重金属污染底泥植物修复技术研究

摘要

近些年来，大量工业废水和生活污水中都富含重金属污染物，但现有水厂有些还没有进行升级改造，不能够很好的处理含重金属污染物的废水，重金属污染物就会直接进入水体并在底泥中富集。当外界环境条件发生变化时，底泥中富集的重金属可能会重新释放进入上覆水，导致上覆水水质超标。植物修复技术以其费用低、不破坏底泥原有结构、不引起二次污染等优点，成为具有广阔发展前景的底泥重金属污染治理技术，而受到广泛关注。
　　本文选用了芦苇、长苞香蒲、美人蕉、凤眼莲、空心莲子草、睡莲、菹草、黑藻、狐尾藻、金鱼藻、蜈蚣草、石菖蒲、风车草、马唐共十四种植物进行了植物优选试验，生物富集系数(BCF)越大表示植物地上部分重金属富集量越多，通过各植物BCF的最大值，优选出对Pb有较好富集效果的植物:空心莲子草、凤眼莲、风车草、金鱼藻，其BCF值分别为:2.93、6.27、3.73、13.77;对Mn有较好富集效果的植物:睡莲、香蒲、美人蕉、凤眼莲、黑藻、菹草、马唐，其BCF值分别为:2.58、4.33、1.91、1.32、3.72、3.76、2.23;对Cr有较好富集效果的植物:睡莲、黑藻、狐尾藻，其BCF值分别为:2.45、2.42、1.47;对Zn有较好富集效果的植物:狐尾藻、菖蒲、香蒲、美人蕉、风车草、金鱼藻，其BCF值分别为:6.03、2.47、4.99、3.79、6.40、4.50;对As有较好富集效果的植物:菹草、黑藻，其BCF值分别为:1.65、1.61。
　　采用Tessier五步提取法分析植物生长前后底泥中重金属形态，结果表明，狐尾藻、美人蕉、睡莲、芦苇、风车草、凤眼莲、菖蒲对Cr有固定作用;芦苇、菖蒲对Mn有固定作用;狐尾藻、睡莲、黑藻对As有固定作用。这些植物能够改变底泥中重金属形态，使重金属的活性及生物可利用性降低，这些植物的种植会降低重金属污染的危害性。而水花生、狐尾藻、芦苇、菖蒲对Pb的形态无影响;黑藻对Cr的形态无影响;马唐对Mn的形态无影响;香蒲对As的形态无影响。这些植物对重金属的生物可利用性无影响，种植时仅考虑其对重金属的富集即可。其它的植物的种植对提高重金属的生物可利用性，会增加重金属的生态风险，所以选为超富集植物时应该考虑其可能存在的生态风险。
　　通过植物腐烂分解重金属释放的研究，发现重金属会随着植物的分解过程释放到水体中，重金属会随着植物的分解过程释放到水体中，金鱼藻、菹草分解最快，释放也最迅速，如对Pb的释放量，在第50d达到最大分别为52.91mg/kg、32.82mg/kg，而此时水花生、睡莲、芦苇，分别为19.29mg/kg、6.29mg/kg、2.10mg/kg。所以对于这两种水生植物较多的湖泊或河流，在其大量死亡分解的季节，水质会有较大的改变。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 重金属污染的来源及危害

1．2．1 重金属污染物的来源

1．2．2 底泥中重金属的危害

1．2．3 底泥中重金属的形态

1．3 底泥重金属修复技术

1．3．1 物理修复

1．3．2 化学修复

1．3．3 生物修复

1．4 植物修复技术研究现状

1．4．1 植物修复技术的分类

1．4．2 超富集植物的富集机理

1．4．3 植物修复技术的研究进展及发展方向

1．5 研究内容及意义

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究意义

第二章 试验材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 重金属富集植物优选及富集规律研究

2．1．2 植物腐烂分解释放规律研究

2．2 试验仪器

2．3 试验试剂

2．4 试验方法

2．4．1 重金属富集植物优选试验及富集规律研究

2．4．2 植物对底泥重金属形态的影响研究

2．4．3 植物腐烂分解释放重金属规律研究

第三章 结果与讨论

3．1 污染底泥对植物生长状况的影响

3．2 重金属富集植物优选

3．2．1 挺水植物

3．2．2 漂浮植物

3．2．3 浮叶植物

3．2．4 沉水植物

3．2．5 陆生植物

3．2．6 小结

3．3 底泥中重金属形态的变化

3．3．1 Pb

3．3．2 Cr

3．3．3 Mn

3．3．4 As

3．3．5 小结

3．4 植物腐烂分解过程重金属的释放

3．4．1 Pb

3．4．2 Cr

3．4．3 Mn

3．4．4 As

3．4．5 小结

第四章 结论与建议

4．1 结论

4．2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况