EDTA和柠檬酸对鱼腥草修复矿区重金属污染土壤的影响研究

摘要

矿区土壤重金属复合污染对农业生产以及人体健康的危害越来越受到人们的关注，植物修复以其特有的优势已被普遍认为是治理重金属复合污染土壤的有效技术手段之一。本文以耐性植物鱼腥草为供试材料，采用EDTA和柠檬酸作为外源添加剂，在Pb、Zn矿区复合污染土壤上，通过盆栽和大田试验分别研究了EDTA和柠檬酸处理对鱼腥草生物量、重金属含量及分布和实际修复效果的影响。主要研究结果如下:
　　(1)低浓度的EDTA和柠檬酸对鱼腥草生长没有出现明显的影响，长势良好，地上部分生物量有所增加，但随着EDTA和柠檬酸浓度的增大都会抑制鱼腥草生长，生物量、株高、分枝数都较对照有所下降，不同程度地表现出植株矮小，叶片泛黄萎焉，根茎腐烂发黑。
　　(2)综合盆栽和大田试验，EDTA的添加能有效促进鱼腥草吸收累积土壤中的Pb、Zn、Cd，富集系数最高达0.421、0.541和1.42，对Cr和Cu的影响次之;EDTA能有效促进鱼腥草体内的Pb、Cd向地上部分转移，转移系数最高达1.60和1.14，对Cr、Cu影响次之，Zn主要累积在鱼腥草根部，向地上部分转移能力较差。柠檬酸的添加对促进鱼腥草富集土壤中的Pb、Cd作用较为明显，富集系数最高达0.108和1.65，对Zn、Cr和Cu影响次之;柠檬酸能有效促进Pb在鱼腥草体内向地上部分转移，转移系数最高达0.949，对Zn、Cd和Cu表现出不同程度的抑制作用，Cr的转移系数虽然都大于1，但与对照相比也同样受到抑制。与柠檬酸相比，EDTA对鱼腥草吸收累积土壤中各重金属的促进作用效果更好。
　　(3)EDTA能显著提高鱼腥草对土壤中Pb、Zn的累积量，分别比对照增加了35.53％和32.98％，对Cr影响次之，比对照增加了27.97％，对Cd、Cu无明显促进作用，其中对Cu的提取量反而有所减少;柠檬酸也能显著提高鱼腥草对土壤中Pb、Zn的累积量，分别比对照增加了35.16％和34.39％，Cr的累积量仅在1mmol/kg柠檬酸处理下比对照增加了59.00％，而对Cd、Cu影响较小，表现出一定的选择性。
　　(4)从环境和经济角度考虑，加入少量柠檬酸可以防止其对水体环境造成污染，同时也能节约修复成本。综合鱼腥草生物量和各重金属提取量，1mmol/kg低浓度的EDTA和1mmol/kg低浓度的柠檬酸处理使鱼腥草生物量达到较大的同时，也使各重金属的提取量达到较高水平，最能符合植物修复的要求与目的，因此确定1mmol/kg浓度EDTA和柠檬酸为辅助鱼腥草修复重金属复合污染土壤的最适浓度。

目录

声明

摘要

1 选题依据、目的及意义

2 国内外研究现状

2．1 传统土壤污染修复措施和生物修复

2．2 植物修复技术方法原理

2．3 添加剂对重金属植物修复的强化

2．3．1 有机螯合剂对植物提取的强化

2．3．2 EDTA对土壤重金属的行为特征研究现状

2．3．3 酸碱调节剂对植物提取的强化

2．3．4 柠檬酸对土壤重金属的行为特征研究现状

2．4 植物筛选与提取在矿区土壤污染修复的应用

2．5 鱼腥草修复重金属污染土壤研究进展

2．6 研究区域概况

3 研究目标、内容与方法

3．1 研究目标

3．2 研究内容

3．3 研究方案

3．3．1 野外调查、采样、土壤相关指标测定

3．3．2 供试材料

3．3．3 鱼腥草盆栽试验

3．3．4 鱼腥草田间试验

3．3．5 样品采集

3．3．6 测定指标

3．3．7 测定方法

3．3．8 数据处理分析

4 结果与分析

4．1 盆栽试验

4．1．1 盆栽试验EDTA对鱼腥草生物量、株高、分枝数的影响

4．1．2 盆栽试验柠檬酸对鱼腥草生物量、株高、分枝数的影响

4．1．3 盆栽试验EDTA对鱼腥草体内重金属含量和分布的影响

4．1．4 盆栽试验柠檬酸对鱼腥草体内重金属含量和分布的影响

4．2 大田试验

4．2．1 大田试验EDTA对鱼腥草产量的影响

4．2．2 大田试验柠檬酸对鱼腥草产量的影响

4．2．3 大田试验EDTA对鱼腥草体内重金属含量和分布的影响

4．2．4 大田试验柠檬酸对鱼腥草体内重金属含量和分布的影响

4．3 大田试验鱼腥草对重金属复合污染土壤的实际修复能力

4．3．1 EDTA对鱼腥草修复能力的影响

4．3．2 柠檬酸对鱼腥草修复能力的影响

5 讨论与结论

5．1 EDTA和柠檬酸对鱼腥草生长发育的影响

5．2 EDTA和柠檬酸对鱼腥草体内重金属含量和分布的影响

5．3 鱼腥草对重金属复合污染土壤的实际修复能力

5．4 EDTA和柠檬酸最适添加浓度

6 有待进一步研究的问题

6．1 根际环境和施肥对鱼腥草产量及吸收重金属的影响

6．2 鱼腥草体内重金属的化学形态以及细胞水平研究

6．3 EDTA和柠檬酸在土壤、水体环境中的残留

6．4 利用基因工程技术提高修复效率

参考文献

致谢