本文關(guān)鍵詞： 消落帶 優(yōu)勢植物 低分子量有機(jī)酸 鉛　出處：《西南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：土壤鉛(Pb)除了少量的自然來源外,大部分是人類活動引起的,主要來源于汽車尾氣、制造及使用Pb制品、農(nóng)田污水灌溉、農(nóng)藥和化肥的施用等。研究表明,全世界每年向環(huán)境中排放的Pb高達(dá)500萬噸,絕大部分都進(jìn)入了水體和土壤環(huán)境中。Pb能在生物體內(nèi)蓄積,會對生物體內(nèi)器官造成損害,也會對機(jī)體的生化和生理活動進(jìn)行干擾。三峽水庫屬特大型季節(jié)性調(diào)節(jié)水庫。相關(guān)研究表明,從2008年到2013年,三峽水庫水質(zhì)穩(wěn)定,但總P、總N和Pb是三峽水庫主要的污染物,Pb的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了世界衛(wèi)生組織建議的含量,也超出了中國飲用水標(biāo)準(zhǔn)和美國環(huán)保局飲用水標(biāo)準(zhǔn)。江水中各種污染物質(zhì)通過吸附、沉淀等形式遷移至消落帶土壤中而引起土壤環(huán)境的改變,土壤中的污染物通過溶解、交換、擴(kuò)散等方式進(jìn)入水體污染水質(zhì),使消落帶既是污染物的源,又是污染物的匯。三峽庫區(qū)水位降低后裸露的消落帶土壤會生長出大量的草本植物,主要包括狗牙根、稗草、狗尾草、蒼耳、空心蓮子草等。植物在生長過程中,根系會不斷地分泌有機(jī)酸、氨基酸、糖類物質(zhì)、酚酸類等低分子量有機(jī)物,而低分子量有機(jī)酸(LWMOAs)是植物根系分泌的主要成分,會年復(fù)一年地參與到落干淹水主導(dǎo)的物質(zhì)循環(huán)與交換中,并不斷改變和影響賦存在土壤體系中重金屬元素的總量和形態(tài),繼而對整個三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。為此,本研究通過采集兩種三峽庫區(qū)消落帶優(yōu)勢植物,利用水培法以及去離子水直接浸提根際土,分析植物根系分泌的LWMOAs的種類和含量,模擬優(yōu)勢植物所分泌的單一有機(jī)酸和混合有機(jī)酸對消落帶土壤中Pb進(jìn)行動力學(xué)分析,并通過室內(nèi)模擬試驗,研究在落干、淹水環(huán)境交替出現(xiàn)的情況下三峽庫區(qū)消落帶優(yōu)勢植物根系分泌的LWMOAs對土壤Pb及各形態(tài)Pb含量隨時間的變化規(guī)律,以期為評估消落帶植物根系分泌物對土壤重金屬活化的影響及其帶來的生態(tài)風(fēng)險提供參考數(shù)據(jù)。研究結(jié)果如下:1.狗牙根根系分泌的LWMOAs種類和含量均大于稗草,其中檸檬酸、丙二酸、乙酸、蘋果酸是兩種植株根系均分泌的有機(jī)酸,且乙酸含量最高,分別為0.765 mmol·kg~(-1)、0.261mmol·kg~(-1),而在狗牙根和稗草根際土中均檢測到檸檬酸、丙二酸、乙酸。2.選取檸檬酸、丙二酸、乙酸對1 g消落帶模擬污染干土中的Pb進(jìn)行解吸時,發(fā)現(xiàn)當(dāng)有機(jī)酸濃度≤1 mmol·L~(-1)時,Pb的解吸量由高到低為:丙二酸檸檬酸乙酸;當(dāng)有機(jī)酸濃度1 mmol·L~(-1)時,Pb的解吸量由高到低為:檸檬酸丙二酸乙酸;且LWMOAs在土壤中含量低(≤1 mmol·L~(-1))時,抑制土壤對Pb的解吸;含量高(1 mmol·L~(-1))時,促進(jìn)土壤對Pb的解吸。3.LMWOAs對消落帶土壤中Pb的解吸是一個復(fù)雜的動力學(xué)過程,以化學(xué)過程為主,同時伴隨著非均相擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散。解吸動力學(xué)方程擬合效果由大到小為:準(zhǔn)二級動力學(xué)方程雙常數(shù)方程Elovich方程拋物線方程。4.落干淹水環(huán)境會使土壤表層中的Pb含量減少,且第二次落干淹水后表層土壤Pb含量下降百分比高于第一次落干淹水周期;經(jīng)過兩次落干淹水周期后,各處理下其表層土壤Pb含量由大到小為:混酸處理檸檬酸處理、乙酸處理丙二酸處理對照,表明當(dāng)消落帶土壤含Pb量較高時,植物所分泌的LWMOAs會促進(jìn)土壤對Pb的吸附;對于土壤底層而言,Pb含量逐漸增加,各處理的土壤底層Pb含量由大到小為:混酸處理檸檬酸處理、乙酸處理丙二酸處理對照。兩次淹水各處理的上覆水Pb含量雖相差不大,但各處理的第一次淹水上覆水Pb含量高于第二次淹水上覆水的Pb含量。5.少量的LWMOAs的加入,可以促使土壤表層Pb形態(tài)從低穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化為高穩(wěn)定態(tài),底層Pb含量有所增加,增加的是鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)Pb。比較兩次落干淹水周期,第二次落干淹水周期結(jié)束后的土壤表層的可交換態(tài)、鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)Pb所占比例比第一次落干淹水周期結(jié)束后高,碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb所占比例降低,土壤底層的可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)Pb的占比變化不大,而第二次落干淹水周期結(jié)束后的鐵錳氧化態(tài)Pb占比增加,有機(jī)結(jié)合態(tài)Pb降低。表層Pb屬于非常高風(fēng)險,底層中的Pb為高風(fēng)險,對環(huán)境生態(tài)風(fēng)險較大。
[Abstract]:Soil Pb ( Pb ) , except for a small number of natural sources , is mainly caused by human activity , mainly from automobile tail gas , making and using Pb product , farmland sewage irrigation , pesticide and chemical fertilizer application . In this paper , the Pb content in the surface layer of the soil is lower than that of the second flooding . The Pb content of the surface layer of the soil is higher than that of the second flooding . The Pb content of the surface layer is higher than that of the second flooding . The ratio of Pb in the carbonate and residue states is not large , while the Pb in the Fe - Mn oxidation state after the second dry - water cycle is increased , and the Pb in the organic binding state is decreased . The Pb in the bottom layer is very high risk , and the Pb in the bottom layer is high - risk , and the environmental ecological risk is larger .

【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1533455