水生美人蕉和萍蓬草对铜尾矿渗出液耐性机理及修复潜力研究

摘要

本文选用水生植物美人蕉（Cannaglauca）和萍蓬草（Nupharpumilum）为试验材料，研究铜尾矿渗出液(CuL)胁迫下以及添加不同菌液浓度对植物的生长和生理指标以及对CuL修复和水质的影响，为修复含重金属Cu尾矿污染水体环境提供理论和依据。主要研究结果如下:
　　(1)采取不同浓度Cu尾矿渗出液对水生美人蕉和萍蓬草幼苗进行处理。研究结果表明，水生美人蕉各处理下株高、根长、干质量和耐性指数均高于CK(P＜0.05)。萍蓬草株高、干质量仅在1/4CuL处理下高于CK(P＞0.05)，根长、耐性指数在3/4CuL处理下为CK的121.79％和122％。CuL处理下水生美人蕉幼苗Cu离子含量最高，地上部、地下部分别是CK的2.22倍、2.92倍。萍蓬草幼苗地上部Cu离子含量在纯CuL处理下最高，是CK的4.37倍，地下部Cu含量在3/4CuL处理下最高，是CK的1.38倍。各处理下水生美人蕉Cu离子的迁移率均高于CK。CuL处理下萍蓬草Cu迁移率最高，为CK的110％。水生美人蕉Cu富集系数在1/4CuL处理下最高，是CK的1.79倍，萍蓬草Cu富集系数在CuL处理下最高，是CK的3.27倍。
　　(2)采取盆栽法研究水生美人蕉在Cu尾矿渗出液下不同浓度处理对其细胞结构和各项生理指标的影响。研究发现:水生美人蕉地上部POD活性在1/2CuL处理下是CK的1.22倍，且差异显著(p＜0.05)，地上部SOD活性随Cu浓度增加先升后降，1/2CuL处理下最高，地下部POD、SOD均低于CK，纯CuL处理下POD为CK的69％，3/4CuL处理下SOD是CK的91％。水生美人蕉地上部GSH随Cu浓度升高而下降，CuL处理下是CK的59％，地下部GSH变化不显著。各处理的地下部AsA随Cu浓度的增加呈先升后降的趋势，3/4CuL处理下AsA最高。Cu尾矿渗出液对水生美人蕉叶片形态结构没有显著影响，这与各处理下对水生美人蕉地上部生长的影响一致。从根部切片结构可见，在CK、1/2CuL、CuL处理下，根部切片的内皮层细胞大小相近，排列紧密，中柱结构完整，木质部和韧皮部排列均较规则。
　　(3)栽植水生美人蕉和萍蓬草对CuL水质指标的影响表明，栽植水生美人蕉后渗出液呈酸性，CuL处理下pH为CK的81.32％，栽植萍蓬草对渗出液pH影响不大。各处理下两种植物渗出液EC均高于CK，CuL处理下水生美人蕉渗出液EC是空白的202％，萍蓬草渗出液EC为CK的92.47％。各处理萍蓬草渗出液DO含量均高于空白，CuL处理下渗出液DO是空白的1.09倍。CuL处理下水生美人蕉DO为空白的109％CK的118％。CuL处理水生美人蕉渗出液ORP最高，是CK的128.06％(p＜0.05)，萍蓬草在CuL处理下ORP是CK的141.76％。两种植物各处理渗出液Cu离子含量随着CuL浓度的升高而升高，且均低于空白。1/4CuL处理下水生美人蕉Cu离子含量最低，CuL处理下水生美人蕉和萍蓬草均较空白有所降低。水生美人蕉和萍蓬草都能修复栽培基质，萍蓬草的修复能力更大。
　　(4)在100％CuL中加入不同浓度的EM生物菌肥，水生美人蕉和萍蓬草株高、根长、地上部干质量、地下部干质量、根数叶数均受到一定程度的影响。其中根数叶数变化较大，均大于对照，1g/L(CuL)处理下水生美人蕉根数是CK的122.23％(p＜0.05)，0.25g/L(CuL)处理下水生美人蕉叶数是CK的116.68％(p＜0.05)，萍蓬草根数是CK的113.49％。水生美人蕉各处理耐性指数均高于对照，萍蓬草仅在高浓度菌液处理下TI大于对照，两种植物TI在0.25g/L(CuL)处理下最高分别是对照的117.6％和114.8％。水生美人蕉幼苗Cu离子含量随处理浓度降低大体呈下降趋势，0.25g/L(CuL)处理下地上部Cu含量最高，是对照的1.16倍，该处理下水生美人蕉运转系数最高，为对照的1.35倍。萍蓬草幼苗地上部Cu离子在1g/L(CuL)处理下最高，是对照的4.13倍，该处理下萍蓬草TF是对照的3.11倍，0.25g/L(CuL)处理下萍蓬草幼苗地下部Cu离子含量为CK的73.04％。适当添加菌液有利于两种植物得到生长以及对Cu尾矿渗出液的修复。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 我国水体污染重金属污染现状

1．2 水生植物对重金属污染水体的修复

1．3．1 Cu对植物生长的影响

1．3．3 Cu对植物解剖结构的影响

1．4 栽培水生植物对水体水质的影响因素

1．4．3 对污染水体电导率的影响

1．4．4 对污染水体生物需氧量的影响

1．6 研究意义

参考文献

2 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉和萍蓬草生长及金属离子富集的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．2 结果与分析

2．2．1 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉和萍蓬草生长的影响

2．2．2 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉和萍蓬草生长及耐性的影响

2．2．3 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉和萍蓬草Cu吸收的影响

2．2．4 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉和萍蓬草运转系数及富集系数的影响

2．3 讨论

参考文献

3 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉形态结构及生理指标的影响

3．1 试验材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．1．3 数据处理和统计分析

3．2 结果分析

3．2．1 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉生理生化指标的影响

3．2．2 不同铜尾矿渗出液浓度对水生美人蕉叶片及根尖的影响

3．3 讨论

参考文献

4 水生美人蕉和萍蓬草对不同浓度Cu尾矿渗出液理化性质的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验方法

4．1．3 数据计算和统计分析

4．2 结果与分析

4．2．2 水生美人蕉和萍蓬草对不同浓度Cu尾矿渗出液BOD、DO、ORP的影响

4．2．3 水生美人蕉和萍蓬草对不同浓度Cu尾矿渗出液Cu离子含量的影响

4．3 讨论

参考文献

5 不同生物菌肥浓度对生长在铜尾矿渗出液中水生美人蕉和萍蓬草生长及金属离子富集的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 试验材料

5．1．2 试验方法

5．1．3 数据计算和统计分析

5．2 结果与分析

5．2．1 不同生物菌肥浓度对生长在铜尾矿渗出液中水生美人蕉和萍蓬草生长指标的影响

5．2．2 不同生物菌肥浓度对生长在铜尾矿渗出液中水生美人蕉和萍蓬草Cu富集的影响

5．2．3 不同生物菌肥浓度对生长在铜尾矿渗出液中水生美人蕉和萍蓬草Cu转运系数及富集系数的影响

5．3 讨论

参考文献

全文结论

致谢

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