典型钨矿区重金属污染特征与镉铜低积累蔬菜筛选研究

摘要

本文以赣南某钨矿区周边菜田土壤和蔬菜为研究对象，对土壤和蔬菜中重金属污染状况进行分析、评价，并以此矿区重金属污染特征为依据，以镉、铜为胁迫因子，进行低积累蔬菜筛选。实验选用大白菜、小白菜、茼蒿、萝卜、油白菜、生菜、辣椒、茄子、西红柿等9种不同科蔬菜，分设不同镉-铜处理水平，分别在成熟期收获。通过分析土壤与蔬菜内重金属含量及蔬菜生理生化特性，筛选出镉-铜低积累蔬菜。得出主要结论如下：
　　（1）对赣南某钨矿区土壤重金属分析与评价，土壤中镉、铜含量严重超标，其含量分别超过土壤环境质量二级标准的15~20倍和3~4倍，土壤中锌、汞、铅、铬含量不超标。用地累积指数法对15个采样点土壤重金属进行评价，镉污染严重，铜为轻度污染。
　　（2）从不同品种蔬菜重金属含量分析和污染评价结果来看，整体上镉、铜超标严重，蔬菜重金属污染特征规律为：叶菜类＞根茎类＞果菜类。个别蔬菜中铬、铅、汞超标，锌含量不超标，低于食品污染物限量值。
　　（3）低积累蔬菜筛选实验中，9种蔬菜地上部分与地下部分镉、铜含量随着镉-铜胁迫水平升高而不断增长，其中茼蒿和辣椒地上部分镉富集量少，平均积累量分别为0.5 mg/kg和0.9 mg/kg，茼蒿和辣椒地下部分镉积累量也少于其它蔬菜。生菜地上部分镉含量高出食品污染限量标准8倍，地下部分含量高达2.45 mg/kg。油白菜和茄子地上部分和地下部分铜积累量在9种蔬菜中较少，富集系数和转运系数表现出相似规律。镉-铜平均积累都较少的为辣椒、西红柿、茄子果实，镉平均积累量分别为0.05 mg/kg、0.02 mg/kg、0.08 mg/kg，辣椒和西红柿含量低于蔬菜镉限量标准。铜平均积累量为8.98 mg/kg、7.30 mg/kg、5.23 mg/kg，均低于蔬菜铜限量标准。
　　（4）9种蔬菜叶绿素变化趋势与生物量相似。随着镉-铜处理水平升高，西红柿、茄子叶绿素合成水平升高，并且西红柿的叶绿素合成水平在9种蔬菜中最高，茄子次之；此外，大白菜、小白菜、萝卜、辣椒体内SOD、POD、CAT活性呈现出低升高降的趋势，茼蒿、油白菜、生菜、西红柿、茄子SOD、POD、CAT活性一直上升；大白菜、小白菜、萝卜、油白菜、生菜、辣椒MDA含量一直上升，茼蒿、西红柿、茄子MDA含量呈现低升高降，且西红柿、茄子MDA含量在9种蔬菜中较低，平均含量分别为2.13nmol/g、1.78 nmol/g。茼蒿、生菜、辣椒内可溶性糖与可溶性蛋白随着镉-铜浓度升高而逐渐降低，大白菜、小白菜、油白菜、萝卜表现为低促高抑，西红柿、茄子体内可溶性糖和可溶性蛋白表现为促进趋势。
　　综合各指标的变化情况，可以得出西红柿、茄子可能种植在受镉-铜污染土壤中的安全系数更高，其次为辣椒。茼蒿、油白菜只对单种重金属累积量少，因此可能更适合种植在只受镉或铜污染的土壤上，生菜、大白菜、小白菜等叶菜类蔬菜在镉和铜污染的土壤种植存在较大潜在风险。

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第一章 绪 论

1.1 土壤和蔬菜重金属污染现状

1.2 菜地土壤重金属来源

1.3 蔬菜对重金属的吸收与富集

1.4 重金属胁迫对蔬菜生长的影响研究

1.5 耐镉-铜蔬菜品种筛选研究现状

1.6 研究目的与意义

1.7 研究内容及技术路线

第二章 材料与方法

2.1矿区菜田土壤和蔬菜重金属污染特征分析实验

2.2 盆栽实验

2.3 土壤、蔬菜中重金属限量和评价标准

2.4 数据处理

第三章 矿区菜田土壤和蔬菜重金属污染特征分析

3.1 研究区自然地理概况

3.2 样品采集

3.3 样品测定

3.4 结果与分析

3.5 本章小结

第四章 镉铜低积累蔬菜筛选实验研究

4.1 盆栽实验设计

4.2 样品采集

4.3 测定项目

4.4 不同镉-铜水平处理下蔬菜积累特性分析

4.5 不同镉-铜水平处理下蔬菜生理生化特性分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文结论

5.2 研究展望

5.3 创新点

参考文献

附录

致谢

个人简历及攻读学位期间的研究成果