重金屬污染土壤的誘導(dǎo)性植物提取研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 09:33
土壤重金屬污染是一個(gè)世界范圍內(nèi)普遍關(guān)注的環(huán)境問題。采用螯合劑強(qiáng)化植物提取污染土壤重金屬是近十年來重金屬污染土壤修復(fù)的研究熱點(diǎn)之一。本文通過開展農(nóng)田重金屬污染情況調(diào)查,研究螯合劑種類、處理濃度以及與高生物量植物的匹配關(guān)系,探索提高螯合劑誘導(dǎo)植物富集土壤重金屬效率的方法,研究采取防止螯合誘導(dǎo)修復(fù)過程重金屬淋濾的措施,并進(jìn)行了多年的盆缽及野外田間植物提取試驗(yàn)等工作,較為系統(tǒng)地研究了誘導(dǎo)性植物提取修復(fù)重金屬污染土壤的原理和方法。1、通過對南京市5縣4郊5個(gè)環(huán)境單元(礦冶區(qū)、交通干線、工廠周邊、污灌地、農(nóng)產(chǎn)品基地)共100個(gè)樣點(diǎn)的農(nóng)田土壤及蔬菜樣品重金屬(Pb、Cu、Zn、Cd)污染情況調(diào)查,發(fā)現(xiàn)不同功能區(qū)土壤重金屬含量存在明顯差異:礦區(qū)周邊農(nóng)田污染最為嚴(yán)重,其次為污灌地和公路沿線農(nóng)田,部分農(nóng)產(chǎn)品基地存在輕度Cd污染,工廠周邊農(nóng)田土壤污染相對較小。蔬菜重金屬含量與土壤重金屬生物有效性含量和總量之間存在極顯著相關(guān)。重金屬污染嚴(yán)重的礦區(qū)農(nóng)田土壤,蔬菜食用部分重金屬含量普遍超過國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。不合理的礦業(yè)開采和冶煉是導(dǎo)致南京地區(qū)農(nóng)田土壤和蔬菜重金屬污染的主要原因。2、通過土培試驗(yàn),比較分析了螯合劑(...
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:178 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
目錄
摘要
ABSTRACT
縮略語(Abbreviation)
論文結(jié)構(gòu)圖
第一章 文獻(xiàn)綜述
第一節(jié) 植物修復(fù)
第二節(jié) 植物提取
第三節(jié) 誘導(dǎo)性植物提取
第四節(jié) 分子生物學(xué)手段和微生物介導(dǎo)的植物修復(fù)
第五節(jié) 野外田間修復(fù)試驗(yàn)
第二章 南京地區(qū)農(nóng)田土壤和蔬菜重金屬污染狀況調(diào)查
1 研究方法
2 結(jié)果與討論
2.1 不同功能區(qū)農(nóng)田土壤重金屬含量
2.2 青菜地上部重金屬及其采樣點(diǎn)土壤重金屬含量
2.3 湯山銅礦部分樣點(diǎn)蔬菜重金屬污染情況
3 結(jié)論
第三章 Pb污染土壤的誘導(dǎo)性植物提取
第一節(jié) 植物種類與螯合劑匹配關(guān)系
1 材料與方法:
2 結(jié)果與分析:
2.1 EDTA處理對植物生長的影響
2.2 EDTA處理對植物地上部分Pb濃度(mg kg-1 DW)的影響
2.3 EDTA處理對植物地上部分Pb積累總量(μg Pb/pot)的影響
3 討論:
第二節(jié) 香根草修復(fù)污染土壤Pb的潛力
1 材料與方法:
2 結(jié)果與分析:
3 討論:
第三節(jié) Pb污染土壤的多年盆栽植物修復(fù)試驗(yàn)
1 材料與方法
1.1 土壤處理
1.2 第一季盆栽試驗(yàn)
1.3 第二季到第七季盆栽試驗(yàn)
1.4 EDTA在土壤中的錢留效應(yīng)
1.5 分析測定
2 結(jié)果與分析
2.1 第一季植物生長狀況、地上部分金屬元素含量、Pb提取量及土壤水溶性Pb含量
2.2 第二季玉米幼苗生長狀況及Pb含量
2.3 第三季至第七季植物生長狀況
2.4 土壤中生物有效性Pb在不同種植季節(jié)的變化情況
2.5 土壤總Pb含量在不同種植季節(jié)的變化情況
2.6 七季植物地上部分提取Pb總量
