铀污染土壤的植物—微生物修复及其机理研究
发布时间：2021-05-06 14:37
铀矿开采与水冶中产生了大量的铀废石、铀尾矿和含铀废水。由于环境中多种因素的影响,“三废”造成了铀矿冶地域土壤的污染。铀矿冶污染土壤具有放射性核素含量低、量大面广等特点,对生态环境和人类健康存在着潜在的安全威胁。本论文在人工控制条件下,采用盆栽模拟试验,通过考察不同铀浓度胁迫下,苜蓿和黑麦草等植物的生理生化指标变化,以及植物各部位对铀的富集特征,筛选出对铀富集性较好的植物。试验结果表明,低浓度铀可刺激黑麦草等耐铀植物的生长,随着铀浓度的增加,植物受到铀的毒害,生长受阻。植物对铀富集量随铀浓度的增加而增加。通过进一步测定在不同铀胁迫浓度下,黑麦草和高丹草抗氧化体系的响应特征,试验结果表明,黑麦草耐铀性更强。大量研究表明,螯合剂能活化土壤中的重金属离子,提高重金属的生物有效性,提高植物对重金属的累积量和提取效率。本论文根据已有研究成果,选用柠檬酸作为螯合剂,在收割前一周,分别加入浓度为1、5、10mmol/kg的柠檬酸,对比测定植物相关的生理指标、各部位的铀富集量和铀在植物中的亚细胞分布。试验结果表明,低浓度（1mmol/kg和5mmol/kg）柠檬酸促进黑麦草在铀污染土壤中的生长,黑麦草抗...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 铀污染及其危害
1.1.1 铀污染
1.1.2 铀存在形态及其对环境质量的影响
1.1.3 铀污染土壤的来源和基本特征
1.1.4 铀污染土壤的修复方法
1.2 铀污染土壤的生物修复
1.2.1 铀污染土壤的生物修复技术现状
1.2.2 提高铀污染土壤生物修复效率的方法
1.2.3 螯合剂诱导植物修复铀污染土壤的技术现状
1.2.4 生物修复存在的问题与发展趋势
1.3 丛枝菌根真菌在生物修复铀污染土壤中的应用
1.3.1 丛枝菌根真菌（AMF）
1.3.2 丛枝菌根真菌对植物生长的影响
1.3.3 丛枝菌根真菌在铀污染土壤生物修复中的应用
1.3.4 丛枝菌根真菌在生物修复中作用机制
1.4 研究思路与主要研究内容
1.4.1 研究思路
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 技术路线
第2章 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验土壤与植物
2.1.2 试验用丛枝菌根真菌
2.1.3 试验仪器与试剂
2.2 试验方法
2.2.1 植物体内铀含量的测定
2.2.2 植物生化指标的测定
2.2.3 抗氧化系统酶的测定
2.2.4 GSH/GSSG的测定
2.2.5 ASA/DHA系统的测定
2.2.6 亚细胞分布的测定
2.2.7 丛枝菌根真菌侵染率的测定
2.2.8 植物茎叶和根部的干重计算方法
2.2.9 超微结构观察
2.3 数据处理与分析
第3章 植物对铀胁迫的生理响应与积累特征差异试验
3.1 材料和方法
3.1.1 供试土壤与植物
3.1.2 试验设计
3.1.3 测定方法
3.2 试验结果与分析
3.2.1 铀胁迫对植物光合色素的影响
3.2.2 铀胁迫对植物可溶性蛋白质的影响
3.2.3 铀胁迫对植物丙二醛(MDA)的影响
3.2.4 不同植物对铀的富集效果
3.2.5 铀胁迫对黑麦草和高丹草体内抗氧化体系的影响
3.3 讨论
3.4 本章小结
第4章 螯合剂作用下黑麦草修复铀污染土壤试验
4.1 材料和方法
4.1.1 供试土壤与植物
4.1.2 试验设计
4.1.3 测定方法
4.2 试验结果与分析
4.2.1 柠檬酸对黑麦草株高的影响
4.2.2 柠檬酸作用下黑麦草生理指标反应
4.2.3 柠檬酸作用下黑麦草生物量和铀富集特征
4.2.4 黑麦草体内铀的亚细胞分布
4.2.5 黑麦草细胞超微结构分析
4.3 讨论
4.4 本章小结
第5章 黑麦草接种丛枝菌根真菌修复铀污染土壤试验
5.1 材料和方法
5.1.1 供试材料
5.1.2 试验设计
5.1.3 测定方法
5.2 试验结果与分析
5.2.1 丛枝菌根真菌侵染率以及黑麦草对铀的富集特征
5.2.2 丛枝菌根真菌对黑麦草生理生化指标影响
5.2.3 黑麦草细胞超微结构变化分析
5.3 讨论
5.4 本章小结
第6章 植物-微生物与螯合剂联合修复铀污染土壤效果及其机理探讨
6.1 材料和方法
6.1.1 供试材料
6.1.2 试验设计
6.1.3 测定方法
6.2 试验结果与分析
6.2.1 丛枝菌根真菌侵染率
