螯合诱导植物修复钴污染土壤的效应研究

发布时间：2017-12-24 23:08

本文关键词：螯合诱导植物修复钴污染土壤的效应研究　出处：《西南科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：核素会通过多种途径污染土壤和水体,并可经食物链严重危及人类健康,其有效的治理已成为亟待解决的问题。植物修复技术是目前比较经济、简便、绿色的修复技术,而螯合剂可以作为提高植物修复效率的一种有效方法。本试验以花生、紫云英和香雪球为试验材料,采用模拟盆栽试验,在不同程度钴(20、40、60mg/kg土)污染土壤中分别施加2.5、5.0、7.5 mmol/kg的EDDS(乙二胺二琥珀酸)、NTA(氨基三乙酸)、CA(柠檬酸)和OA(草酸),研究其对植物生长、生理生化特征与吸收、转运和富集土壤中钴的能力,以及对土壤中钴的活化能力的影响,以期为提高植物修复效率提供一定的理论依据和技术途径。研究结果表明:(1)在轻度(外源钴浓度20 mg/kg土)钴污染土壤中,低浓度螯合剂处理对3种植物的生长均没有显著的影响,但高浓度的螯合剂显著抑制香雪球的生长,且在所有螯合剂处理下紫云英的生物量均为最小。在5.0 mmol/kg EDDS影响下,3种植物的地上部钴富集量均达到峰值,且地上部钴富集量对比:香雪球花生紫云英。同时香雪球的转运系数和转运量系数要显著高于花生。因此,香雪球和5.0 mmol/kg EDDS可作为修复轻度钴污染土壤的适宜组合方案。(2)在中度(外源钴浓度40 mg/kg土)钴污染土壤中,4种螯合剂处理下3种植物的单株干重比较:花生香雪球紫云英。加入EDDS能够显著提高植物对钴的吸收、转运与富集能力。3种植物中香雪球的富集系数为最高,且在EDDS处理下,香雪球的地上部富集量和地上部富集量系数均为最大。当EDDS浓度为5.0mmol/kg时,香雪球地上部和地下部对钴的富集系数达到了1.83和1.62,同时单株富集系数和转运系数也达到了1.82和1.13,均大于1,达到富集型植物的要求。因此,在中度钴污染土壤中,香雪球是最适修复植物,而5.0 mmol/kg的EDDS是适宜的螯合剂种类及浓度。(3)在重度(外源钴浓度60 mg/kg土)钴污染土壤中,在4种螯合剂处理下,3种植物生物量随浓度增大而减小;且单株生物量比较:花生紫云英香雪球。在2.5 mmol/kg EDDS处理下,花生的生物量最大,同时其地上部和单株钴富集量也是最高。EDDS的添加显著增加了花生对钴的吸收和转运能力,使植株转移系数大于0.5,具有修复重金属污染土壤的潜力。因此,花生和2.5 mmol/kg EDDS为修复重度钴污染土壤的适宜组合方案。(4)在不同程度钴污染土壤中施加螯合剂处理对植物生理生化特征的影响表明,钴胁迫下施加螯合剂能引起植物细胞超微结构的改变或破坏,细胞膜和叶绿体可能是重金属或者重金属螯合物的作用位点,引起植物叶片的相对电导率增大,MDA(丙二醛)含量上升,叶绿素a、b含量下降;钴污染条件下螯合剂处理对3种植物根系也具有毒害作用,使其根系活力下降。4种螯合剂处理后3种植物叶片中SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)活性变化趋势差别较大,低浓度范围的钴和螯合剂处理有利于刺激酶活性升高;而在高浓度螯合剂处理下,3种酶的活性整体受到抑制。(5)在不同程度钴污染土壤中,螯合剂的添加在一定程度上增加了土壤溶液中有效钴的含量,从而促进植物吸收。但高浓度的螯合剂会与金属形成不易于植物吸收的大分子螯合物,间接导致螯合剂活化效果减弱,从而降低土壤钴的生物有效性。4种螯合剂中,EDDS的添加相比其他3种螯合剂更加显著的增加了土壤中有效钴含量,对3种植物钴吸收的促进作用最大。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X53;X173

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