2.7 EDTA對土壤Pb提取的時(shí)間效應(yīng)
3 討論
第四章 誘導(dǎo)性植物提取的重金屬淋濾及解決措施
第一節(jié) EDTA輔助油葵修復(fù)重金屬污染土壤的作用及重金屬淋濾行為
1 材料與方法:
2.結(jié)果與分析:
2.1 淋濾液重金屬及可溶性總有機(jī)碳(TOC)含量
2.2 EDTA處理對油葵幼苗重金屬含量的影響
2.3 油葵幼苗金屬提取總量與土壤金屬的淋濾情況
3 討論:
第二節(jié) 天然螯合劑和易生物降解螯合劑對土壤重金屬的溶解—EDTA替代物的選擇
1 材料與方法
試驗(yàn)一:農(nóng)藝調(diào)控措施對誘導(dǎo)玉米提取土壤重金屬的作用
試驗(yàn)二:澤漆汁液對土壤重金屬的解吸作用
試驗(yàn)三:EDDS、NTA對土壤重金屬Pb、Cu、Zn、Cd提取的時(shí)間效應(yīng)
2.結(jié)果與分析:
2.1 農(nóng)藝調(diào)控措施對玉米幼苗積累土壤重金屬的作用
2.2 澤漆汁液對土壤重金屬的解吸作用
2.3 EDDS、NTA對土壤Pb、Cu、Zn和Cd提取的時(shí)間效應(yīng)
3.討論:
第三節(jié) 減少螯合誘導(dǎo)修復(fù)過程中重金屬淋濾的措施—EDDS及高生物量植物的作用
1 材料與方法
2 結(jié)果與分析
2.1 不同螯合劑處理對土壤重金屬淋濾的影響
2.2 EDTA處理對土壤Pb、Cu淋濾行為的影響
2.3 不同土層土壤水溶性重金屬含量
2.4 不同土層土壤重金屬總量
2.5 植物地上部分重金屬含量
3、討論:
第四節(jié) 淋濾的螯合態(tài)重金屬被土壤介質(zhì)的再吸附
1、材料與方法:
2、結(jié)果與討論:
第五章 提高螯合誘導(dǎo)修復(fù)效率的措施——熱處理
第一節(jié) 提高土壤溫度可以顯著提高誘導(dǎo)修復(fù)效率
1 材料與方法:
1.1 試驗(yàn)一:不同土壤溫度對EDTA誘導(dǎo)玉米幼苗提取土壤Cu的效應(yīng)
1.2 試驗(yàn)二:50℃熱處理對EDTA誘導(dǎo)玉米幼苗提取土壤重金屬的作用
1.3 試驗(yàn)三:熱處理對EDTA、EDDS誘導(dǎo)綠豆幼苗提取土壤重金屬的作用
1.4 試驗(yàn)四:熱螯合劑溶液澆灌處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響
1.5 試驗(yàn)五:通過地下水管加熱處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響
1.6 實(shí)驗(yàn)六:螯合劑及溫度對土壤中水溶性重金屬含量的影響
2、結(jié)果與分析:
2.1 不同土溫對玉米幼苗吸收Cu的影響(試驗(yàn)一)
2.2 50℃熱處理對玉米幼苗地上部分重金屬含量的影響(試驗(yàn)二)
2.3.1 螯合劑施用后熱處理對綠豆幼苗地上部分重金屬含量的影響(試驗(yàn)三)
2.3.2 EDTA施用前、后進(jìn)行熱處理對綠豆地上部分重金屬含量的影響(試驗(yàn)三)
2.4 熱螯合劑溶液澆灌處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響(試驗(yàn)四)
2.5 通過地下水管進(jìn)行加熱處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響(試驗(yàn)五)
2.6 螯合劑以及溫度對土壤中水溶性重金屬含量的影響(試驗(yàn)六)
3、討論
第二節(jié) 熱處理提高螯合誘導(dǎo)修復(fù)效率的機(jī)理
1、材料與方法
1.1.試驗(yàn)一:傷根及EDTA處理對玉米吸收Pb的影響
1.2 試驗(yàn)二:根系傷害程度對地上部分積累Pb的影響
1.3 試驗(yàn)三:不同空氣濕度對玉米地上部分積累Pb、Cu的影響
2 結(jié)果與分析:
2.1 試驗(yàn)一:傷根及EDTA處理對玉米吸收Pb的影響
2.2 試驗(yàn)二:根系傷害程度對地上部分積累Pb的影響
2.3 試驗(yàn)三:不同空氣濕度對地上部分積累Pb、Cu的影響
3、討論
第六章 野外銅污染土壤的原位植物修復(fù)試驗(yàn)
