镉污染/镉—锌—铅复合污染土壤植物提取修复的根际微生态效应研究
发布时间：2022-04-23 18:49
土壤重金属污染已成为我国严重的环境问题,污染土壤的修复已引起广泛的关注,植物提取修复是一种极具潜力的治理方法。本研究从矿区土壤和植物调查入手,采用聚类分析和临界浓度判别相结合的方法分析了古银矿区主要植物的重金属积累特性,并进行了分类；通过采集野外条件下的根际土壤,研究了代表性矿区耐性植物根际微生物数量与活性；通过预分层根箱试验,研究了植物提取修复模拟镉污染土壤和镉-锌-铅复合污染土壤过程中根际微生物生物量、生化活性和群落结构特性,取得了以下主要研究结果：1.古银矿区调查结果表明,土壤Cd、Zn和Pb的浓度范围分别是5.7-84.4,467.2-8326.7和898.8-7381.0mg kg-1,植物地上部Cd、Zn和Pb的浓度范围分别是0.39-1053.58、71.3-3508.8和11.5-1073.0mg kg-1,植物根部Cd、Zn和Pb的浓度范围分别是2.54-222.02、71.3-3508.8和122.0-3437.7mgk-1。以地上部重金属含量、富集系数和转运系数为变量,采用聚类分析和浓度判别相结合将植物分为5类：超富集植物、潜在超富集植物、富集植物、潜在富集植物和...
【文章页数】：201 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 综述
1.1 土壤镉和镉-锌-铅复合污染现状
1.2 重金属污染对土壤微生物生化活性及群落结构的影晌
1.2.1 重金属对土壤微生物生物量的影响
1.2.2 重金属对土壤微生物呼吸作用的影响
1.2.3 重金属对土壤酶活性的影响
1.2.4 重金属对土壤微生物群落结构的影响
1.3 重金属污染土壤的植物提取修复技术
1.3.1 重金属超富集植物筛选的研究
1.3.2 植物提取技术在重金属污染土壤修复中的应用
1.4 植物提取修复的根际微生态效应研究进展
1.4.1 植物提取修复对根际土壤微生物生化特性的影响
1.4.2 植物提取修复对根际土壤微生物群落多样性的影响
1.4.3 植物提取修复对根际土壤重金属特征的影响
1.5 问题提出和研究内容
1.5.1 问题提出
1.5.2 主要研究内容
1.5.3 技术路线
第二章 古银矿区植物重金属积累特性的分类
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 采样地点概况
2.2.2 样品采集
2.2.3 土壤和植物样品中重金属含量测定
2.2.4 数据分析与处理
2.3 结果与分析
2.3.1 土壤Cd、Zn和Pb浓度
2.3.2 植物Cd、Zn和Pb含量
2.3.3 植物对Cd、Zn和Pb的富集系数及转运系数
2.3.4 植物对Cd、Zn和Pb积累特性的聚类分析
2.4 讨论
2.5 小结
第三章 自然生境下古银矿区代表性植物根际微生态特性研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 样品采集
3.2.2 土壤以及植株样品制备
3.2.3 土壤及植物重金属含量测定
3.2.4 土壤微生物生化指标测定
3.2.5 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析
3.2.6 数据统计及分析
3.3 结果与分析
3.3.1 4种矿区植物Cd、Zn和Pb含量
3.3.2 矿区植物根际与非根际土壤Cd、Zn和Pb浓度
3.3.3 矿区植物根际与非根际土壤微生物生化特性
3.3.4 矿区植物根际与非根际土壤微生物群落结构特征
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 植物提取修复模拟镉污染土壤对根际微生物生化特性的影响
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 供试土壤
4.2.2 供试植物
4.2.3 根箱设计
4.2.4 根箱试验与样品采集
4.2.5 植物全Cd与土壤水提取态Cd含量测定
4.2.6 土壤微生物量碳测定
4.2.7 土壤基础呼吸速率测定
4.2.8 土壤酶活性测定
4.2.9 数据分析与处理
4.3 结果与分析
4.3.1 东南景天积累Cd的特性
4.3.2 东南景天生长对土壤水提取态Cd的影响
4.3.3 东南景天生长对土壤微生物量碳和基础呼吸速率的影响
4.3.4 东南景天生长对土壤酶活性的影响
4.3.5 微生物性质指标与水溶态Cd的相关关系
4.4 讨论
