重金属富集植物筛选及其富集特性研究

发布时间：2020-03-23 13:12

【摘要】：重金属污染土壤的植物修复具有环境友好的特点而受到越来越多研究人员的重视,该方法在应用和推广中需要采用能适应当地生态环境且修复效率高的植物,鉴于此,本研究通过对河南省济源市某铅冶炼厂周边野生植物吸收土壤重金属的特性进行调查研究、以期得到对土壤重金属有较强积累能力的植物,并对筛选出的具有重金属污染土壤修复潜力的植物进行萌发特性和重金属吸收特性的研究。主要结果如下,1在河南省济源市某铅冶炼厂周边采集野生植物和其生长土壤,共采集22科、43种80份野生植物样品及植物生长的土壤样品,分析了植物地上部及土壤重金属含量。结果显示,调查区土壤Cd、Pb、Cu和Zn的含量范围分别为4.77～199、336～9280、30.3～679和 89.4～747mg/kg,平均值分别为 22.3、1869、139 和 262mg/kg。植物对 Cd、Pb、Cu和Zn的生物富集系数范围分别为0.0793～5.39、0.00532～0.484、0.0288～1.07和0.0371～1.83,平均值分别为1.42、0.128、0.256和0.571。对Cd的生物富集系数较高的有小黄菊(D.morifolium'Xiaohuangju'nom.ined.)、猪毛菜(Salsola collina Pall)、小蓟(Cirsium setosum)、蛇莓(Duchesnea indica(Andr.)Focke)和龙葵(Solanum nigrumL.),其生物富集系数分别为5.39、4.7、3.88、3.84和2.88。植物对Pb、Cu和Zn的富集能力较低。以上结果表明,小黄菊、猪毛菜、小蓟、蛇莓和龙葵对污染土壤中的Cd有较强的富集作用,这些植物有可能用于北方镉重金属污染土壤的植物提取修复。2对野塘蒿、鬼针草、醴肠、苘麻和龙葵等5种具有重金属污染土壤修复潜力的植物的种子进行了萌发特性研究。结果表明,光照可显著促进醴肠种子的萌发,硝酸钾浸种对醴肠种子萌发也有一定的促进作用,硝酸钾浸种后在光照条件萌发,醴肠种子的萌发率可达到91.9%,而黑暗条件下硝酸钾浸种时,其发芽率仅为6.21%。对于鬼针草和苘麻,去离子水浸种的发芽率高于硝酸钾浸种,且以去离子水浸种后在光照条件下萌发发芽率最高。浸种和光照处理未对龙葵的发芽率产生显著影响(p0.05)。去离子水浸种野塘蒿后其发芽率高于硝酸钾浸种。不同植物种子的最高发芽率的排序为醴肠龙葵苘麻野塘蒿鬼针草。3采用水培法研究不同浓度镉(CdCl2)对培养2个月的鬼针草(bidens bipinnata L.)胁迫14天后鬼针草的长势、根尖、生理抗性及体内重金属含量的影响,为重金属污染植物修复提供科学依据。结果表明:不同浓度的镉(浓度分别为1、5和10 mg/L)胁迫鬼针草时,鬼针草的长势和根尖均随镉的添加而受害,镉浓度越高,受害症状越严重。随着镉用量的增加,叶片丙二醛含量先升高后降低,叶绿素含量不断降低,过氧化物酶先降低后升高再降低。鬼针草地上部和根系重金属含量均随镉浓度的增加而上升,3种浓度下,其地上部镉含量分别为82.1、194和358 mg/kg,迁移系数分别为3.17、0.609和0.432,生物富集系数分别为82.1、38.7和35.8。可见鬼针草在低浓度条件下对镉有较强的富集特性,具有修复镉污染土壤的潜力。4在不同土壤类型条件下盆栽种植鬼针草(Bidens bipinnata Linn.),研究鬼针草对重金属的富集特性。研究结果表明,在北方未污染土壤(Cd、Pb和Zn浓度分别为0.38、47.3和42mg/kg)、北方未污染土壤加重金属(Cd、Pb和Zn添加量分别为5、500和300mg/kg)、北方冶炼厂周边污染土壤(Cd、Pb和Zn浓度分别为8.59、220和和88 mg/kg)、北方冶炼厂周边污染土壤加重金属(Cd、Pb和Zn添加量分别为3、300和100 mg/kg)、南方污染土壤(Cd、Pb和Zn浓度分别为15.5、260和1176 mg/kg)、南方污染土壤加重金属(Cd、Pb和Zn添加量分别为3、300和100 mg/kg)植物培养8个月收获并分析。研究发现,六种土壤类型条件下鬼针草镉生物富集系数分别是1.18、2.88、2.00、2.07、3.93和3.99;植物吸收镉占土壤镉的比例分别为0.792%、0.619%、0.198%、0.223%、0.361%和0.0944%。鬼针草对Pb的富集效果较低,其富集系数均小于0.3;对Zn的富集效果不明显,研究采用的南方污染土壤中Zn含量较高、对鬼针草的生长有明显的抑制作用。综合以上,不同重金属污染土壤对鬼针草的重金属积累有明显影响,鬼针草对低含量的重金属污染土壤中的Cd有较好提取作用,但不适合用于重金属含量较高的污染土壤植物提取修复。
【图文】：

图１野生植物样品采集逡逑所采集植物大多为野生草本植物，不会被作为食物而危害人体健康。因此，，本研究逡逑发现的具有修复重金属污染土壤潜力的植物可在当地重金属污染区域进行安全推广。逡逑

图３－５野塘蒿逦
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53;X173

【参考文献】

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本文编号：2596774