6.2.2 菌丝SDH和ALP酶活性
6.2.3 植物-微生物与螯合剂联合修复铀污染土壤效果及其转运机制
6.3 讨论
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
附录
附录A Hoagland营养液配方表
附录B 铀标准溶液配制和标准曲线测定
作者攻读博士学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AMF对假高粱分泌有机酸及吸收137Cs的影响[J]. 黄仁华,陆云梅,黄炜. 核农学报. 2013(08)
[2]Cr6+对高丹草幼苗叶片非酶系统和抗氧化系统活性的影响[J]. 赵晖,张海燕. 北京联合大学学报. 2013(03)
[3]铀污染环境治理中的植物修复研究[J]. 黄德娟,朱业安,余月,罗明标,刘庆成,黄德超,花榕. 铀矿冶. 2012(04)
[4]纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌对铀的吸附性能与机理[J]. 彭国文,丁德馨,胡南,杨雨山,王晓亮. 中国有色金属学报. 2012(02)
[5]植物对土壤中铀的吸收与富集[J]. 万芹方,陈雅宏,胡彬,任亚敏,王亮,林宏辉,邓大超,柏云,夏传琴. 植物学报. 2011(04)
[6]谷壳对铀（Ⅵ）的吸附性能及机理研究[J]. 郑伟娜,夏良树,王晓,谭凯旋. 原子能科学技术. 2011(05)
[7]螯合剂在重金属污染土壤植物修复中的应用研究进展[J]. 胡亚虎,魏树和,周启星,詹杰,马丽辉,牛荣成,李云萌,王姗姗. 农业环境科学学报. 2010(11)
[8]碱性盐胁迫对芨芨草苗期脯氨酸和可溶性蛋白含量的影响[J]. 董秋丽,夏方山,董宽虎. 畜牧与饲料科学. 2010(04)
[9]重金属污染土壤的植物-微生物联合修复研究进展[J]. 牛之欣,孙丽娜,孙铁珩. 生态学杂志. 2009(11)
[10]螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展[J]. 丁竹红,胡忻,尹大强. 生态环境学报. 2009(02)
博士论文
[1]植物—丛枝菌根真菌修复多环芳烃污染土壤[D]. 周笑白.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]铀矿区土壤重金属污染与铀富集植物累积特征研究[D]. 朱业安.东华理工大学 2013
[2]水杨酸、壳聚糖诱导黄瓜幼苗抗盐性的互作效应[D]. 董涛.中国农业科学院 2008
[3]香根草对土壤中Pb、Zn和Cd形态、迁移影响及对铅锌矿尾矿的修复[D]. 张佩.广西师范大学 2008
[4]枯草芽孢杆菌对低浓度含铀废水中铀的吸附试验研究[D]. 胡恋.南华大学 2008
本文编号：3172096
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 铀污染及其危害
1.1.1 铀污染
1.1.2 铀存在形态及其对环境质量的影响
1.1.3 铀污染土壤的来源和基本特征
1.1.4 铀污染土壤的修复方法
1.2 铀污染土壤的生物修复
1.2.1 铀污染土壤的生物修复技术现状
1.2.2 提高铀污染土壤生物修复效率的方法
1.2.3 螯合剂诱导植物修复铀污染土壤的技术现状
1.2.4 生物修复存在的问题与发展趋势
1.3 丛枝菌根真菌在生物修复铀污染土壤中的应用
1.3.1 丛枝菌根真菌（AMF）
1.3.2 丛枝菌根真菌对植物生长的影响
1.3.3 丛枝菌根真菌在铀污染土壤生物修复中的应用
1.3.4 丛枝菌根真菌在生物修复中作用机制
1.4 研究思路与主要研究内容
1.4.1 研究思路
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 技术路线
第2章 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验土壤与植物
2.1.2 试验用丛枝菌根真菌
2.1.3 试验仪器与试剂
2.2 试验方法
2.2.1 植物体内铀含量的测定
2.2.2 植物生化指标的测定
2.2.3 抗氧化系统酶的测定
2.2.4 GSH/GSSG的测定
2.2.5 ASA/DHA系统的测定
2.2.6 亚细胞分布的测定
2.2.7 丛枝菌根真菌侵染率的测定
2.2.8 植物茎叶和根部的干重计算方法
2.2.9 超微结构观察
2.3 数据处理与分析
第3章 植物对铀胁迫的生理响应与积累特征差异试验
