铅超积累花卉的筛选与螯合强化及其应用
发布时间：2022-12-10 21:26
近年来,土壤重金属污染的植物修复得到世界各国的重视,将花卉植物应用于污染土壤修复方面的研究应该说是刚刚兴起,但具有巨大的修复潜力。我国的铅污染形势十分严峻,大量的铅污染土壤亟待修复。铅在土壤中生物有效态的含量很低,因此必须采用一些有效的强化手段（如施用螯合剂）来提高植物的修复效率。 本研究以草本花卉为研究对象,通过室外盆栽筛选实验,分析了30种花卉植物对Pb的耐性特征和积累特性,并与螯合诱导技术相结合,强化花卉植物的修复效果,同时尽量减少可能造成的环境风险和健康危害。 根据超积累植物应具备的4个基本特征,对参试的30种花卉植物进行盆栽初步筛选分析。实验结果表明,对Pb污染耐性较强且积累能力较强的花卉有9种;对Pb污染耐性较强但积累能力较弱的花卉共12种,这些植物在植物稳定修复方面可能有一定价值;其它9种花卉对Pb污染耐性较弱且积累能力较弱,是Pb的非超积累植物。 盆栽浓度梯度筛选实验表明,满天星和火炬鸡冠是具有铅超积累植物特征的花卉。满天星转移系数大于1,地上部铅含量超过了铅超积累植物需要达到的临界含量标准,但对高浓度铅污染耐性较差且富集系数小于1;火炬鸡冠耐性...
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 土壤重金属污染状况
1.1 土壤重金属污染的概况
1.2 土壤重金属污染的主要特征
1.3 土壤铅污染状况
1.3.1 土壤中铅的污染来源
1.3.2 铅在土壤中的形态与迁移转化
1.3.3 土壤铅污染的危害
第二章 重金属污染土壤的修复方法
2.1 物理修复（Physical remediation）
2.1.1 隔离技术（Isolation）
2.1.2 固化技术（Solidification）
2.1.3 玻璃化技术（Vitrification）
2.1.4 物理分离技术（Physical separation）
2.1.5 电动力学技术（Electrokinetice technology）
2.1.6 客土、换土、翻土（Soil caping）
2.2 化学修复（Chemical remediation）
2.2.1 稳定化修复（Immobilization）
2.2.1.1 石灰类物质
2.2.1.2 磷酸盐化合物
2.2.1.3 有机物质和粘土矿物
2.2.1.4 离子拮抗剂
2.2.1.5 还原剂
2.2.2 淋洗修复技术（Soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.1 原位土壤淋洗（In-situ soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.2 异位土壤淋洗（Ex-situ soil leaching/washing/flushing）
2.3 生物修复（Biological remediation）
2.3.1 动物修复技术
2.3.2 微生物修复技术
2.3.3 植物修复技术
第三章 重金属污染土壤的植物修复
3.1 植物修复
3.1.1 植物提取修复（Phytoextraction）
3.1.2 植物降解修复（Phytodegredation）
3.1.3 根际圈降解修复（Rhizosphere degradation）
3.1.4 植物稳定修复（Phytostabilization）
3.1.5 植物挥发修复（Phytovolatilization）
3.1.6 根际过滤修复（Rhizofiltration）
3.2 耐性植物、指示植物和超积累植物
3.3 铅污染土壤的植物修复
3.4 植物修复的可行性
3.4.1 商业前景
3.4.2 存在的问题
第四章 植物修复的强化措施
4.1 施肥
4.2 调控土壤pH 与Eh
4.3 土壤微生物强化技术
4.4 基因工程强化
4.5 改变栽培方式
4.6 施加表面活性剂
4.7 施加螯合剂
4.7.1 EDTA等难降解螯合剂
4.7.2 生物可降解螯合剂
4.7.2.1 EDDS
4.7.2.2 NTA
4.7.2.3 天然低分子量有机酸
4.7.2.4 腐殖质
4.7.3 螯合植物提取技术的展望
第五章 花卉植物在污染土壤修复中的应用潜力
5.1 花卉在环境保护中的应用
5.1.1 用作大气污染指示植物
5.1.1.1 二氧化硫
5.1.1.2 氟化氢
5.1.1.3 氯气
5.1.1.4 光化学烟雾
5.1.1.5 其他有害气体
5.1.2 吸收大气污染物
5.1.3 减弱噪音、杀菌
5.1.4 减少空气中放射性物质含量及辐射危害
5.1.5 城市垃圾土的修复
5.1.6 污泥土地利用
5.1.7 污染水体的修复
5.1.8 应用于土壤重金属污染的植物修复
5.2 花卉植物在污染土壤修复中的可能应用分析
5.3 总结与展望
第六章 论文研究内容与实验设计
6.1 研究目的和意义
6.2 研究内容
6.2.1 花卉植物的确定
6.2.2 土壤污染物选择依据
6.2.3 实验方法确定
第七章 冶炼厂耐性植物的铅积累特征
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.2.1 冶炼厂概况
7.2.2 取样方法
7.2.3 样品分析
7.2.4 数据分析
