重金属污染土壤的诱导性植物提取研究
发布时间：2021-01-11 09:33
土壤重金属污染是一个世界范围内普遍关注的环境问题。采用螯合剂强化植物提取污染土壤重金属是近十年来重金属污染土壤修复的研究热点之一。本文通过开展农田重金属污染情况调查，研究螯合剂种类、处理浓度以及与高生物量植物的匹配关系，探索提高螯合剂诱导植物富集土壤重金属效率的方法，研究采取防止螯合诱导修复过程重金属淋滤的措施，并进行了多年的盆钵及野外田间植物提取试验等工作，较为系统地研究了诱导性植物提取修复重金属污染土壤的原理和方法。1、通过对南京市5县4郊5个环境单元（矿冶区、交通干线、工厂周边、污灌地、农产品基地）共100个样点的农田土壤及蔬菜样品重金属（Pb、Cu、Zn、Cd）污染情况调查，发现不同功能区土壤重金属含量存在明显差异：矿区周边农田污染最为严重，其次为污灌地和公路沿线农田，部分农产品基地存在轻度Cd污染，工厂周边农田土壤污染相对较小。蔬菜重金属含量与土壤重金属生物有效性含量和总量之间存在极显著相关。重金属污染严重的矿区农田土壤，蔬菜食用部分重金属含量普遍超过国家食品卫生标准。不合理的矿业开采和冶炼是导致南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染的主要原因。2、通过土培试验，比较分析了螯合剂（...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
目录
摘要
ABSTRACT
缩略语（Abbreviation）
论文结构图
第一章 文献综述
第一节 植物修复
第二节 植物提取
第三节 诱导性植物提取
第四节 分子生物学手段和微生物介导的植物修复
第五节 野外田间修复试验
第二章 南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染状况调查
1 研究方法
2 结果与讨论
2.1 不同功能区农田土壤重金属含量
2.2 青菜地上部重金属及其采样点土壤重金属含量
2.3 汤山铜矿部分样点蔬菜重金属污染情况
3 结论
第三章 Pb污染土壤的诱导性植物提取
第一节 植物种类与螯合剂匹配关系
1 材料与方法:
2 结果与分析:
2.1 EDTA处理对植物生长的影响
2.2 EDTA处理对植物地上部分Pb浓度（mg kg-1 DW）的影响
2.3 EDTA处理对植物地上部分Pb积累总量（μg Pb/pot）的影响
3 讨论:
第二节 香根草修复污染土壤Pb的潜力
1 材料与方法:
2 结果与分析:
3 讨论:
第三节 Pb污染土壤的多年盆栽植物修复试验
1 材料与方法
1.1 土壤处理
1.2 第一季盆栽试验
1.3 第二季到第七季盆栽试验
1.4 EDTA在土壤中的钱留效应
1.5 分析测定
2 结果与分析
2.1 第一季植物生长状况、地上部分金属元素含量、Pb提取量及土壤水溶性Pb含量
2.2 第二季玉米幼苗生长状况及Pb含量
2.3 第三季至第七季植物生长状况
2.4 土壤中生物有效性Pb在不同种植季节的变化情况
2.5 土壤总Pb含量在不同种植季节的变化情况
2.6 七季植物地上部分提取Pb总量
2.7 EDTA对土壤Pb提取的时间效应
3 讨论
第四章 诱导性植物提取的重金属淋滤及解决措施
第一节 EDTA辅助油葵修复重金属污染土壤的作用及重金属淋滤行为
1 材料与方法:
2.结果与分析:
2.1 淋滤液重金属及可溶性总有机碳（TOC）含量
2.2 EDTA处理对油葵幼苗重金属含量的影响
2.3 油葵幼苗金属提取总量与土壤金属的淋滤情况
3 讨论:
第二节 天然螯合剂和易生物降解螯合剂对土壤重金属的溶解—EDTA替代物的选择
1 材料与方法
试验一:农艺调控措施对诱导玉米提取土壤重金属的作用
试验二:泽漆汁液对土壤重金属的解吸作用
试验三:EDDS、NTA对土壤重金属Pb、Cu、Zn、Cd提取的时间效应
2.结果与分析:
2.1 农艺调控措施对玉米幼苗积累土壤重金属的作用
2.2 泽漆汁液对土壤重金属的解吸作用
2.3 EDDS、NTA对土壤Pb、Cu、Zn和Cd提取的时间效应
3.讨论:
