杨树对干旱区重金属污染农田土壤的修复研究
发布时间：2021-05-11 03:42
本文以干旱区矿区周围重金属污染的钙质农田土壤为研究对象,通过野外调查的实验方法考察了当地广泛分布的木本植物新疆杨、灌木白刺和草本植物骆驼蓬对土壤中重金属Cd、Cu、Pb和Zn的吸收和富集特征。在此基础上,通过盆栽模拟和大田实验相结合的实验方法,进一步考察了新疆杨在Cd单一污染及Cd、Cu、Pb和Zn复合污染下对Cd的植物提取修复潜能,并重点考察了螯合剂对新疆杨修复Cd的强化作用。主要研究结果如下：（1）植物对土壤中重金属的吸收存在种间差异,新疆杨对Cd具有较高的富集能力,骆驼蓬对Cu和Pb具有较高的富集能力,新疆杨、骆驼蓬和白刺对Zn的富集能力相近。重金属在植物不同器官的积累与植物种类无关,其取决于重金属的种类,其中Cd主要积累在3种植物的地上部,而Cu、Pb和Zn则主要积累在3种植物的根部。（2）Cd单一污染下新疆杨所能耐受的Cd临界含量的阈值为50mg·kg-1。新疆杨对Cd的生物富集系数（BCF）随土壤中Cd投加浓度的增大而降低,BCF值在土壤中Cd的投加浓度≤10mg·kg-1时是大于1的。新疆杨对Cd具有很强的从杨树根部向地上部转移的能力,其转移系数几乎在所有Cd投加浓度下是...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 干旱区农田土壤重金属污染状况
1.1.1 农田土壤中重金属的来源
1.1.2 农田土壤重金属污染状况
1.1.3 土壤重金属污染特征
1.1.4 重金属污染土壤修复技术
1.2 树木修复重金属污染农田土壤的研究进展
1.2.1 树木种类及修复原理
1.2.2 土壤特性对树木吸收重金属的影响
1.2.3 树木对重金属的吸收和富集特性
1.2.4 树木修复重金属污染土壤的强化措施
1.3 杨树用于干旱区重金属污染钙质土壤修复的可行性
1.4 目前研究中存在的问题
1.5 实验研究内容及方案
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目标
1.5.3 拟解决的关键科学问题
1.5.4 研究方案
1.5.5 创新点
1.5.6 技术路线
第二章 实验区概况
2.1 自然概况
2.2 农田土壤重金属污染状况
2.3 农作物重金属污染状况
2.4 土壤重金属污染对动物及人体健康的危害
2.5 重金属污染土壤植被覆盖特征
第三章 干旱区重金属污染农田土壤Cd修复植物的筛选
3.1 材料与方法
3.1.1 样地描述
3.1.2 大田采样
3.1.3 样品处理及分析
3.1.4 试剂与仪器
3.1.5 质量控制
3.1.6 数据分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 土壤理化性质
3.2.2 不同植物对Cd的富集特征
3.2.3 不同植物对Cu的富集特征
3.2.4 不同植物对Pb的富集特征
3.2.5 不同植物对Zn的富集特征
3.3 小结
第四章 Cd单一污染下杨树的耐性及修复潜能
4.1 材料与方法
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 供试土壤
4.1.3 供试植物
4.1.4 实验设计
4.1.5 样品分析和数据统计
4.2 结果与讨论
4.2.1 杨树对Cd的耐受性
4.2.2 杨树不同器官Cd的含量
4.2.3 杨树对Cd的修复潜能
4.3 小结
第五章 复合污染下杨树对重金属的耐性及修复潜能
5.1 材料与方法
5.1.1 试剂与仪器
5.1.2 供试土壤
5.1.3 供试植物
5.1.4 实验设计
5.1.5 样品分析和数据统计
5.2 结果与讨论
5.2.1 土壤性质
5.2.2 杨树的耐受性
5.2.3 杨树体内Cd、Cu、Pb和Zn的含量
5.2.4 复合污染下杨树对Cd的吸收模型
5.2.5 复合污染下杨树对Cd及其它金属的修复潜能
5.3 小结
第六章 大田条件下杨树对重金属的富集特征
6.1 材料与方法
6.1.1 试剂与仪器
6.1.2 样地描述
6.1.3 大田采样
6.1.4 样品处理及分析
6.1.5 数据分析及统计
6.2 结果与讨论
6.2.1 土壤中重金属含量的变化
6.2.2 植物不同器官中重金属含量的变化
6.2.3 植物体内重金属含量随树龄的变化
6.2.4 杨树对Cd的富集特征
6.2.5 杨树对重金属的吸收在大田和盆栽实验间的差异
6.3 小结
第七章 螯合剂强化下杨树对Cd的耐性及修复潜能
7.1 材料与方法
7.1.1 试剂与仪器
7.1.2 供试土壤
7.1.3 供试植物
7.1.4 实验设计
7.1.5 样品处理及分析
