树木吸收和富集重金属规律的研究

摘要

本文通过 ICP-OES法分析铜陵某矿区内杨树（ populus simonii Carr. var. przewalskii(Maxim.) H. L. Yang）和泡桐（Paulownia tomentosa(Thunb.) Steud）内不同部位重金属镉、锌、铜的含量，结合盆栽模拟实验，研究和讨论了杨树和泡桐对三种重金属的吸收差异特征，并着重研究了杨树对重金属镉的吸收和分布特征，为杨树应用于镉污染土壤的治理提供了依据和数据支持。
　　实验结果表明：矿区土壤中镉、锌、铜的含量超过当地的土壤背景值，矿区堆填区附近的土壤中，重金属的含量随着土壤深度的增加而降低。
　　重金属锌在泡桐内部的纵向分布规律为树叶＞树根＞树枝＞树干；铜在泡桐内部的纵向分布规律为树叶＞树根＞树枝＞树干；重金属镉在泡桐体内各器官的分布规律为树根＞树干＞树枝＞树叶。重金属锌在杨树内部的纵向分布规律为树叶＞树枝＞树干＞树根，铜在杨树内部的纵向分布规律为树根＞树枝＞树叶＞树干，重金属镉在杨树体内各器官的分布规律为树叶＞树根＞树枝＞树干。重金属镉在杨树干的含量随着高度的增加而降低，靠近树根的部位镉含量最高。在盆栽模拟实验中我们得出的结论与之完全一致，在镉浓度一致的土壤中，镉在杨树叶中的含量最高，树干中的镉含量随着高度的增加而降低，树干的顶部镉含量最低。同种元素在杨树内部不同器官中的含量各不相同，但三种重金属在杨树树干各部位中的含量虽有不同，纵向的分布规律却基本一致，重金属的含量随着树干纵向高的增加而逐渐降低。重金属镉在杨树内部的径向分布规律为树皮＞心材＞边材，盆栽模拟实验得到的结论与之并不完全一致，镉浓度的径向分布规律为树皮＞边材＞心材，两次实验中发现，树皮中的镉含量始终是最高的。杨树干内三种重金属的含量锌＞铜＞镉；泡桐树干中为锌＞铜＞镉，树木同一部位对重金属的富集能力因重金属的种类而存在很大的差异。
　　树木对同种重金属元素的富集能力因树木种类和部位的不同而存在显著的差异。杨树内各部位对镉的富集系数均大于0.12，树叶对镉的富集系数达到0.5以上，叶片中的镉含量最高可达878.26mg/kg。而泡桐内部各器官对镉的富集系数低于0.04，树枝部位的镉含量最低，富集系数为0.03，镉含量为0.092mg/kg。杨树各部位对锌的富集系数均大于0.8，泡桐对锌的富集系数均小于0.1，远低于杨树。而杨树对铜的富集系数大于0.1，泡桐各部位对铜的富集系数大于0.4。杨树对镉和锌的富集能力强于泡桐，对铜的富集能力弱于泡桐。土壤中镉浓度的升高会对杨树对重金属镉的富集能力产生抑制，盆栽模拟实验中，空白对照的树木对镉的富集系数达到10以上，随着土壤中施加的镉浓度的增加，杨树对镉的富集系数逐渐降低，当土壤中的镉含量达到50mg/kg时，杨树对土壤中的镉的富集系数明显降低，土壤镉含量达到100mg/kg时，杨树对镉的富集系数达到0.5以下。
　　不同树木对不同重金属的转运能力也有所不同，泡桐对铜的转运系数均高于1，而杨树对铜的转运系数低于0.35，泡桐将铜从根部转移至其余各部位的能力是杨树的3倍左右。锌在杨树内各部位的转运系数均高于0.9，泡桐内各部位对锌的转运系数高于0.3，泡桐虽然对铜的转运能力强于杨树，但对锌的转运能力却比杨树差。杨树各部位内镉的转运系数均高于0.5，而泡桐对镉的转运系数低于0.25，重金属镉在杨树内部的迁移能力是在泡桐中的2倍。泡桐树叶中不同重金属转运系数之间的关系为锌＞铜＞镉，杨树叶中不同重金属的转运系数间的关系为锌＞镉＞铜。锌在杨树和泡桐的树叶中迁移性最高，镉在杨树中的转移能力比在泡桐中强，铜在泡桐中的迁移能力比在杨树中的强。在盆栽模拟实验中，随着土壤中施加的镉浓度的变化，杨树各样本之间对镉的转运系数变化不大，当土壤中施加的镉浓度达到5mg/kg时，杨树树干部位对镉的转运系数在0.7~1.5之间浮动，当土壤中的镉浓度达到100mg/kg时，杨树对镉的转运系数仍旧在0.7~1.0之间浮动，土壤中镉浓度的增加对杨树转移镉的能力并未产生明显的抑制作用。总体来看，杨树比泡桐更加适合应用在治理镉污染土壤的过程中。

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文献综述

1.1土壤重金属污染现状

1.2土壤重金属污染的治理

1.3植物修复和树木修复

1.4树木修复的研究进展

1.5研究展望

1引言

1.1研究背景

1.2研究目的及意义

1.3研究内容和技术路线

2材料与方法

2.1矿区实地采样

2.1.1样地概况

2.1.2样品采集与处理

2.2盆栽模拟实验设计

2.2.1实验试剂

2.2.2盆栽的培养

2.2.3样品采集与处理

3分析与讨论

3.1野外实验

3.1.1矿区土壤中重金属的含量

3.1.2重金属在杨树内部纵向分布规律

3.1.3重金属在杨树内部径向分布规律

3.1.4重金属在泡桐内部纵向分布规律

3.1.5树木对重金属的富集能力

3.1.6树木对重金属的转运能力

3.2盆栽模拟实验

3.2.1土壤中镉的含量

3.2.2重金属在杨树内部纵向分布规律

3.2.3重金属在杨树内部径向分布规律

3.2.4杨树对镉的富集能力

3.2.5杨树对镉的转运能力

3.3结果讨论

4结论

参考文献

附录

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