第三节 减少螯合诱导修复过程中重金属淋滤的措施—EDDS及高生物量植物的作用
1 材料与方法
2 结果与分析
2.1 不同螯合剂处理对土壤重金属淋滤的影响
2.2 EDTA处理对土壤Pb、Cu淋滤行为的影响
2.3 不同土层土壤水溶性重金属含量
2.4 不同土层土壤重金属总量
2.5 植物地上部分重金属含量
3、讨论:
第四节 淋滤的螯合态重金属被土壤介质的再吸附
1、材料与方法:
2、结果与讨论:
第五章 提高螯合诱导修复效率的措施——热处理
第一节 提高土壤温度可以显著提高诱导修复效率
1 材料与方法:
1.1 试验一:不同土壤温度对EDTA诱导玉米幼苗提取土壤Cu的效应
1.2 试验二:50℃热处理对EDTA诱导玉米幼苗提取土壤重金属的作用
1.3 试验三:热处理对EDTA、EDDS诱导绿豆幼苗提取土壤重金属的作用
1.4 试验四:热螯合剂溶液浇灌处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响
1.5 试验五:通过地下水管加热处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响
1.6 实验六:螯合剂及温度对土壤中水溶性重金属含量的影响
2、结果与分析:
2.1 不同土温对玉米幼苗吸收Cu的影响（试验一）
2.2 50℃热处理对玉米幼苗地上部分重金属含量的影响（试验二）
2.3.1 螯合剂施用后热处理对绿豆幼苗地上部分重金属含量的影响（试验三）
2.3.2 EDTA施用前、后进行热处理对绿豆地上部分重金属含量的影响（试验三）
2.4 热螯合剂溶液浇灌处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响（试验四）
2.5 通过地下水管进行加热处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响（试验五）
2.6 螯合剂以及温度对土壤中水溶性重金属含量的影响（试验六）
3、讨论
第二节 热处理提高螯合诱导修复效率的机理
1、材料与方法
1.1.试验一:伤根及EDTA处理对玉米吸收Pb的影响
1.2 试验二:根系伤害程度对地上部分积累Pb的影响
1.3 试验三:不同空气湿度对玉米地上部分积累Pb、Cu的影响
2 结果与分析:
2.1 试验一:伤根及EDTA处理对玉米吸收Pb的影响
2.2 试验二:根系伤害程度对地上部分积累Pb的影响
2.3 试验三:不同空气湿度对地上部分积累Pb、Cu的影响
3、讨论
第六章 野外铜污染土壤的原位植物修复试验
1、材料与方法:
1.1 实验区概况
1.2 试验小区与处理:
1.3 样品处理和测定
1.4 重金属形态五级分步连续提取法:
2、结果与分析:
2.1.0-20cm表层土壤Cu、Fe、Zn等元素总含量变化情况
2.2.0-20cm土层土壤Cu在5级形态中的含量变化
2.3 各层土壤Cu和Zn总含量变化
2.4 玉米、油菜等七季植物提取土壤铜总量
3 讨论
第七章 全文讨论、创新点与总结
一、全文讨论:
二、全文创新点:
三、全文总结:
全文参考文献
在读期间获得的专利和发表的论文
图版
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]铜尾矿复垦后土壤微生物活性及其群落功能多样性研究[J]. 刘爱民,黄为一. 生态环境. 2005(06)
[2]香薷植物修复铜污染土壤的研究进展[J]. 彭红云,杨肖娥. 水土保持学报. 2005(05)
[3]城市典型工业区土壤重金属污染状况研究[J]. 张孝飞,林玉锁,俞飞,李波. 长江流域资源与环境. 2005(04)
[4]土壤修复——新兴的土壤科学分支学科[J]. 骆永明,滕应,过园. 土壤. 2005(03)
[5]可降解络合剂及微生物调控对海州香薷修复污染土壤的效应[J]. 翁高艺,汪自强,吴龙华,骆永明,宋静,钱薇,林琦,王发园,蒋玉根,戴学龙,裘希雅. 土壤. 2005(02)
[6]美洲商陆（Phytolacca americana L.）——一种新的Mn积累植物[J]. 铁柏清,袁敏,唐美珍. 农业环境科学学报. 2005(02)
