胶质芽孢杆菌与粘土矿物对土壤重金属迁移的影响

摘要

重金属污染已经越来越严重地危害人类生存，导致该现象有多方面的原因，如：农药滥用、工厂大量排污以及生活垃圾的不合理处置等。我省土壤重金属污染问题非常严重，以Cd和Hg最为突出，尤其是Cd已远远超出国家相关土壤含Cd标准，形势非常严峻。有效解决喀斯特地区土壤重金属污染已成为当前迫切需要解决的问题。
　　通过模拟被重金属 Cd污染的土壤进行盆栽种植蔬菜，施加有机矿物肥料、胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）菌剂和化肥作对比，检测蔬菜中Cd的含量，同时收集盆栽蔬菜的渗滤液，测其pH值、盐度、溶解性总固体（TDS，Total dissolved solids）以及K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子，还检测HCO3-、Cl-和SO42-三种阴离子，用MINTEQ软件计算渗滤液中方解石饱和指数，用于分析盆栽中的岩溶作用和碳汇效应。主要研究结果如下：
　　（1）施加有机矿物肥料和细菌菌剂的蔬菜中Cd含量低于施加化肥种植的蔬菜；施加化肥处理得到的青梗菜中 Cd含量为23.7mg/kg，而施加有机矿物肥料和胶质芽孢杆菌种植的青梗菜中Cd含量为15.13mg/kg。同样方法种植生菜，施加有机矿物肥料种植的生菜中Cd含量为24.34mg/kg，显著低于只施加化肥、1/2化肥及1/2有机矿物肥料两个处理生菜中的Cd含量。
　　（2）施加化肥会在短时间内提高土壤的盐度和酸度，而施加有机矿物肥料则不会出现此现象。种植青梗菜实验过后，施加化肥处理的土壤pH值为6.97，低于施肥前的土壤；施加有机矿物肥料的土壤pH值在7.28—7.39之间，种植生菜实验后，施加化肥处理的土壤pH值为6.60，也低于施肥前的土壤，而施加有机矿物肥料的土壤pH值为7.75。
　　（3）施用有机矿物肥料的盆栽渗滤液中方解石饱和指数逐渐由负值变为正值，正值说明该体系中的碳酸盐的溶解已达饱和，负值说明该体系中的碳酸盐还可继续溶解。因此，施加有机矿物肥料可以促进方解石的溶解。
　　（4）施加化肥处理的生菜中重金属含量为38.76mg/kg，而青梗菜仅为23.7 mg/kg；同样施加了有机矿物肥料的青梗菜重金属含量为15.13mg/kg，低于同样处理的生菜24.34mg/kg。该结果说明生菜对重金属离子的吸附能力高于青梗菜，在重金属污染地区栽培和食用青梗菜更为安全。
　　（5）有机矿物肥料中含有粘土矿物和丰富的有机质，因而对重金属离子有很好的吸附效果；其吸附结果与Langmuir和Freundlich等温吸附模型能够良好拟合，相关系数R2均在0.91以上。
　　综上所述，施加有机矿物肥料和胶质芽孢杆菌不仅能够为植物生长提供养分，促进植物生长，还能阻止植物对土壤中重金属离子的吸收利用，因而对有效解决喀斯特地区土壤重金属污染有重要意义。

目录

封面

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪 论

1.1土壤重金属污染

1.1.1土壤重金属污染现状

1.1.2喀斯特地区土壤重金属污染

1.1.3土壤重金属污染危害

1.1.4土壤重金属污染来源

1.1.5土壤中重金属的形态和毒性

1.1.6土壤重金属污染的修复手段

1.2有机矿物肥料简述

1.2.1有机肥料的概述

1.2.2有机矿物肥料简述

1.3微生物肥料简述

1.3.1微生物肥料的种类

1.3.2微生物肥料的优点及发展前景

1.4本课题的研究目的、研究意义和主要内容

1.4.1研究目的

1.4.2研究意义

1.4.3研究内容

1.4.4技术路线

第二章 有机矿物肥料与胶质芽孢杆菌对种植青梗菜土壤重金属迁移的影响

2.1主要材料与实验仪器

2.1.1主要材料

2.1.2主要仪器设备

2.2实验方法

2.2.1有机矿物肥料对溶液中重金属离子的吸附

2.2.2 模拟喀斯特地区盆栽种植青梗菜

2.3结果与讨论

2.3.1有机矿物肥料吸附溶液中Cd结果

2.3.2模拟喀斯特地区盆栽种植青梗菜结果

2.3.3盆栽渗滤液的水化学特征指标

2.4本章小结

第三章 有机矿物肥料与胶质芽孢杆菌对种植生菜土壤重金属迁移的影响

3.1主要材料与实验仪器

3.1.1主要材料

3.1.2主要仪器设备

3.2实验方法

3.2.1 模拟喀斯特地区盆栽种植青梗菜

3.3结果与讨论

3.3.1模拟喀斯特地区盆栽种植生菜结果

3.3.2盆栽渗滤液的水化学特征指标

3.3本章小结

第四章 结论

4.1主要结论

4.2论文亮点

参考文献

致谢

附录

声明