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超积累植物商陆的锰富集机理及其对污染水体的修复潜力

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第一章重金属污染环境修复技术

引言

1.1物理化学修复技术

1.1.1动电修复

1.1.2土壤固化/稳定化

1.1.3土壤淋洗

1.1.4隔离包埋技术

1.1.5热冶分离技术

1.2生物修复技术

1.2.1动物修复技术

1.2.2微生物修复技术

1.3植物修复技术

1.3.1植物修复技术的定义

1.3.2植物修复的类型

1.3.3植物修复的优点与不足

1.3.4植物修复研究展望

参考文献

第二章重金属超积累植物研究进展

引言

2.1金属富集植物的研究

2.2超积累植物种质资源

2.2.1镍超积累植物

2.2.2铜和钴超积累植物

2.2.3锌超积累植物

2.2.4铅超积累植物

2.2.5锰超积累植物

2.2.6硒超积累植物

2.2.7砷超积累植物

2.2.8其它元素超积累植物

2.3重金属超积累植物的生理机制

2.3.1重金属的活化与吸收

2.3.2重金属的运输与转移

2.3.3重金属的积累与耐性

2.4超积累植物研究中存在的问题与展望

参考文献

第三章商陆——中国首次发现的锰超积累植物

引言

3.1湘潭锰矿概况

3.2材料与方法

3.2.1野外调查与样品采集

3.2.2土壤基本性质测定

3.2.3植物样品鉴定和分析

3.3结果与分析

3.3.1锰尾矿废弃地的基本性质

3.3.2锰尾矿废弃地生长的优势植物及对其体内的锰含量

3.3.3商陆的生物学特性

3.3.4自然条件下商陆对土壤锰的富集

3.4 讨论

参考文献

第四章商陆的锰耐性和超积累

引言

4.1研究材料与方法

4.1.1研究材料

4.1.2营养液培养

4.1.3植物样品分析

4.1.4数据处理

4.2结果与分析

4.2.1温室培养条件下锰对商陆生长发育的影响

4.2.3商陆对锰的富集

4.2.4商陆对锰的积累

4.3 讨论

参考文献

第五章不同种群商陆对锰的吸收和积累

引言

5.1研究区概况

5.2材料与方法

5.2.1供试材料

5.2.2不同种群商陆生境的土壤基本性质测定

5.2.3营养液培养

5.2.4植物样品分析

5.2.5数据处理

5.3结果与分析

5.3.1两种种群商陆生境的土壤基本性质

5.3.2两种种群商陆在自然条件下对锰的积累

5.3.3两种种群商陆在控制条件下对锰的反应

5.3.4两种种群商陆对锰的吸收

5.3.5两种种群商陆对锰的富集

5.3.6两种种群商陆对锰的积累

5.4讨论

参考文献

第六章 超积累植物商陆的锰吸收动态

引言

6.1材料与方法

6.1.1实验材料

6.1.2温室营养液培养试验

6.1.3植物样品分析及数据处理

6.2结果与讨论

6.2.1商陆对锰吸收和积累随时间变化的短期(48h)动态特征

6.2.2商陆对锰吸收和积累随时间变化的长期(45d)动态特征

6.2.3商陆的锰吸收随锰供应水平变化的动态特征

6.3讨论

参考文献

第七章 锰在超积累植物商陆中的微分布

引言

7.1材料与方法

7.1.1供试植物

7.1.2植物培养

7.1.3扫描电镜样品制备

7.1.4能谱分析

7.2结果与分析

7.2.1商陆叶表面的显微形态

7.2.2锰在商陆叶片的微分布

7.2.3锰在商陆根的微分布

7.3讨论

参考文献

第八章商陆对锰胁迫的响应

引言

8.1材料与方法

8.1.1供试植物

8.1.2植物培养

8.1.3透射电镜样品制备及电镜观察

8.2结果与分析

8.2.1不同锰水平条件下,商陆根的亚细胞结构

8.2.2不同锰水平条件下,商陆叶的亚细胞结构

8.3讨论

参考文献

第九章商陆对水体重金属的去除潜力研究

引言

9.1材料和方法

9.1.1研究材料

9.1.2实验设计

9.1.3原子吸收光谱分析

9.2结果与分析

9.2.1温室培养条件下重金属对商陆生长的影响

9.2.2不同处理条件下商陆对重金属的富集

9.2.3不同生长介质中重金属浓度变化

9.3 讨论

9.4水体重金属污染植物修复的前景

参考文献

主要成果及创新点

10.1取得的主要成果

10.2仓新点

10.3研究展望

攻读博士期间发表及撰写的论文

攻博期间获得荣誉及奖励

独创性声明

学位论文版权使用授权书

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摘要

应用电子显微镜镜和X射线能谱分析技术,研究锰在超积累植物商陆不同组织部位的微分布及不同锰供应水平条件下商陆根和叶的超微结构变化.商陆根系锰含量很低,叶片部位锰含量较高;叶片没有表皮毛;锰在叶片维管束部位含量相当低,其它部位含量较高;小脉锰含量远高于上表皮、下表皮、栅样组织和海绵组织.这表明商陆的超富集能力不可能通过叶片的表皮和表皮毛积累锰来实现,锰主要积累在叶肉组织和小脉部位.生长在2000 μmol/1 Mn的营养液条件下,商陆根、叶细胞的细胞结构和细胞器未受到任何伤害,但是有沉积物质出现;当锰供应水平增加到10000 μmol/1 Mn时,商陆根和叶的细胞已出现部分损伤,细胞壁断裂,细胞核核质不均,叶细胞内叶绿体变形、基粒结构模糊,淀粉粒和嗜锇颗粒增多,但是根细胞和叶细胞中的线粒体、高尔基体和内质网均未受到损伤.这表明商陆对生长环境中的锰胁迫具有极强的耐性.利用商陆种苗实施低浓度重金属废水的植物修复具有良好的应用前景.

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