[7]蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的潜力[J]. 高岩,骆永明. 土壤学报. 2005(01)
[8]金属尾矿砂的改良和植被重建研究进展[J]. 郝秀珍,周东美. 土壤. 2005(01)
[9]EDTA对2种芥菜型油菜幼苗富集Pb的效应[J]. 陈亚华,沈振国,宗良纲. 环境科学研究. 2005(01)
[10]关于我国土壤环境保护研究中一些值得关注的问题[J]. 陈怀满,郑春荣,周东美,王慎强. 农业环境科学学报. 2004(06)
本文编号：2970528
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
目录
摘要
ABSTRACT
缩略语（Abbreviation）
论文结构图
第一章 文献综述
第一节 植物修复
第二节 植物提取
第三节 诱导性植物提取
第四节 分子生物学手段和微生物介导的植物修复
第五节 野外田间修复试验
第二章 南京地区农田土壤和蔬菜重金属污染状况调查
1 研究方法
2 结果与讨论
2.1 不同功能区农田土壤重金属含量
2.2 青菜地上部重金属及其采样点土壤重金属含量
2.3 汤山铜矿部分样点蔬菜重金属污染情况
3 结论
第三章 Pb污染土壤的诱导性植物提取
第一节 植物种类与螯合剂匹配关系
1 材料与方法:
2 结果与分析:
2.1 EDTA处理对植物生长的影响
2.2 EDTA处理对植物地上部分Pb浓度（mg kg-1 DW）的影响
2.3 EDTA处理对植物地上部分Pb积累总量（μg Pb/pot）的影响
3 讨论:
第二节 香根草修复污染土壤Pb的潜力
1 材料与方法:
2 结果与分析:
3 讨论:
第三节 Pb污染土壤的多年盆栽植物修复试验
1 材料与方法
1.1 土壤处理
1.2 第一季盆栽试验
1.3 第二季到第七季盆栽试验
1.4 EDTA在土壤中的钱留效应
1.5 分析测定
2 结果与分析
2.1 第一季植物生长状况、地上部分金属元素含量、Pb提取量及土壤水溶性Pb含量
2.2 第二季玉米幼苗生长状况及Pb含量
2.3 第三季至第七季植物生长状况
2.4 土壤中生物有效性Pb在不同种植季节的变化情况
2.5 土壤总Pb含量在不同种植季节的变化情况
2.6 七季植物地上部分提取Pb总量
2.7 EDTA对土壤Pb提取的时间效应
3 讨论
第四章 诱导性植物提取的重金属淋滤及解决措施
第一节 EDTA辅助油葵修复重金属污染土壤的作用及重金属淋滤行为
1 材料与方法:
2.结果与分析:
2.1 淋滤液重金属及可溶性总有机碳（TOC）含量
2.2 EDTA处理对油葵幼苗重金属含量的影响
2.3 油葵幼苗金属提取总量与土壤金属的淋滤情况
3 讨论:
第二节 天然螯合剂和易生物降解螯合剂对土壤重金属的溶解—EDTA替代物的选择
1 材料与方法
试验一:农艺调控措施对诱导玉米提取土壤重金属的作用
试验二:泽漆汁液对土壤重金属的解吸作用
试验三:EDDS、NTA对土壤重金属Pb、Cu、Zn、Cd提取的时间效应
2.结果与分析:
2.1 农艺调控措施对玉米幼苗积累土壤重金属的作用
2.2 泽漆汁液对土壤重金属的解吸作用
2.3 EDDS、NTA对土壤Pb、Cu、Zn和Cd提取的时间效应
3.讨论:
第三节 减少螯合诱导修复过程中重金属淋滤的措施—EDDS及高生物量植物的作用
1 材料与方法
2 结果与分析
2.1 不同螯合剂处理对土壤重金属淋滤的影响
2.2 EDTA处理对土壤Pb、Cu淋滤行为的影响
2.3 不同土层土壤水溶性重金属含量
2.4 不同土层土壤重金属总量
2.5 植物地上部分重金属含量
3、讨论:
第四节 淋滤的螯合态重金属被土壤介质的再吸附
1、材料与方法:
2、结果与讨论:
第五章 提高螯合诱导修复效率的措施——热处理
第一节 提高土壤温度可以显著提高诱导修复效率
1 材料与方法:
1.1 试验一:不同土壤温度对EDTA诱导玉米幼苗提取土壤Cu的效应
1.2 试验二:50℃热处理对EDTA诱导玉米幼苗提取土壤重金属的作用
