红树林湿地低分子量有机酸及其对重金属生物有效性影响的研究

摘要

当前我国城市化和工业化以及海洋生物养殖加剧了重金属的陆海迁移，导致其对沿海生态环境尤其是处于海陆交错带的红树林生态系统的污染。沿海河口区域的一些工业、生活污水，养殖污水，等通过排污管道向红树林湿地排放，使得红树林成为海岸的“污水处理场所”。城市化和工业化加剧了重金属的陆海迁移，导致其对沿海生态环境尤其是处于海陆交错带的红树林生态系统的污染。 低分子量有机酸在土壤中大量存在，并在时空上影响着成土的过程，如土壤养分的供应，重金属的转移和固定，矿物的风化等起着重要的作用。在土壤溶液中，低分子量有机酸的羧基部分解离，导致其表现出弱酸性。低分子量有机酸作为配合体通过络合作用提高了土壤溶液中溶解性阳离子如铁，铝的总量。溶解性低分子量有机酸和其络合的金属离子容易从土壤孔隙中运移，并通过强烈的鳌合作用，提高的金属离子如(铜，铁)的淋溶作用。低分子量有机酸通过羧基和羟基与金属离子的调节作用而吸附在土壤矿物表面。低分子量有机酸强烈的协同作用通过解离和还原反应使矿物质与其表面的吸附作用提高了矿物质的溶解和风化作用。国内外对不同植物根系分泌的有机酸与土壤中重金属的相互作用开展了大量的研究，众多研究结论认为根系分泌的有机酸主要是通过影响重金属离子在根一土界面上的吸附-解吸、配位-解离等反应来影响金属离子在根.土界面上的化学行为。目前国内外植物根系与重金属相互作用的研究多集中于陆地森林生态系统与农田生态系统，对于陆海交错带红树林生态系统这一生态敏感区域的研究还鲜见报道。 本文以福建漳江口红树林为研究对象，通过野外定位观测和室内盆栽实验，在研究红树植物根系分泌的低分子量有机酸，红树林沉积物中低分子量有机酸以及红树根际重金属形态的基础上，着重探讨红树植物在胁迫条件下根系分泌低分子量有机酸响应及机制，低分子量有机酸对重金属污染治理的作用，植物.沉积物界面重金属的形态转化，这对进一步拓展我河口湿地重金属污染研究，深入分析红树植物对河口区域重金属污染的治理有所裨益，为河口区域重金属迁移转化的生物地球化学过程提供重要基础资料，并对我国河口区域重金属污染的治理，红树林生态系统的保护有一定的指导意义。

目录

文摘

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声明

第一章前言

1.1土壤中低分子量有机酸的来源

1.2植物根系分泌有机酸的机制与影响因子

1.3有机酸在植物重金属解毒机制中的作用

1.4土壤中低分子量有机酸对土壤养分供应影响

1.5低分子量有机酸对根际环境中重金属行为的影响

1.6植物根系分泌物，土壤溶液中低分子量有机酸的收集与分析

1.7河口红树林湿地对控制污染物的生态作用

1.8本研究的意义和主要内容

第二章材料与方法

2.1试验地概况

2.2野外沉积物与红树幼苗样品的采集

2.3盆栽实验

2.3.1营养胁迫下红树植物根系分泌低分子量有机酸的变化

2.3.2低分子量有机酸对重金属植物提取的影响实验

2.3.3红树植物根际分泌物对重金属形态的影响

2.4土壤溶液(soil solution)与植物根系分泌物的收集

2.5沉积物理化性质测定与低分子量有机酸测定

2.6数据统计分析

2.7技术路线

第三章结果与讨论

3.1红树植物根系分泌的低分子量有机酸

3.1.1低分子量有机酸色谱分析条件

3.1.2精密度与准确性分析

3.1.3秋茄，白骨壤，桐花树根系分泌的低分子量有机酸

3.1.4小结

3.2红树林湿地表层沉积物中低分子量有机酸的分布与沉积物理化性质关系

3.2.1红树林湿地表层沉积物中低分子量有机酸的分布

3.2.2沉积物的理化性质对沉积物中低分子量有机酸分布的影响

3.2.3小结

3.3磷胁迫下红树植物根系分泌的低分子量有机酸

3.3.1磷胁迫下红树植物根系分泌的低分子量有机酸

3.3.2小结

3.4低分子量有机酸对植物提取重金属的影响

3.4.1低分子量有机酸对红树植物秋茄生长的影响

3.4.2低分子量有机酸作用下秋茄对重金属植物提取的影响

3.4.3提取剂对土壤溶液重金属浓度的影响

3.4.4小结

3.5镉胁迫下秋茄根系分泌低分子量有机酸及其对根际重金属生物有效性影响

3.5.1 Cd胁迫下秋茄植物分泌的低分子量有机酸

3.5.2根系分泌物引起的pH值与可溶解性有机质的变化

3.5.3小结

3.6红树根系分泌低分子量有机酸及其对交换态金属离子的影响

3.6.1沉积物的理化性质

3.6.2秋茄根系分泌低分子量有机酸

3.6.3根际沉积物与非根际沉积物中重金属的形态

3.6.4低分子量有机酸对重金属形态的影响

3.6.5小结

第四章研究结论及展望

4.1研究结论

4.2研究特色与创新

4.3研究的不足之处

4.4研究展望

参考文献

致谢

附录：作者攻读博士学位期间发表的论文