1、材料與方法:
1.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況
1.2 試驗(yàn)小區(qū)與處理:
1.3 樣品處理和測定
1.4 重金屬形態(tài)五級分步連續(xù)提取法:
2、結(jié)果與分析:
2.1.0-20cm表層土壤Cu、Fe、Zn等元素總含量變化情況
2.2.0-20cm土層土壤Cu在5級形態(tài)中的含量變化
2.3 各層土壤Cu和Zn總含量變化
2.4 玉米、油菜等七季植物提取土壤銅總量
3 討論
第七章 全文討論、創(chuàng)新點(diǎn)與總結(jié)
一、全文討論:
二、全文創(chuàng)新點(diǎn):
三、全文總結(jié):
全文參考文獻(xiàn)
在讀期間獲得的專利和發(fā)表的論文
圖版
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]銅尾礦復(fù)墾后土壤微生物活性及其群落功能多樣性研究[J]. 劉愛民,黃為一. 生態(tài)環(huán)境. 2005(06)
[2]香薷植物修復(fù)銅污染土壤的研究進(jìn)展[J]. 彭紅云,楊肖娥. 水土保持學(xué)報(bào). 2005(05)
[3]城市典型工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染狀況研究[J]. 張孝飛,林玉鎖,俞飛,李波. 長江流域資源與環(huán)境. 2005(04)
[4]土壤修復(fù)——新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科[J]. 駱永明,滕應(yīng),過園. 土壤. 2005(03)
[5]可降解絡(luò)合劑及微生物調(diào)控對海州香薷修復(fù)污染土壤的效應(yīng)[J]. 翁高藝,汪自強(qiáng),吳龍華,駱永明,宋靜,錢薇,林琦,王發(fā)園,蔣玉根,戴學(xué)龍,裘希雅. 土壤. 2005(02)
[6]美洲商陸(Phytolacca americana L.)——一種新的Mn積累植物[J]. 鐵柏清,袁敏,唐美珍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[7]蚯蚓對土壤污染的指示作用及其強(qiáng)化修復(fù)的潛力[J]. 高巖,駱永明. 土壤學(xué)報(bào). 2005(01)
[8]金屬尾礦砂的改良和植被重建研究進(jìn)展[J]. 郝秀珍,周東美. 土壤. 2005(01)
[9]EDTA對2種芥菜型油菜幼苗富集Pb的效應(yīng)[J]. 陳亞華,沈振國,宗良綱. 環(huán)境科學(xué)研究. 2005(01)
[10]關(guān)于我國土壤環(huán)境保護(hù)研究中一些值得關(guān)注的問題[J]. 陳懷滿,鄭春榮,周東美,王慎強(qiáng). 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
本文編號:2970528
【文章來源】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:178 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
目錄
摘要
ABSTRACT
縮略語(Abbreviation)
論文結(jié)構(gòu)圖
第一章 文獻(xiàn)綜述
第一節(jié) 植物修復(fù)
第二節(jié) 植物提取
第三節(jié) 誘導(dǎo)性植物提取
第四節(jié) 分子生物學(xué)手段和微生物介導(dǎo)的植物修復(fù)
第五節(jié) 野外田間修復(fù)試驗(yàn)
第二章 南京地區(qū)農(nóng)田土壤和蔬菜重金屬污染狀況調(diào)查
1 研究方法
2 結(jié)果與討論
2.1 不同功能區(qū)農(nóng)田土壤重金屬含量
2.2 青菜地上部重金屬及其采樣點(diǎn)土壤重金屬含量
2.3 湯山銅礦部分樣點(diǎn)蔬菜重金屬污染情況
3 結(jié)論
第三章 Pb污染土壤的誘導(dǎo)性植物提取