7.1.6 数据分析及统计
7.2 结果与讨论
7.2.1 土壤的基本理化性质
7.2.2 螯合剂对土壤中Cd的活化
7.2.3 螯合剂投加对植物生长的影响
7.2.4 螯合剂投加对杨树体内Cd含量的影响
7.2.5 螯合剂投加对杨树体内Cd积累量的影响
7.2.6 螯合剂投加下杨树对Cd的提取效率
7.3 小结
第八章 结论与展望
8.1 主要结论
8.2 研究展望
参考文献
主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]杨树耐盐性研究进展[J]. 陈必胜,汪晓沙,黄梅,朱继军,林登贵,李梅玲,李萍,曾丽. 安徽农业科学. 2012(35)
[2]杨树修复重金属污染土壤的研究进展[J]. 刘艳丽,吴凤霞,徐莹,杜克兵,涂炳坤. 林业科学. 2012(09)
[3]利用离体叶片鉴定杨树耐盐潜力[J]. 张颖,杨迎霞,郏艳红,周祥明,聂莉莉,张越,陈受宜,王景安,刘仲齐. 植物学报. 2011(03)
[4]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)
[5]五种沙生植物根际土壤的盐分状况[J]. 李从娟,马健,李彦. 生态学报. 2009(09)
[6]我省及西北地区骆驼蓬资源分布状况调查与药用前景评估[J]. 徐小平,卜瑞,陈兴华. 陕西中医学院学报. 2008(06)
[7]Pollen development and multi-nucleate microspores of Populus bolleana Lauche[J]. ZHANG Zheng-hai1,KANG Xiang-yang1,WANG Shang-de2,LI Dai-li1,CHEN Hong-wei1 1Key Laboratory for Genetics and Breeding of Forest Trees and Ornamental Plants of Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,P.R.China 2Institute of Integrative Agricultural Development,Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences,Beijing 100089,P.R.China. Forestry Studies in China. 2008(02)
[8]化学肥料的土壤生态环境效应[J]. 李东坡,武志杰. 应用生态学报. 2008(05)
[9]白刺属植物现状、生态功能及保护策略[J]. 王彦阁,杨晓晖,于春堂,胡哲森. 水土保持研究. 2007(03)
[10]黄土高原矿业城区生态环境的退化与修复——以甘肃省白银市区为例[J]. 陈彩虹,吴锦奎. 水土保持研究. 2007(02)
本文编号：3180650
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 干旱区农田土壤重金属污染状况
1.1.1 农田土壤中重金属的来源
1.1.2 农田土壤重金属污染状况
1.1.3 土壤重金属污染特征
1.1.4 重金属污染土壤修复技术
1.2 树木修复重金属污染农田土壤的研究进展
1.2.1 树木种类及修复原理
1.2.2 土壤特性对树木吸收重金属的影响
1.2.3 树木对重金属的吸收和富集特性
1.2.4 树木修复重金属污染土壤的强化措施
1.3 杨树用于干旱区重金属污染钙质土壤修复的可行性
1.4 目前研究中存在的问题
1.5 实验研究内容及方案
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究目标
1.5.3 拟解决的关键科学问题
1.5.4 研究方案
1.5.5 创新点
1.5.6 技术路线
第二章 实验区概况
2.1 自然概况
2.2 农田土壤重金属污染状况
2.3 农作物重金属污染状况
2.4 土壤重金属污染对动物及人体健康的危害
2.5 重金属污染土壤植被覆盖特征
第三章 干旱区重金属污染农田土壤Cd修复植物的筛选
3.1 材料与方法
3.1.1 样地描述
3.1.2 大田采样
3.1.3 样品处理及分析
3.1.4 试剂与仪器
3.1.5 质量控制
3.1.6 数据分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 土壤理化性质
3.2.2 不同植物对Cd的富集特征
3.2.3 不同植物对Cu的富集特征
3.2.4 不同植物对Pb的富集特征
3.2.5 不同植物对Zn的富集特征