4.5 小结
第五章 植物提取修复模拟镉污染土壤对根际微生物群落结构的影响
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 供试土壤
5.2.2 供试植物
5.2.3 根箱试验与样品采集
5.2.4 植物Cd含量分析
5.2.5 土壤pH、活性有机碳含量的测定和Cd的形态分级
5.2.6 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析
5.2.7 土壤微生物代谢水平特征(Microresp~(TM))分析
5.2.8 数据分析
5.3 结果与分析
5.3.1 东南景天Cd含量与积累量
5.3.2 植物提取修复对土壤pH和活性有机碳的影响
5.3.3 植物提取修复对根际Cd形态特征的影响
5.3.4 植物提取修复对土壤微生物群落结构的影响
5.3.5 植物提取修复对对微生物碳源代谢特征的影响
5.3.6 微生物参数与主要化学性状之间的冗余分析
5.4 讨论
5.5 小结
第六章 植物提取修复镉-锌-铅复合污染土壤对根际微生物生化特性的影响
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 供试土壤
6.2.2 供试植物
6.2.3 根箱试验与样品采集
6.2.4 植物重金属分析
6.2.5 土壤水提取态重金属测定
6.2.6 土壤微生物量碳测定
6.2.7 土壤基础呼吸速率测定
6.2.8 土壤酶活性测定
6.2.9 数据分析与处理
6.3 结果与分析
6.3.1 植物积累Cd、Zn和Pb含量与积累量
6.3.2 东南景天生长对土壤水溶性重金属的影响
6.3.3 东南景天生长对土壤微生物碳和基础呼吸速率的影响
6.3.4 东南景天生长对土壤酶活性的影响
6.3.5 微生物性质指标与水溶态重金属之间的相关关系
6.4 讨论
6.5 小结
第七章 植物提取修复镉-锌-铅复合污染土壤对根际微生物群落结构的影响
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.2.1 供试土壤
7.2.2 供试植物
7.2.3 根箱试验与样品采集
7.2.4 植物Cd、Zn和Pb含量测定
7.2.5 土壤pH和活性有机碳含量的测定
7.2.6 重金属的BCR形态分级
7.2.7 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析
7.2.8 土壤微生物碳源利用特征(Microresp~(TM))分析
7.2.9 数据分析
7.3 结果与分析
7.3.1 东南景天对Cd、Zn和Pb含量与积累量
7.3.2 植物提取修复对土壤pH和活性有机碳含量的影响
7.3.3 植物提取修复对根际Cd、Zn和Pb形态的影响
7.3.4 植物提取修复对根际微生物群落结构的影响
7.3.5 植物提取修复对根际微生物碳源利用特征的影响
7.4 讨论
7.5 小结
第八章 全文结论、创新点及研究展望
8.1 全文结论
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
博士在读期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属污染的缓与急[J]. 龚继明. 植物生理学报. 2014(05)
[2]滩涂围垦和土地利用对土壤微生物群落的影响[J]. 林黎,崔军,陈学萍,方长明. 生态学报. 2014(04)
[3]大冶市农田土壤中镉的空间分布特征及污染评价[J]. 杜平,赵欢欢,王世杰,张兆君,李慧颖,韩春媚,伍斌,李发生. 土壤. 2013(06)
[4]铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究[J]. 彭芳芳,罗学刚,王丽超,赵鲁雪. 农业环境科学学报. 2013(11)
[5]镉污染对红壤和潮土微生物的生态毒理效应[J]. 程金金,宋静,陈文超,余海波,黄玉娟,吴龙华,骆永明. 生态毒理学报. 2013(04)
[6]株洲霞湾港域乡土植物及其根际土壤重金属蓄积特性[J]. 谭立敏,李科林,李顺. 水土保持学报. 2013(04)
[7]铅锌矿区重金属复合污染对土壤酶活性的影响[J]. 张平,甘国娟,廖柏寒,曾敏,李科林. 安全与环境学报. 2013(03)
[8]三峡库区巫山建坪地区土壤镉等重金属分布特征及来源研究[J]. 刘意章,肖唐付,宁增平,贾彦龙,黎华军,杨菲,姜涛,孙旻. 环境科学. 2013(06)