第一節(jié) 植物種類與螯合劑匹配關(guān)系
1 材料與方法:
2 結(jié)果與分析:
2.1 EDTA處理對植物生長的影響
2.2 EDTA處理對植物地上部分Pb濃度(mg kg-1 DW)的影響
2.3 EDTA處理對植物地上部分Pb積累總量(μg Pb/pot)的影響
3 討論:
第二節(jié) 香根草修復(fù)污染土壤Pb的潛力
1 材料與方法:
2 結(jié)果與分析:
3 討論:
第三節(jié) Pb污染土壤的多年盆栽植物修復(fù)試驗(yàn)
1 材料與方法
1.1 土壤處理
1.2 第一季盆栽試驗(yàn)
1.3 第二季到第七季盆栽試驗(yàn)
1.4 EDTA在土壤中的錢留效應(yīng)
1.5 分析測定
2 結(jié)果與分析
2.1 第一季植物生長狀況、地上部分金屬元素含量、Pb提取量及土壤水溶性Pb含量
2.2 第二季玉米幼苗生長狀況及Pb含量
2.3 第三季至第七季植物生長狀況
2.4 土壤中生物有效性Pb在不同種植季節(jié)的變化情況
2.5 土壤總Pb含量在不同種植季節(jié)的變化情況
2.6 七季植物地上部分提取Pb總量
2.7 EDTA對土壤Pb提取的時(shí)間效應(yīng)
3 討論
第四章 誘導(dǎo)性植物提取的重金屬淋濾及解決措施
第一節(jié) EDTA輔助油葵修復(fù)重金屬污染土壤的作用及重金屬淋濾行為
1 材料與方法:
2.結(jié)果與分析:
2.1 淋濾液重金屬及可溶性總有機(jī)碳(TOC)含量
2.2 EDTA處理對油葵幼苗重金屬含量的影響
2.3 油葵幼苗金屬提取總量與土壤金屬的淋濾情況
3 討論:
第二節(jié) 天然螯合劑和易生物降解螯合劑對土壤重金屬的溶解—EDTA替代物的選擇
1 材料與方法
試驗(yàn)一:農(nóng)藝調(diào)控措施對誘導(dǎo)玉米提取土壤重金屬的作用
試驗(yàn)二:澤漆汁液對土壤重金屬的解吸作用
試驗(yàn)三:EDDS、NTA對土壤重金屬Pb、Cu、Zn、Cd提取的時(shí)間效應(yīng)
2.結(jié)果與分析:
2.1 農(nóng)藝調(diào)控措施對玉米幼苗積累土壤重金屬的作用
2.2 澤漆汁液對土壤重金屬的解吸作用
2.3 EDDS、NTA對土壤Pb、Cu、Zn和Cd提取的時(shí)間效應(yīng)
3.討論:
第三節(jié) 減少螯合誘導(dǎo)修復(fù)過程中重金屬淋濾的措施—EDDS及高生物量植物的作用
1 材料與方法
2 結(jié)果與分析
2.1 不同螯合劑處理對土壤重金屬淋濾的影響
2.2 EDTA處理對土壤Pb、Cu淋濾行為的影響
2.3 不同土層土壤水溶性重金屬含量
2.4 不同土層土壤重金屬總量
2.5 植物地上部分重金屬含量
3、討論:
第四節(jié) 淋濾的螯合態(tài)重金屬被土壤介質(zhì)的再吸附
1、材料與方法:
2、結(jié)果與討論:
第五章 提高螯合誘導(dǎo)修復(fù)效率的措施——熱處理
第一節(jié) 提高土壤溫度可以顯著提高誘導(dǎo)修復(fù)效率
1 材料與方法:
1.1 試驗(yàn)一:不同土壤溫度對EDTA誘導(dǎo)玉米幼苗提取土壤Cu的效應(yīng)
1.2 試驗(yàn)二:50℃熱處理對EDTA誘導(dǎo)玉米幼苗提取土壤重金屬的作用
1.3 試驗(yàn)三:熱處理對EDTA、EDDS誘導(dǎo)綠豆幼苗提取土壤重金屬的作用
1.4 試驗(yàn)四:熱螯合劑溶液澆灌處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響
1.5 試驗(yàn)五:通過地下水管加熱處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響
1.6 實(shí)驗(yàn)六:螯合劑及溫度對土壤中水溶性重金屬含量的影響
2、結(jié)果與分析:
2.1 不同土溫對玉米幼苗吸收Cu的影響(試驗(yàn)一)
2.2 50℃熱處理對玉米幼苗地上部分重金屬含量的影響(試驗(yàn)二)
2.3.1 螯合劑施用后熱處理對綠豆幼苗地上部分重金屬含量的影響(試驗(yàn)三)
2.3.2 EDTA施用前、后進(jìn)行熱處理對綠豆地上部分重金屬含量的影響(試驗(yàn)三)