3.3 小结
第四章 Cd单一污染下杨树的耐性及修复潜能
4.1 材料与方法
4.1.1 试剂与仪器
4.1.2 供试土壤
4.1.3 供试植物
4.1.4 实验设计
4.1.5 样品分析和数据统计
4.2 结果与讨论
4.2.1 杨树对Cd的耐受性
4.2.2 杨树不同器官Cd的含量
4.2.3 杨树对Cd的修复潜能
4.3 小结
第五章 复合污染下杨树对重金属的耐性及修复潜能
5.1 材料与方法
5.1.1 试剂与仪器
5.1.2 供试土壤
5.1.3 供试植物
5.1.4 实验设计
5.1.5 样品分析和数据统计
5.2 结果与讨论
5.2.1 土壤性质
5.2.2 杨树的耐受性
5.2.3 杨树体内Cd、Cu、Pb和Zn的含量
5.2.4 复合污染下杨树对Cd的吸收模型
5.2.5 复合污染下杨树对Cd及其它金属的修复潜能
5.3 小结
第六章 大田条件下杨树对重金属的富集特征
6.1 材料与方法
6.1.1 试剂与仪器
6.1.2 样地描述
6.1.3 大田采样
6.1.4 样品处理及分析
6.1.5 数据分析及统计
6.2 结果与讨论
6.2.1 土壤中重金属含量的变化
6.2.2 植物不同器官中重金属含量的变化
6.2.3 植物体内重金属含量随树龄的变化
6.2.4 杨树对Cd的富集特征
6.2.5 杨树对重金属的吸收在大田和盆栽实验间的差异
6.3 小结
第七章 螯合剂强化下杨树对Cd的耐性及修复潜能
7.1 材料与方法
7.1.1 试剂与仪器
7.1.2 供试土壤
7.1.3 供试植物
7.1.4 实验设计
7.1.5 样品处理及分析
7.1.6 数据分析及统计
7.2 结果与讨论
7.2.1 土壤的基本理化性质
7.2.2 螯合剂对土壤中Cd的活化
7.2.3 螯合剂投加对植物生长的影响
7.2.4 螯合剂投加对杨树体内Cd含量的影响
7.2.5 螯合剂投加对杨树体内Cd积累量的影响
7.2.6 螯合剂投加下杨树对Cd的提取效率
7.3 小结
第八章 结论与展望
8.1 主要结论
8.2 研究展望
参考文献
主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]杨树耐盐性研究进展[J]. 陈必胜,汪晓沙,黄梅,朱继军,林登贵,李梅玲,李萍,曾丽. 安徽农业科学. 2012(35)
[2]杨树修复重金属污染土壤的研究进展[J]. 刘艳丽,吴凤霞,徐莹,杜克兵,涂炳坤. 林业科学. 2012(09)
[3]利用离体叶片鉴定杨树耐盐潜力[J]. 张颖,杨迎霞,郏艳红,周祥明,聂莉莉,张越,陈受宜,王景安,刘仲齐. 植物学报. 2011(03)
[4]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)
[5]五种沙生植物根际土壤的盐分状况[J]. 李从娟,马健,李彦. 生态学报. 2009(09)
[6]我省及西北地区骆驼蓬资源分布状况调查与药用前景评估[J]. 徐小平,卜瑞,陈兴华. 陕西中医学院学报. 2008(06)
[7]Pollen development and multi-nucleate microspores of Populus bolleana Lauche[J]. ZHANG Zheng-hai1,KANG Xiang-yang1,WANG Shang-de2,LI Dai-li1,CHEN Hong-wei1 1Key Laboratory for Genetics and Breeding of Forest Trees and Ornamental Plants of Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,P.R.China 2Institute of Integrative Agricultural Development,Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences,Beijing 100089,P.R.China. Forestry Studies in China. 2008(02)
[8]化学肥料的土壤生态环境效应[J]. 李东坡,武志杰. 应用生态学报. 2008(05)
[9]白刺属植物现状、生态功能及保护策略[J]. 王彦阁,杨晓晖,于春堂,胡哲森. 水土保持研究. 2007(03)
[10]黄土高原矿业城区生态环境的退化与修复——以甘肃省白银市区为例[J]. 陈彩虹,吴锦奎. 水土保持研究. 2007(02)
本文编号：3180650
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