[9]不同耕地利用方式下土壤微生物活性及群落结构特性分析:基于PLFA和MicroRespTM方法[J]. 陈晓娟,吴小红,刘守龙,袁红朝,李苗苗,朱捍华,葛体达,童成立,吴金水. 环境科学. 2013(06)
[10]芹菜与伴矿景天间作对污泥农用锌镉污染土壤化学与微生物性质的影响[J]. 能凤娇,吴龙华,刘鸿雁,任婧,刘五星,骆永明. 应用生态学报. 2013(05)
博士论文
[1]基于磷脂脂肪酸（PLFA）分析技术的土壤微生物群落结构多样性的研究[D]. 吴愉萍.浙江大学 2009
本文编号：3647777
【文章页数】：201 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 综述
1.1 土壤镉和镉-锌-铅复合污染现状
1.2 重金属污染对土壤微生物生化活性及群落结构的影晌
1.2.1 重金属对土壤微生物生物量的影响
1.2.2 重金属对土壤微生物呼吸作用的影响
1.2.3 重金属对土壤酶活性的影响
1.2.4 重金属对土壤微生物群落结构的影响
1.3 重金属污染土壤的植物提取修复技术
1.3.1 重金属超富集植物筛选的研究
1.3.2 植物提取技术在重金属污染土壤修复中的应用
1.4 植物提取修复的根际微生态效应研究进展
1.4.1 植物提取修复对根际土壤微生物生化特性的影响
1.4.2 植物提取修复对根际土壤微生物群落多样性的影响
1.4.3 植物提取修复对根际土壤重金属特征的影响
1.5 问题提出和研究内容
1.5.1 问题提出
1.5.2 主要研究内容
1.5.3 技术路线
第二章 古银矿区植物重金属积累特性的分类
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 采样地点概况
2.2.2 样品采集
2.2.3 土壤和植物样品中重金属含量测定
2.2.4 数据分析与处理
2.3 结果与分析
2.3.1 土壤Cd、Zn和Pb浓度
2.3.2 植物Cd、Zn和Pb含量
2.3.3 植物对Cd、Zn和Pb的富集系数及转运系数
2.3.4 植物对Cd、Zn和Pb积累特性的聚类分析
2.4 讨论
2.5 小结
第三章 自然生境下古银矿区代表性植物根际微生态特性研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 样品采集
3.2.2 土壤以及植株样品制备
3.2.3 土壤及植物重金属含量测定
3.2.4 土壤微生物生化指标测定
3.2.5 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析
3.2.6 数据统计及分析
3.3 结果与分析
3.3.1 4种矿区植物Cd、Zn和Pb含量
3.3.2 矿区植物根际与非根际土壤Cd、Zn和Pb浓度
3.3.3 矿区植物根际与非根际土壤微生物生化特性
3.3.4 矿区植物根际与非根际土壤微生物群落结构特征
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 植物提取修复模拟镉污染土壤对根际微生物生化特性的影响
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 供试土壤
4.2.2 供试植物
4.2.3 根箱设计
4.2.4 根箱试验与样品采集
4.2.5 植物全Cd与土壤水提取态Cd含量测定
4.2.6 土壤微生物量碳测定
4.2.7 土壤基础呼吸速率测定
4.2.8 土壤酶活性测定
4.2.9 数据分析与处理
4.3 结果与分析
4.3.1 东南景天积累Cd的特性
4.3.2 东南景天生长对土壤水提取态Cd的影响
4.3.3 东南景天生长对土壤微生物量碳和基础呼吸速率的影响
4.3.4 东南景天生长对土壤酶活性的影响
4.3.5 微生物性质指标与水溶态Cd的相关关系
4.4 讨论
4.5 小结
第五章 植物提取修复模拟镉污染土壤对根际微生物群落结构的影响
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 供试土壤
5.2.2 供试植物
5.2.3 根箱试验与样品采集
5.2.4 植物Cd含量分析
5.2.5 土壤pH、活性有机碳含量的测定和Cd的形态分级
5.2.6 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析
5.2.7 土壤微生物代谢水平特征(Microresp~(TM))分析
5.2.8 数据分析
5.3 结果与分析
5.3.1 东南景天Cd含量与积累量
