【摘要】：近年來,西湖風景區(qū)土壤中的鎘(Cd)和鉛(Pb)有明顯的積累趨勢,使得風景區(qū)土壤中的重金屬污染問題日益突出。植物修復技術(shù)是目前治理重金屬污染土壤的一種最有發(fā)展前景的技術(shù),具有修復成本低廉、易操作、不會破壞土壤結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。利用植物修復土壤重金屬污染的超積累植物篩選和研究已有不少報道,但針對西湖風景區(qū)環(huán)境特點的相關(guān)研究尚未見報道。本文旨在研究西湖風景區(qū)的自然土壤及部分實地水濕生植物中的重金屬分布特征,分析水濕生植物的Cd和Pb積累特點,并應用到西湖風景區(qū)污染土壤的治理中,對保護西湖生態(tài)環(huán)境、合理規(guī)劃城市發(fā)展及保持人體健康具有重要的意義。本研究針對杭州西湖風景區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重金屬污染問題,基于現(xiàn)有的水濕生植物種質(zhì)資源,以再力花、黃菖蒲、美人蕉、常綠鳶尾、莎草、睡蓮、香蒲和荷花等植物為研究對象,采用人工添加重金屬的土壤盆栽試驗,研究這些植物地上部分和地下部分的Cd和Pb積累差異。同時,通過測定和分析24個西湖風景區(qū)采樣點自然土壤中的Cd和Pb含量,了解西湖風景區(qū)自然土壤中Pb和Cd的積累情況；測定和分析自然生長在西湖長橋公園、太子灣公園、浴鵠灣、杭州花圃和金溪山莊中的黃菖蒲、再力花、睡蓮、香蒲等實生植物,明確這些植物地上部分和地下部分對Pb和Cd的積累狀況。主要研究結(jié)果如下：1.盆栽試驗中,對照組土壤Cd和Pb含量分別為0.34±0.09mg/kg和58.76±3.51mg/kg。Cd添加濃度為1.00mg/kg (Cdl)和5.00mg/kg (Cd2)的處理土壤中Cd含量分別為1.57±0.16mg/kg和5.45±0.45mg/kg, Pb含量與對照組無明顯差異。Pb添加濃度為50.00mg/kg (Pbl)和100.00mg/kg (Pb2)的處理土壤中Pb濃度分別為113.49±9.82mg/kg和161.55±10.98mg/kg,Cd含量與對照組無明顯差異。2.Cd處理盆栽試驗7種植物中,以莎草地上部分積累Cd的含量最高,其次為常綠鳶尾和睡蓮,而荷花、美人蕉、莎草和香蒲地下部分的Cd積累量明顯高于其他植物。比較植物地上部分與地下部分Cd含量發(fā)現(xiàn),美人蕉、荷花和香蒲的地上部分Cd含量較低,而地下部分Cd含量較高,說明其吸收的Cd主要貯存在地下部分；而睡蓮的地上部分Cd含量較高,地下部分Cd含量較低,說明其吸收的Cd能高效轉(zhuǎn)運到地上部分。3.Pb處理盆栽試驗表明7種植物地上部分的Pb積累較弱,其中睡蓮地上部分的Pb含量要顯著高于其他植物,最高值達2.90±0.35mg/kg,但仍低于普通植物Pb的平均含量5.00mg/kg。而這7種植物地下部分Pb含量明顯高于地上部分,約為地上部分的10-20倍；隨著土壤中Pb濃度的增加,除睡蓮外的各種參試植物地下部分的Pb含量隨之增加,其中以莎草在Pb2處理時地下部分Pb含量為最高,達20.86±1.24mg/kg,說明這些植物吸收的Pb大部分固定在地下部分。4.盆栽試驗中,只有常綠鳶尾、莎草和睡蓮對Cd的轉(zhuǎn)運系數(shù)出現(xiàn)大于1的現(xiàn)象,說明常綠鳶尾、莎草和睡蓮從根部吸收和轉(zhuǎn)運Cd到地上部分的能力較強,地上部分具有較好的Cd積累能力。所有植物對Pb的轉(zhuǎn)運系數(shù)均低于1,說明這些植物地上部分對Pb的積累能力不強。5.盆栽試驗中,所有植物對Cd和Pb的富集系數(shù)都小于1,說明這些植物對土壤中Cd和Pb的富集能力均較低。6.經(jīng)Duncan檢驗,香蒲、莎草和再力花地上部分生物量無明顯差異,常綠鳶尾、睡蓮和黃菖蒲地上部分的生物量差異不明顯。8種植物的平均生物量依次為香蒲再力花莎草美人蕉荷花常綠鳶尾黃菖蒲睡蓮。常綠鳶尾和荷花地上部分生物量不隨著土壤中Cd和Pb濃度的變化而有明顯的變化,而部分植物表現(xiàn)為土壤中重金屬濃度越高,植物地上部分的生物量有所降低。7.西湖風景區(qū)采樣調(diào)查發(fā)現(xiàn),24個自然土壤樣品中Cd含量的平均值為0.44mg/kg,Pb含量的平均值為62.90mg/kg,分別高于杭州市土壤中Cd和Pb的地質(zhì)背景值。約有70%的樣品具有不同程度的Cd污染,其中4.2%的樣品屬于重度污染；約有87.5%的樣品具有不同程度的Pb污染,大部分屬于輕微或輕度污染。8.野外實生植物采樣分析發(fā)現(xiàn),黃菖蒲和睡蓮地上部分積累Cd的能力明顯優(yōu)于再力花,而再力花地下部分積累Cd的能力明顯優(yōu)于其他植物。42份植物樣品均未表現(xiàn)出較強的Pb積累能力,但香蒲地下部分積累Pb的能力明顯優(yōu)于其他植物。9.當Cd和Pb在人工添加重金屬的盆栽土壤和西湖景區(qū)自然土壤中濃度相當時,同種植物在盆栽試驗和自然條件下對Cd和Pb的積累能力無明顯差異。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X173

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本文編號：2541986