垂直电场对络合诱导土壤铜/锌植物吸收以及迁移过程的影响

摘要

本文研究了在垂直电场条件下重金属络合物在土壤中的迁移过程以及植物吸收效应。主要内容包括：室内土柱(1.85kg)试验研究了垂直电场对重金属络合物在土壤中迁移过程的影响；温室盆栽(5 kg)试验研究了垂直电场对EDTA络合诱导铜／锌植物(黑麦草)吸收及其迁移风险的影响；采用温室大土柱(23 kg)模拟田间实际种植情况，研究了外源络合试剂(EDTA、EDDS)加入到表层土壤后垂直电场对植物(黑麦草)吸收铜／锌效率以及对重金属铜／锌络合物在土壤垂直剖面上的淋溶迁移的影响。主要结论如下： 1、室内土柱试验结果表明，电场作用能够有效调控重金属络合物在土壤垂直方向上的迁移行为，且施加电压越大，作用效果越明显。 在电场作用下，阳极在上的处理能够有效遏制土壤重金属EDTA络合物的向下迁移，表现为土柱下层土壤溶液中铜／锌浓度逐渐减少，中层和上层土壤溶液铜／锌浓度有所增加。在络合诱导植物修复过程中，这将有利于植物根系对土壤重金属的吸收。改变电场方向后，电场作用则能够加速重金属络合离子向下的迁移速度。 施加电场对土壤性质(含水量、酸度和电导率)的影响主要集中在电极附近，对其余部分的土壤影响较小。 2、温室盆栽试验结果表明，添加EDTA和施加电场能够增加黑麦草对铜的吸收，增加的幅度与EDTA的用量以及施加电压的大小有关。在5.0 mmol EDTA kg<'-1>土条件下，施加1 V cm<'-1>的电场与不施加电场相比，黑麦草地上部的含铜量增加了311 mgkg<'-1>，达到显著水平。添加EDTA和电场作用对黑麦草吸收锌的影响则不显著。 在垂直方向上施加直流电场能有效降低添加EDTA后铜／锌络合物的淋溶风险，底层(15～20 cm)土壤水提取态铜／锌的含量与不施加电场处理相比显著降低。 3、温室大土柱试验结果表明，使用络合试剂和施加电场后，黑麦草的生长受到一定程度的影响，但其茎叶部的铜含量却有显著增加，从而提高了黑麦草对铜的总吸收量。电场作用改变了黑麦草吸收Cu／Zn的茎根比例，促进了Cu／Zn在黑麦草体内由根部向地上部的转移，有利于Cu／Zn的吸收去除。 添加EDTA和EDDS后，土壤溶液中Cu／Zn络合物的浓度急剧增加，并发生向下淋溶，这表明在模拟田问种植情况下，络合诱导植物修复过程中存在较大的淋溶风险。 而施加电场后，Cu／Zn络各离子在电场区域发生定向迁移，土柱中下层土壤溶液Cu／Zn浓度以及土柱下部40 cm土层土壤水提取态Cu/Zn含量与不施加电场处理比较均显著减少，从而有效抑制Cu/Zn络离子的淋溶下渗，降低了络合诱导植物修复重金属污染土壤过程中存在的环境风险。

目录

文摘

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第一章引言

第二章材料与方法

第三章结果与讨论

第四章全文结论

参考文献

在读期间发表论文情况

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