根系分泌物对土法炼锌废渣重金属有效性及迁移特征的影响研究
发布时间：2021-03-18 19:49
贵州省铅锌矿产资源丰富,其产量占全国铅锌产量的10%左右,主要分布在黔西北地区的水城、威宁、赫章等县。黔西北地区土法炼锌历史悠久,但其工艺简单,造成许多重金属滞留于残渣中,该区域大规模的土法炼锌活动遗留下大面积废渣堆场及污染土壤,对周边生态环境存在潜在的生态风险。植物修复技术是一种较为廉价的绿色治理技术,既安全又经济。近年来,各国学者围绕植物根系分泌物对重金属的作用开展了大量的研究,取得了一系列的研究成果,但是在根系分泌物对重金属的有效性及迁移特征的影响方面还存在争议。本研究以黔西北威宁县猴场镇某裸露堆存多年的土法炼锌废渣为研究对象,通过模拟外源添加不同浓度单一和混合组分的根系分泌物（草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和四者混合而成的合成根系分泌物（Artificial Root Exudate,ARE））于土法炼锌废渣中,研究不同浓度根系分泌物组分通过酸溶以及改变废渣基质理化和微生物学特性进而促进废渣团聚等方面的作用对废渣中重金属有效性及迁移转化的影响。其结果表明:（1）与对照相比,不同浓度单一和混合组分根系分泌物总体上均能促进废渣溶解,具体表现为废渣pH值降低、电导率（EC）升高,对废渣...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2004；刘广明等，2005；李淑敏等，2009），对探讨土壤基本化学性质、盐渍化程度、肥力质量特征以及污染特点等具有重要意义（袁大刚和张甘霖，2010）。如图 3.1（b）所示，与对照相比，不同浓度的草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和ARE添加作用下均使废渣基质EC不同程度升高。其中，对照组EC为578.00μS/cm，不同浓度草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和 ARE 处理废渣中的 EC 分别较对照增加了 282.00~311.00 μS/cm、30.00~274.33 μS/cm、133.00~508.33 μS/cm、279.33~902.67 μS/cm、69.00~1322.33 μS/cm。不同浓度草酸和酒石酸添加作用下，废渣中 EC 始终为草酸>酒石酸。随着甘氨酸和 ARE 浓度升高，处理组中 EC 均逐渐升高，当添加浓度为 4 倍时，甘氨酸和 ARE 处理组废渣中 EC 分别是对照的 2.56 和 3.29 倍；当各处理组分的添加浓度为 2 倍和 4 倍时，各处理中 EC 的大小表现为 ARE>甘氨酸>草酸>缬氨酸>酒石酸。
废渣中原本就含有多种高含量的重金属，且相关性分析表明，废渣中 pH 与 EC 具有显著负相关关系（p<0.05，见第六章），各处理组分的添加使废渣的酸碱体系发生改变而进一步使某些化合物分解，致使大量离子释放增加了废渣中电导率值；另一方面也有可能是高浓度的低分子有机酸、氨基酸具有较强的螯合能力，其与废渣中的部分金属离子等化合物发生螯合作用并释放一些阴离子所致（杨茜等，2016）。3.2 植物根系分泌物对废渣重金属有效态含量、赋存形态的影响3.2.1 不同处理组中废渣基质重金属全量的分布由图 3.2 可知，土法炼锌废渣基质中 Cu、Pb、Zn、Cd 四种重金属的基数较高。其中，对照废渣中 Cu、Pb、Zn、Cd 的含量分别为 2287.63 mg/kg、17036.80mg/kg、15230.00 mg/kg、190.90 mg/kg。不同浓度的草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和 ARE 添加作用下，废渣中 Cu、Pb、Zn、Cd 的含量总体上与对照相当。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属污染土壤植物根系分泌物研究进展[J]. 徐炜杰,郭佳,赵敏,王任远,侯淑贞,杨芸,钟斌,郭华,刘晨,沈颖,柳丹. 浙江农林大学学报. 2017(06)
[2]硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复中的研究与应用[J]. 武成辉,李亮,雷畅,陈涛,晏波,肖贤明. 土壤. 2017(03)
[3]不同施肥措施提高南方黄泥田供钾能力及钾素平衡的作用[J]. 王飞,林诚,李清华,何春梅,刘玉洁. 植物营养与肥料学报. 2017(03)
[4]水可溶性有机物在铅锌废渣生态修复中的应用[J]. 付天岭,吴永贵,曾艳,刘桂华,罗有发,韩超. 环境工程学报. 2017(02)
[5]黔西北某炼锌渣堆场周边土壤及农产品重金属污染研究[J]. 杜志会,朱光旭,周开群,孙倩. 绿色科技. 2016(20)