2.4 熱螯合劑溶液澆灌處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響(試驗(yàn)四)
2.5 通過地下水管進(jìn)行加熱處理對玉米和綠豆提取土壤重金屬的影響(試驗(yàn)五)
2.6 螯合劑以及溫度對土壤中水溶性重金屬含量的影響(試驗(yàn)六)
3、討論
第二節(jié) 熱處理提高螯合誘導(dǎo)修復(fù)效率的機(jī)理
1、材料與方法
1.1.試驗(yàn)一:傷根及EDTA處理對玉米吸收Pb的影響
1.2 試驗(yàn)二:根系傷害程度對地上部分積累Pb的影響
1.3 試驗(yàn)三:不同空氣濕度對玉米地上部分積累Pb、Cu的影響
2 結(jié)果與分析:
2.1 試驗(yàn)一:傷根及EDTA處理對玉米吸收Pb的影響
2.2 試驗(yàn)二:根系傷害程度對地上部分積累Pb的影響
2.3 試驗(yàn)三:不同空氣濕度對地上部分積累Pb、Cu的影響
3、討論
第六章 野外銅污染土壤的原位植物修復(fù)試驗(yàn)
1、材料與方法:
1.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)概況
1.2 試驗(yàn)小區(qū)與處理:
1.3 樣品處理和測定
1.4 重金屬形態(tài)五級分步連續(xù)提取法:
2、結(jié)果與分析:
2.1.0-20cm表層土壤Cu、Fe、Zn等元素總含量變化情況
2.2.0-20cm土層土壤Cu在5級形態(tài)中的含量變化
2.3 各層土壤Cu和Zn總含量變化
2.4 玉米、油菜等七季植物提取土壤銅總量
3 討論
第七章 全文討論、創(chuàng)新點(diǎn)與總結(jié)
一、全文討論:
二、全文創(chuàng)新點(diǎn):
三、全文總結(jié):
全文參考文獻(xiàn)
在讀期間獲得的專利和發(fā)表的論文
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致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]銅尾礦復(fù)墾后土壤微生物活性及其群落功能多樣性研究[J]. 劉愛民,黃為一. 生態(tài)環(huán)境. 2005(06)
[2]香薷植物修復(fù)銅污染土壤的研究進(jìn)展[J]. 彭紅云,楊肖娥. 水土保持學(xué)報(bào). 2005(05)
[3]城市典型工業(yè)區(qū)土壤重金屬污染狀況研究[J]. 張孝飛,林玉鎖,俞飛,李波. 長江流域資源與環(huán)境. 2005(04)
[4]土壤修復(fù)——新興的土壤科學(xué)分支學(xué)科[J]. 駱永明,滕應(yīng),過園. 土壤. 2005(03)
[5]可降解絡(luò)合劑及微生物調(diào)控對海州香薷修復(fù)污染土壤的效應(yīng)[J]. 翁高藝,汪自強(qiáng),吳龍華,駱永明,宋靜,錢薇,林琦,王發(fā)園,蔣玉根,戴學(xué)龍,裘希雅. 土壤. 2005(02)
[6]美洲商陸(Phytolacca americana L.)——一種新的Mn積累植物[J]. 鐵柏清,袁敏,唐美珍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
[7]蚯蚓對土壤污染的指示作用及其強(qiáng)化修復(fù)的潛力[J]. 高巖,駱永明. 土壤學(xué)報(bào). 2005(01)
[8]金屬尾礦砂的改良和植被重建研究進(jìn)展[J]. 郝秀珍,周東美. 土壤. 2005(01)
[9]EDTA對2種芥菜型油菜幼苗富集Pb的效應(yīng)[J]. 陳亞華,沈振國,宗良綱. 環(huán)境科學(xué)研究. 2005(01)
[10]關(guān)于我國土壤環(huán)境保護(hù)研究中一些值得關(guān)注的問題[J]. 陳懷滿,鄭春榮,周東美,王慎強(qiáng). 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(06)
本文編號:2970528
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