5.3.2 植物提取修复对土壤pH和活性有机碳的影响
5.3.3 植物提取修复对根际Cd形态特征的影响
5.3.4 植物提取修复对土壤微生物群落结构的影响
5.3.5 植物提取修复对对微生物碳源代谢特征的影响
5.3.6 微生物参数与主要化学性状之间的冗余分析
5.4 讨论
5.5 小结
第六章 植物提取修复镉-锌-铅复合污染土壤对根际微生物生化特性的影响
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 供试土壤
6.2.2 供试植物
6.2.3 根箱试验与样品采集
6.2.4 植物重金属分析
6.2.5 土壤水提取态重金属测定
6.2.6 土壤微生物量碳测定
6.2.7 土壤基础呼吸速率测定
6.2.8 土壤酶活性测定
6.2.9 数据分析与处理
6.3 结果与分析
6.3.1 植物积累Cd、Zn和Pb含量与积累量
6.3.2 东南景天生长对土壤水溶性重金属的影响
6.3.3 东南景天生长对土壤微生物碳和基础呼吸速率的影响
6.3.4 东南景天生长对土壤酶活性的影响
6.3.5 微生物性质指标与水溶态重金属之间的相关关系
6.4 讨论
6.5 小结
第七章 植物提取修复镉-锌-铅复合污染土壤对根际微生物群落结构的影响
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.2.1 供试土壤
7.2.2 供试植物
7.2.3 根箱试验与样品采集
7.2.4 植物Cd、Zn和Pb含量测定
7.2.5 土壤pH和活性有机碳含量的测定
7.2.6 重金属的BCR形态分级
7.2.7 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析
7.2.8 土壤微生物碳源利用特征(Microresp~(TM))分析
7.2.9 数据分析
7.3 结果与分析
7.3.1 东南景天对Cd、Zn和Pb含量与积累量
7.3.2 植物提取修复对土壤pH和活性有机碳含量的影响
7.3.3 植物提取修复对根际Cd、Zn和Pb形态的影响
7.3.4 植物提取修复对根际微生物群落结构的影响
7.3.5 植物提取修复对根际微生物碳源利用特征的影响
7.4 讨论
7.5 小结
第八章 全文结论、创新点及研究展望
8.1 全文结论
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
博士在读期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属污染的缓与急[J]. 龚继明. 植物生理学报. 2014(05)
[2]滩涂围垦和土地利用对土壤微生物群落的影响[J]. 林黎,崔军,陈学萍,方长明. 生态学报. 2014(04)
[3]大冶市农田土壤中镉的空间分布特征及污染评价[J]. 杜平,赵欢欢,王世杰,张兆君,李慧颖,韩春媚,伍斌,李发生. 土壤. 2013(06)
[4]铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究[J]. 彭芳芳,罗学刚,王丽超,赵鲁雪. 农业环境科学学报. 2013(11)
[5]镉污染对红壤和潮土微生物的生态毒理效应[J]. 程金金,宋静,陈文超,余海波,黄玉娟,吴龙华,骆永明. 生态毒理学报. 2013(04)
[6]株洲霞湾港域乡土植物及其根际土壤重金属蓄积特性[J]. 谭立敏,李科林,李顺. 水土保持学报. 2013(04)
[7]铅锌矿区重金属复合污染对土壤酶活性的影响[J]. 张平,甘国娟,廖柏寒,曾敏,李科林. 安全与环境学报. 2013(03)
[8]三峡库区巫山建坪地区土壤镉等重金属分布特征及来源研究[J]. 刘意章,肖唐付,宁增平,贾彦龙,黎华军,杨菲,姜涛,孙旻. 环境科学. 2013(06)
[9]不同耕地利用方式下土壤微生物活性及群落结构特性分析:基于PLFA和MicroRespTM方法[J]. 陈晓娟,吴小红,刘守龙,袁红朝,李苗苗,朱捍华,葛体达,童成立,吴金水. 环境科学. 2013(06)
[10]芹菜与伴矿景天间作对污泥农用锌镉污染土壤化学与微生物性质的影响[J]. 能凤娇,吴龙华,刘鸿雁,任婧,刘五星,骆永明. 应用生态学报. 2013(05)
博士论文
[1]基于磷脂脂肪酸（PLFA）分析技术的土壤微生物群落结构多样性的研究[D]. 吴愉萍.浙江大学 2009
本文编号：3647777
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