[6]不同氮素形态包膜肥对城市绿带土壤酶活性的影响[J]. 施卫省,李杨,刘海明,彭争,张付杰. 城市环境与城市生态. 2016(05)
[7]湖库底泥对重金属Pb吸附特性的研究[J]. 任力洁,马秀兰,边炜涛,王富民,王玉军,段珺雅. 水土保持学报. 2016(05)
[8]淋溶条件下低分子量有机酸对淋出液及三峡库区典型土壤性质的影响[J]. 杨茜,卢越琴,马玲莉,魏世强. 水土保持通报. 2016(04)
[9]低分子量有机酸对滨海盐碱土壤磷的活化作用[J]. 孔涛,伏虹旭,吕刚,王凯,淑敏. 环境化学. 2016(07)
[10]南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征[J]. 郁珊珊,王浩,王亚军. 水土保持学报. 2016(03)
博士论文
[1]间作系统中续断菊与作物Cd、Pb累积特征和根系分泌低分子有机酸机理[D]. 秦丽.云南农业大学 2017
[2]放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的效应及机理[D]. 曹书苗.长安大学 2016
[3]连作对玉竹生物学特性及抗肿瘤作用的影响[D]. 肖岚.湖南中医药大学 2016
[4]藨草根系分泌物在芘—铅复合污染土壤植物修复中的作用[D]. 侯芸芸.上海大学 2016
[5]有机酸和含磷物质对土壤铅的固定效果及其机理[D]. 苏小娟.华中农业大学 2015
[6]植被参与对煤矸石表生地球化学过程的影响[D]. 付天岭.贵州大学 2015
[7]煤矿区充填复垦土壤生物学特性及其变化研究[D]. 程伟.中国矿业大学 2015
[8]土壤氨基酸态氮对植物的氮营养贡献及其地带性分布规律[D]. 曹小闯.浙江大学 2014
[9]东南景天内生菌分离鉴定及其强化重金属超积累效应与机制[D]. 张新成.浙江大学 2012
[10]黄土对典型重金属离子吸附解吸特性及机理研究[D]. 王艳.浙江大学 2012
硕士论文
[1]子午岭林区不同胶结物质类型的土壤团聚体结构特征[D]. 张耀方.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2015
[2]东南景天根系分泌物组成和特性研究[D]. 张奕斌.浙江大学 2014
[3]施用有机物料对污染土壤Cd和Cu形态、生物学性质及青菜生长的影响[D]. 宫常修.华中农业大学 2011
[4]外源柠檬酸对塿土养分、酶活性及微生物活性的影响[D]. 张根柱.西北农林科技大学 2011
[5]重金属Cd、Zn、Cu、Pb污染下土壤生物效应及机理[D]. 王彬.西南大学 2008
[6]重金属复合污染物在土壤—作物系统中的迁移分配研究[D]. 邱喜阳.湖南科技大学 2008
[7]土法炼锌环境中镉污染行为研究[D]. 陈安宁.贵州大学 2006
[8]水溶性有机物（DOM）对土壤中Cd、Zn吸附的影响[D]. 刘静.华中农业大学 2006
[9]施氮水平对小麦植株氮素吸收、利用和籽粒产量、品质形成的影响[D]. 周筑南.山东农业大学 2004
本文编号：3088838
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2004；刘广明等，2005；李淑敏等，2009），对探讨土壤基本化学性质、盐渍化程度、肥力质量特征以及污染特点等具有重要意义（袁大刚和张甘霖，2010）。如图 3.1（b）所示，与对照相比，不同浓度的草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和ARE添加作用下均使废渣基质EC不同程度升高。其中，对照组EC为578.00μS/cm，不同浓度草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和 ARE 处理废渣中的 EC 分别较对照增加了 282.00~311.00 μS/cm、30.00~274.33 μS/cm、133.00~508.33 μS/cm、279.33~902.67 μS/cm、69.00~1322.33 μS/cm。不同浓度草酸和酒石酸添加作用下，废渣中 EC 始终为草酸>酒石酸。随着甘氨酸和 ARE 浓度升高，处理组中 EC 均逐渐升高，当添加浓度为 4 倍时，甘氨酸和 ARE 处理组废渣中 EC 分别是对照的 2.56 和 3.29 倍；当各处理组分的添加浓度为 2 倍和 4 倍时，各处理中 EC 的大小表现为 ARE>甘氨酸>草酸>缬氨酸>酒石酸。