3.1 材料和方法
3.1.1 供试土壤与植物
3.1.2 试验设计
3.1.3 测定方法
3.2 试验结果与分析
3.2.1 铀胁迫对植物光合色素的影响
3.2.2 铀胁迫对植物可溶性蛋白质的影响
3.2.3 铀胁迫对植物丙二醛(MDA)的影响
3.2.4 不同植物对铀的富集效果
3.2.5 铀胁迫对黑麦草和高丹草体内抗氧化体系的影响
3.3 讨论
3.4 本章小结
第4章 螯合剂作用下黑麦草修复铀污染土壤试验
4.1 材料和方法
4.1.1 供试土壤与植物
4.1.2 试验设计
4.1.3 测定方法
4.2 试验结果与分析
4.2.1 柠檬酸对黑麦草株高的影响
4.2.2 柠檬酸作用下黑麦草生理指标反应
4.2.3 柠檬酸作用下黑麦草生物量和铀富集特征
4.2.4 黑麦草体内铀的亚细胞分布
4.2.5 黑麦草细胞超微结构分析
4.3 讨论
4.4 本章小结
第5章 黑麦草接种丛枝菌根真菌修复铀污染土壤试验
5.1 材料和方法
5.1.1 供试材料
5.1.2 试验设计
5.1.3 测定方法
5.2 试验结果与分析
5.2.1 丛枝菌根真菌侵染率以及黑麦草对铀的富集特征
5.2.2 丛枝菌根真菌对黑麦草生理生化指标影响
5.2.3 黑麦草细胞超微结构变化分析
5.3 讨论
5.4 本章小结
第6章 植物-微生物与螯合剂联合修复铀污染土壤效果及其机理探讨
6.1 材料和方法
6.1.1 供试材料
6.1.2 试验设计
6.1.3 测定方法
6.2 试验结果与分析
6.2.1 丛枝菌根真菌侵染率
6.2.2 菌丝SDH和ALP酶活性
6.2.3 植物-微生物与螯合剂联合修复铀污染土壤效果及其转运机制
6.3 讨论
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
附录
附录A Hoagland营养液配方表
附录B 铀标准溶液配制和标准曲线测定
作者攻读博士学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]AMF对假高粱分泌有机酸及吸收137Cs的影响[J]. 黄仁华,陆云梅,黄炜. 核农学报. 2013(08)
[2]Cr6+对高丹草幼苗叶片非酶系统和抗氧化系统活性的影响[J]. 赵晖,张海燕. 北京联合大学学报. 2013(03)
[3]铀污染环境治理中的植物修复研究[J]. 黄德娟,朱业安,余月,罗明标,刘庆成,黄德超,花榕. 铀矿冶. 2012(04)
[4]纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌对铀的吸附性能与机理[J]. 彭国文,丁德馨,胡南,杨雨山,王晓亮. 中国有色金属学报. 2012(02)
[5]植物对土壤中铀的吸收与富集[J]. 万芹方,陈雅宏,胡彬,任亚敏,王亮,林宏辉,邓大超,柏云,夏传琴. 植物学报. 2011(04)
[6]谷壳对铀（Ⅵ）的吸附性能及机理研究[J]. 郑伟娜,夏良树,王晓,谭凯旋. 原子能科学技术. 2011(05)
[7]螯合剂在重金属污染土壤植物修复中的应用研究进展[J]. 胡亚虎,魏树和,周启星,詹杰,马丽辉,牛荣成,李云萌,王姗姗. 农业环境科学学报. 2010(11)
[8]碱性盐胁迫对芨芨草苗期脯氨酸和可溶性蛋白含量的影响[J]. 董秋丽,夏方山,董宽虎. 畜牧与饲料科学. 2010(04)
[9]重金属污染土壤的植物-微生物联合修复研究进展[J]. 牛之欣,孙丽娜,孙铁珩. 生态学杂志. 2009(11)
[10]螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展[J]. 丁竹红,胡忻,尹大强. 生态环境学报. 2009(02)
博士论文
[1]植物—丛枝菌根真菌修复多环芳烃污染土壤[D]. 周笑白.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]铀矿区土壤重金属污染与铀富集植物累积特征研究[D]. 朱业安.东华理工大学 2013
[2]水杨酸、壳聚糖诱导黄瓜幼苗抗盐性的互作效应[D]. 董涛.中国农业科学院 2008
[3]香根草对土壤中Pb、Zn和Cd形态、迁移影响及对铅锌矿尾矿的修复[D]. 张佩.广西师范大学 2008
[4]枯草芽孢杆菌对低浓度含铀废水中铀的吸附试验研究[D]. 胡恋.南华大学 2008
本文编号：3172096
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