植物修復(fù)　出處：《福建農(nóng)林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：重金屬是土壤中來(lái)源廣、危害性大的累積性污染物。尤其是礦區(qū)廢棄地造成的重金屬污染問(wèn)題,嚴(yán)重危及到當(dāng)?shù)厝藗兒蜕鷳B(tài)系統(tǒng)的健康。植物修復(fù)技術(shù)是一種新興的污染土壤修復(fù)技術(shù),主要是采用能夠?qū)σ环N或多種重金屬具有耐性、以及能夠吸收富集重金屬的植物,達(dá)到移除土壤中重金屬的目的。植物修復(fù)技術(shù)因其環(huán)境友好性,目前已受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注而成為研究熱點(diǎn)。課題組前期研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)類(lèi)蘆能在稀土礦廢棄地上較好地生長(zhǎng),并保持較高的生物量,是礦區(qū)廢棄地主要的優(yōu)勢(shì)種之一,并且保持較高的生物量,株高和根深最高能達(dá)到3 m左右,生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的超富集植物。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)類(lèi)蘆能富集鉛、鎘等重金屬,對(duì)重金屬有一定的耐性,但是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)類(lèi)蘆的研究主要集中在水土流失治理、根系固土作用及其對(duì)干旱脅迫、酸脅迫的響應(yīng)等方面,而關(guān)于類(lèi)蘆對(duì)重金屬脅迫的內(nèi)在機(jī)理以及修復(fù)效果等方面并不明確。類(lèi)蘆能在酸度低、重金屬污染的長(zhǎng)汀稀土礦廢棄地正常生長(zhǎng),是其在此環(huán)境上長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的特殊適應(yīng)性,可能存在著特殊的生態(tài)學(xué)意義,但目前國(guó)內(nèi)對(duì)類(lèi)蘆適應(yīng)礦區(qū)廢棄地的內(nèi)在機(jī)制還了解得不多,成為限制類(lèi)蘆在廢棄地上應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸。因此,本論文以類(lèi)蘆為研究對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)水培模擬試驗(yàn)研究類(lèi)蘆對(duì)Pb、Cd的吸收和耐性機(jī)制,解釋類(lèi)蘆對(duì)Pb、Cd的吸收、累積分布機(jī)理,Pb、Cd在類(lèi)蘆體內(nèi)的亞細(xì)胞分布,進(jìn)而對(duì)根細(xì)胞壁進(jìn)行化學(xué)改性后進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)以及利用傅里葉紅外光譜研究類(lèi)蘆根細(xì)胞壁不同組分對(duì)Pb2+的吸附動(dòng)力學(xué)特征,分析細(xì)胞壁組分及官能團(tuán)對(duì)吸附固定Pb2+的能力,揭示類(lèi)蘆根細(xì)胞壁吸附固定Pb的內(nèi)在機(jī)理。此外,采用盆栽試驗(yàn),以龍巖連城鉛鋅礦黃背場(chǎng)附近的農(nóng)田土為供試土壤,研究類(lèi)蘆對(duì)Pb-Zn礦區(qū)廢棄地污染土壤的修復(fù)能力,以及螯合劑EDTA與蚯蚓對(duì)提高類(lèi)蘆吸收富集重金屬能力的效果。主要研究結(jié)果如下:(1)類(lèi)蘆對(duì)Pb、Cd的吸收量和吸收速率可利用Freundlich方程和Michaelis-Menten方程進(jìn)行擬合。通過(guò)擬合發(fā)現(xiàn),類(lèi)蘆吸收的Pb、Cd等重金屬主要存貯于根部。其中,類(lèi)蘆對(duì)Pb的吸收能力更強(qiáng)(最高含量達(dá)到4687.87 mg·kg-1),但對(duì)Cd的吸收速率增長(zhǎng)更為明顯,即類(lèi)蘆在吸收Cd有一定的潛力。就亞細(xì)胞分布而言,2種重金屬均主要分布在細(xì)胞壁和可溶組分中,類(lèi)蘆在受到重金屬脅迫時(shí),部分Pb、Cd向可溶組分轉(zhuǎn)移,這說(shuō)明類(lèi)蘆可通過(guò)改變重金屬的亞細(xì)胞分布來(lái)降低重金屬的毒害作用。(2)類(lèi)蘆對(duì)重金屬脅迫的應(yīng)答機(jī)制表現(xiàn)為:在Cd,Pb脅迫下,類(lèi)蘆根系H2O2和O2·-含量顯著增加,伴隨MDA含量升高,發(fā)生膜脂質(zhì)過(guò)氧化,造成植物氧化損傷,酶系統(tǒng)功能紊亂。SOD、POD活性隨著Pb脅迫濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì);Cd脅迫下,SOD活性的應(yīng)答與Pb處理中的變化趨勢(shì)相似,但是POD活性呈下降趨勢(shì)。根系非蛋白巰基化合物含量方面,Cd,Pb處理下,GSH和PCs均呈先增加后下降的趨勢(shì)。類(lèi)蘆根系對(duì)不同重金屬的不同濃度脅迫響應(yīng)不一,其能通過(guò)調(diào)節(jié)抗氧化酶活性和植物螯合肽等的合成水平,降低重金屬毒性及其對(duì)植物的傷害。(3)初步揭示出類(lèi)蘆根細(xì)胞壁吸附固定重金屬的內(nèi)在機(jī)理。類(lèi)蘆根細(xì)胞壁對(duì)Pb2+具有較高親和力,類(lèi)蘆根細(xì)胞壁經(jīng)酯化改性處理后對(duì)Pb2+的吸附量相對(duì)降低了 68.1%。羧基和氨基是Pb2+的主要結(jié)合位點(diǎn),細(xì)胞壁中的物質(zhì)如纖維素和半纖維素、果膠、以及蛋白質(zhì)及為Pb2+提供了羧基、羥基以及氨基官能團(tuán)等結(jié)合位點(diǎn)。可見(jiàn),根細(xì)胞壁及其各組分對(duì)Pb2+具有較高的吸附固定能力是類(lèi)蘆根系Pb耐性的重要機(jī)制。(4)EDTA-蚯蚓聯(lián)合應(yīng)用明顯促進(jìn)了類(lèi)蘆對(duì)重金屬的吸收,提高了類(lèi)蘆對(duì)鉛鋅礦區(qū)廢棄地污染土壤中重金屬的吸收富集和治理效果。其中,高濃度EDTA-蚯蚓處理組中類(lèi)蘆吸收富集Pb的效果最佳,但是抑制了類(lèi)蘆對(duì)Cd和Zn的吸收;低濃度的EDTA對(duì)Cd、Zn的吸收富集效果最好。由于EDTA存在一定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),其能夠活化土壤中的重金屬,使蚯蚓體內(nèi)的重金屬富集量增加,在施加時(shí)要嚴(yán)格控制其濃度,降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：X173;X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1507984