废渣中原本就含有多种高含量的重金属，且相关性分析表明，废渣中 pH 与 EC 具有显著负相关关系（p<0.05，见第六章），各处理组分的添加使废渣的酸碱体系发生改变而进一步使某些化合物分解，致使大量离子释放增加了废渣中电导率值；另一方面也有可能是高浓度的低分子有机酸、氨基酸具有较强的螯合能力，其与废渣中的部分金属离子等化合物发生螯合作用并释放一些阴离子所致（杨茜等，2016）。3.2 植物根系分泌物对废渣重金属有效态含量、赋存形态的影响3.2.1 不同处理组中废渣基质重金属全量的分布由图 3.2 可知，土法炼锌废渣基质中 Cu、Pb、Zn、Cd 四种重金属的基数较高。其中，对照废渣中 Cu、Pb、Zn、Cd 的含量分别为 2287.63 mg/kg、17036.80mg/kg、15230.00 mg/kg、190.90 mg/kg。不同浓度的草酸、酒石酸、缬氨酸、甘氨酸和 ARE 添加作用下，废渣中 Cu、Pb、Zn、Cd 的含量总体上与对照相当。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属污染土壤植物根系分泌物研究进展[J]. 徐炜杰,郭佳,赵敏,王任远,侯淑贞,杨芸,钟斌,郭华,刘晨,沈颖,柳丹. 浙江农林大学学报. 2017(06)
[2]硅酸盐钝化剂在土壤重金属污染修复中的研究与应用[J]. 武成辉,李亮,雷畅,陈涛,晏波,肖贤明. 土壤. 2017(03)
[3]不同施肥措施提高南方黄泥田供钾能力及钾素平衡的作用[J]. 王飞,林诚,李清华,何春梅,刘玉洁. 植物营养与肥料学报. 2017(03)
[4]水可溶性有机物在铅锌废渣生态修复中的应用[J]. 付天岭,吴永贵,曾艳,刘桂华,罗有发,韩超. 环境工程学报. 2017(02)
[5]黔西北某炼锌渣堆场周边土壤及农产品重金属污染研究[J]. 杜志会,朱光旭,周开群,孙倩. 绿色科技. 2016(20)
[6]不同氮素形态包膜肥对城市绿带土壤酶活性的影响[J]. 施卫省,李杨,刘海明,彭争,张付杰. 城市环境与城市生态. 2016(05)
[7]湖库底泥对重金属Pb吸附特性的研究[J]. 任力洁,马秀兰,边炜涛,王富民,王玉军,段珺雅. 水土保持学报. 2016(05)
[8]淋溶条件下低分子量有机酸对淋出液及三峡库区典型土壤性质的影响[J]. 杨茜,卢越琴,马玲莉,魏世强. 水土保持通报. 2016(04)
[9]低分子量有机酸对滨海盐碱土壤磷的活化作用[J]. 孔涛,伏虹旭,吕刚,王凯,淑敏. 环境化学. 2016(07)
[10]南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征[J]. 郁珊珊,王浩,王亚军. 水土保持学报. 2016(03)
博士论文
[1]间作系统中续断菊与作物Cd、Pb累积特征和根系分泌低分子有机酸机理[D]. 秦丽.云南农业大学 2017
[2]放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的效应及机理[D]. 曹书苗.长安大学 2016
[3]连作对玉竹生物学特性及抗肿瘤作用的影响[D]. 肖岚.湖南中医药大学 2016
[4]藨草根系分泌物在芘—铅复合污染土壤植物修复中的作用[D]. 侯芸芸.上海大学 2016
[5]有机酸和含磷物质对土壤铅的固定效果及其机理[D]. 苏小娟.华中农业大学 2015
[6]植被参与对煤矸石表生地球化学过程的影响[D]. 付天岭.贵州大学 2015
[7]煤矿区充填复垦土壤生物学特性及其变化研究[D]. 程伟.中国矿业大学 2015
[8]土壤氨基酸态氮对植物的氮营养贡献及其地带性分布规律[D]. 曹小闯.浙江大学 2014
[9]东南景天内生菌分离鉴定及其强化重金属超积累效应与机制[D]. 张新成.浙江大学 2012
[10]黄土对典型重金属离子吸附解吸特性及机理研究[D]. 王艳.浙江大学 2012
硕士论文
[1]子午岭林区不同胶结物质类型的土壤团聚体结构特征[D]. 张耀方.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2015
[2]东南景天根系分泌物组成和特性研究[D]. 张奕斌.浙江大学 2014
[3]施用有机物料对污染土壤Cd和Cu形态、生物学性质及青菜生长的影响[D]. 宫常修.华中农业大学 2011
[4]外源柠檬酸对塿土养分、酶活性及微生物活性的影响[D]. 张根柱.西北农林科技大学 2011
[5]重金属Cd、Zn、Cu、Pb污染下土壤生物效应及机理[D]. 王彬.西南大学 2008
[6]重金属复合污染物在土壤—作物系统中的迁移分配研究[D]. 邱喜阳.湖南科技大学 2008
[7]土法炼锌环境中镉污染行为研究[D]. 陈安宁.贵州大学 2006
[8]水溶性有机物（DOM）对土壤中Cd、Zn吸附的影响[D]. 刘静.华中农业大学 2006
[9]施氮水平对小麦植株氮素吸收、利用和籽粒产量、品质形成的影响[D]. 周筑南.山东农业大学 2004
本文编号：3088838
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