复合蝥合剂强化籽粒苋修复Cd污染土壤效果研究

发布时间：2020-05-18 11:38

【摘要】：近年来,随着工业、采矿业的快速发展,土壤重金属污染日益成为一个被广泛关注的全球性问题。土壤的重金属污染具有普遍性、长期性、隐蔽性以及累积性等特点,容易通过食物链或食物网在生物体内富集,对人类的健康造成威胁。传统的土壤重金属修复技术如物理填充、化学活化等,不能从根本上解决问题。因此,在本研究中,采用螯合剂淋洗联合植物提取的方法,以期获得更好的修复效果。首先选取两种典型的农业重金属污染土壤,采取土壤淋洗的办法,在实验室条件下进行螯合剂的筛选试验。找到淋洗效果最好的淋洗剂或淋洗配方,然后进行一系列条件优化试验,通过对土壤重金属的形态分布和酶活性分析评价这种这种方法的可行性。传统的螯合剂如EDTA等,会在土壤中长期存在,容易造成二次污染,而且单一的淋洗剂在一定条件下由于自身结构和性质的限制,其淋洗效果往往存在局限性。所以在本实验中采用的螯合剂为四种可生物降解型螯合剂:[N,N]-谷氨酸二乙酸四钠(GLDA)、[S,S]-乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS)、次氮基三乙酸(NTA)以及和柠檬酸(CA)。实验结果表明,单一的螯合剂对土壤重金属活化效果存在较为明显的差异性。使用GN(GLDA-NTA)组合比使用单一螯合剂淋洗具有更多的优势,对Cu,Zn,Cd和Pb的去除率分别达到38.2%,9.8%,71.4%和19.5%(土壤S1)和25.0%,5.2%,59.7%和18.5%(土壤S2)。淋洗条件优化试验表明,GN螯合剂组合相对单一的螯合剂具有更广的pH适用范围,而且螯合剂对重金属离子的吸附过程主要是化学吸附。为了研究淋洗方法的可行性,对土壤中重金属的形态以及酶活性进行了一系列研究,探究了螯合剂对处理前后重金属形态分布和土壤酶活性的影响。实验结果表明,通过GN组合淋洗的方式能有效降低土壤重金属的有效性,并且对土壤中的部分酶的活性无明显抑制作用,甚至随着螯合剂的降解,整体活性有上升的趋势。总而言之,复合螯合剂淋洗技术是一种具有发展潜力的土壤淋洗方式。在土壤淋洗实验的基础上,使用螯合剂或者螯合剂组合强化籽粒苋对土壤Cd的富集,在理论上是具有可行性的。植物修复重金属在技术上是存在一定的缺陷的,首先,植物对重金属的富集是一个相对耗时的过程,其次,植物对土壤中重金属的活化效果有限,因此,引入螯合剂,可以有效的改善这一情况。在本实验中,GLDA,NTA,CA,EDDS及其组合被用于强化籽粒苋的修复过程,并通过分析植物提取前后根际土的Cd形态和土壤酶活性的变化评估其可行性。结果表明,单一螯合剂GLDA和NTA在5 mM浓度下对Cd的总提取量有显著增加,分别达到对照组的3.87,2.81(土壤S1)和3.28,2.50(土壤S2)倍。复合螯合剂GN(GLDA=3 mM,NTA=2 mM)与其他处理相比,具有最高的Cd去除量,分别达到0.36 mg/pot(土壤S1)和0.52 mg/pot(土壤S2),并且对土壤中的一些酶如过氧化氢酶具有显著的促进作用,表明组合的螯合剂在植物提取方面有较大应用潜力。总之,可生物降解的螯合剂强化植物提取能有效地提高籽粒苋对土壤Cd总提取量,是一种很有前景的绿色Cd污染修复方法。
【图文】：

技术路线图,技术路线

Cd 富集植物籽粒苋的培养筛选及动力学、溶液 pH）剂的筛选淋洗后土壤重金属含量及理化性质的选择淋洗后土壤酶活的测定淋洗前后的重金属形态测定筛选出效果较好的淋洗剂盆栽实验最佳提取剂的筛选淋洗后土壤酶活的测定

螯合剂,结构式,农田污染,收集室

图 2-1 四种螯合剂的结构式Fig. 2-1 The structural formula of four chelating agents壤河南省）的两个农田污染点中的不同地点中，选择五的距离在 3m 以上。从表层土壤（0-20cm）中收集室保存。将土壤风干后，将其研磨成细颗粒，，过 100中存储备用。表 2-3 列出了土壤的主要特征。法洗实验化土壤重金属（Cu，Zn，Pb 和 Cd）的最佳螯合剂
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53

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