1.3 试验三:热处理对EDTA、EDDS诱导绿豆幼苗提取土壤重金属的作用
1.4 试验四:热螯合剂溶液浇灌处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响
1.5 试验五:通过地下水管加热处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响
1.6 实验六:螯合剂及温度对土壤中水溶性重金属含量的影响
2、结果与分析:
2.1 不同土温对玉米幼苗吸收Cu的影响（试验一）
2.2 50℃热处理对玉米幼苗地上部分重金属含量的影响（试验二）
2.3.1 螯合剂施用后热处理对绿豆幼苗地上部分重金属含量的影响（试验三）
2.3.2 EDTA施用前、后进行热处理对绿豆地上部分重金属含量的影响（试验三）
2.4 热螯合剂溶液浇灌处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响（试验四）
2.5 通过地下水管进行加热处理对玉米和绿豆提取土壤重金属的影响（试验五）
2.6 螯合剂以及温度对土壤中水溶性重金属含量的影响（试验六）
3、讨论
第二节 热处理提高螯合诱导修复效率的机理
1、材料与方法
1.1.试验一:伤根及EDTA处理对玉米吸收Pb的影响
1.2 试验二:根系伤害程度对地上部分积累Pb的影响
1.3 试验三:不同空气湿度对玉米地上部分积累Pb、Cu的影响
2 结果与分析:
2.1 试验一:伤根及EDTA处理对玉米吸收Pb的影响
2.2 试验二:根系伤害程度对地上部分积累Pb的影响
2.3 试验三:不同空气湿度对地上部分积累Pb、Cu的影响
3、讨论
第六章 野外铜污染土壤的原位植物修复试验
1、材料与方法:
1.1 实验区概况
1.2 试验小区与处理:
1.3 样品处理和测定
1.4 重金属形态五级分步连续提取法:
2、结果与分析:
2.1.0-20cm表层土壤Cu、Fe、Zn等元素总含量变化情况
2.2.0-20cm土层土壤Cu在5级形态中的含量变化
2.3 各层土壤Cu和Zn总含量变化
2.4 玉米、油菜等七季植物提取土壤铜总量
3 讨论
第七章 全文讨论、创新点与总结
一、全文讨论:
二、全文创新点:
三、全文总结:
全文参考文献
在读期间获得的专利和发表的论文
图版
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]铜尾矿复垦后土壤微生物活性及其群落功能多样性研究[J]. 刘爱民,黄为一. 生态环境. 2005(06)
[2]香薷植物修复铜污染土壤的研究进展[J]. 彭红云,杨肖娥. 水土保持学报. 2005(05)
[3]城市典型工业区土壤重金属污染状况研究[J]. 张孝飞,林玉锁,俞飞,李波. 长江流域资源与环境. 2005(04)
[4]土壤修复——新兴的土壤科学分支学科[J]. 骆永明,滕应,过园. 土壤. 2005(03)
[5]可降解络合剂及微生物调控对海州香薷修复污染土壤的效应[J]. 翁高艺,汪自强,吴龙华,骆永明,宋静,钱薇,林琦,王发园,蒋玉根,戴学龙,裘希雅. 土壤. 2005(02)
[6]美洲商陆（Phytolacca americana L.）——一种新的Mn积累植物[J]. 铁柏清,袁敏,唐美珍. 农业环境科学学报. 2005(02)
[7]蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的潜力[J]. 高岩,骆永明. 土壤学报. 2005(01)
[8]金属尾矿砂的改良和植被重建研究进展[J]. 郝秀珍,周东美. 土壤. 2005(01)
[9]EDTA对2种芥菜型油菜幼苗富集Pb的效应[J]. 陈亚华,沈振国,宗良纲. 环境科学研究. 2005(01)
[10]关于我国土壤环境保护研究中一些值得关注的问题[J]. 陈怀满,郑春荣,周东美,王慎强. 农业环境科学学报. 2004(06)
本文编号：2970528
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