7.3 结果与分析
7.3.1 金属冶炼厂污染土壤中的重金属污染特点
7.3.2 植物体不同部位中重金属分布特点
7.3.3 植物中重金属的运输和富集特性
7.4 小结
第八章 筛选铅超积累花卉的初步研究
8.1 引言
8.2 材料与方法
8.2.1 盆栽实验场地环境条件
8.2.2 参试花卉种类
8.2.3 盆栽实验与植物生长管理
8.2.4 样品分析及数据统计
8.3 结果与分析
8.3.1 盆栽条件下植物对重金属铅的耐性及富集标准
8.3.2 对Pb耐性较强且积累能力较强的花卉
8.3.3 对Pb耐性较强但积累能力较弱的花卉
8.3.4 对Pb耐性较弱且积累能力较弱的花卉
8.4 讨论与小结
第九章 不同盆栽浓度梯度下花卉积累特征的研究
9.1 引言
9.2 材料与方法
9.3 数据分析
9.4 结果与分析
9.4.1 花卉植物对重金属铅的耐性特征
9.4.2 花卉植物对重金属铅的积累特征
9.4.3 花卉植物对铅污染土壤的修复能力
9.5 小结
第十章 五种螯合剂的植物毒性及其对植物有效态铅的影响
10.1 材料与方法
10.1.1 螯合剂及参试花卉品种的选择
10.1.2 主要仪器设备
10.1.3 实验设计
10.2 结果与分析
10.2.1 螯合剂、铅对矮牵牛根伸长的影响及其交互作用
10.2.2 螯合剂、铅对矮牵牛茎生长的影响及其交互作用
10.2.3 螯合剂对铅植物吸收铅的影响
10.3 讨论
10.4 小结
第十一章 螯合诱导修复铅污染土壤及其渗滤风险
11.1 材料与方法
11.1.1 螯合剂及参试花卉品种的选择
11.1.2 实验设计
11.2 结果与分析
11.2.1 混合螯合剂对矮牵牛吸收铅的影响
11.2.1.1 混合螯合剂对矮牵牛地上部铅含量的影响
11.2.1.2 混合螯合剂对矮牵牛根部铅含量的影响
11.2.2 混合螯合剂对植物生长的影响
11.2.3 混合螯合剂对矮牵牛修复效率的影响
11.2.4 混合螯合剂作用下土层中可交换态铅含量的变化
11.3 小结
第十二章 混合螯合剂对花卉植物修复作用的强化研究
12.1 材料与方法
12.1.1 盆栽强化实验与参试花卉种类
12.1.2 样品分析与数据统计
12.2 结果与分析
12.2.1 混合螯合剂对花卉植物地上部铅含量的影响
12.2.2 混合螯合剂对花卉植物地上部生物量的影响
12.2.3 混合螯合剂对花卉植物修复效率的影响
12.2.4 混合诱导植物修复的经济性及修复时间
12.3 小结
第十三章 结论
参考文献
博士期间发表文章及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]花卉:生活环境的“监测器”[J]. 高尚士. 家庭医学. 2006(08)
[2]污染土壤的物理/化学修复[J]. 蒋小红,喻文熙,江家华,曹卫承,董成. 环境污染与防治. 2006(03)
[3]一种新发现的湿生铬超积累植物——李氏禾（Leersia hexandra Swartz）[J]. 张学洪,罗亚平,黄海涛,刘杰,朱义年,曾全方. 生态学报. 2006(03)
[4]花卉的抗性及其监测作用[J]. 李莉. 花木盆景(花卉园艺). 2005(12)
[5]草本花卉对SO2抗性能力的试验研究[J]. 刘俊锋,李书文,贾喜棉,邱万勇,李秀珍. 河北林业科技. 2005(04)
[6]药用植物紫花茉莉对农用污泥锌污染的修复研究[J]. 黄庆,柯玉诗,姚建武,崔学教,王峻,丘勇超,林吉. 广东农业科学. 2005(04)
[7]几种花卉植物对污泥中铅的富集特征[J]. 马利民,陈玲,马娜,刘东燕,赵建夫. 生态学杂志. 2005(06)
[8]一种新发现的镉超积累植物龙葵（Solanum nigrum L）[J]. 魏树和,周启星,王新,张凯松,郭观林. 科学通报. 2004(24)
[9]绿化植物受大气SO2、铅复合污染伤害特征及抗性表现[J]. 鲁敏,王仁卿. 山东大学学报(理学版). 2004(05)
[10]土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J]. 崔德杰,张玉龙. 土壤通报. 2004(03)
博士论文
[1]超积累植物筛选及污染土壤植物修复过程研究[D]. 魏树和.中国科学院研究生院（沈阳应用生态研究所） 2004
硕士论文
[1]我国花卉业发展历程分析、现状解读及前景预测[D]. 杨桂娟.中国林业科学研究院 2005
[2]菜园土壤铅污染的物理化学行为及生物学表征[D]. 洪春来.浙江大学 2004
[3]表面活性剂与螯合剂强化植物修复镉污染土壤的研究[D]. 董姗燕.西南农业大学 2003
本文编号：3717544
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 土壤重金属污染状况
1.1 土壤重金属污染的概况
1.2 土壤重金属污染的主要特征
1.3 土壤铅污染状况
1.3.1 土壤中铅的污染来源
1.3.2 铅在土壤中的形态与迁移转化
1.3.3 土壤铅污染的危害
第二章 重金属污染土壤的修复方法
2.1 物理修复（Physical remediation）
2.1.1 隔离技术（Isolation）
2.1.2 固化技术（Solidification）
2.1.3 玻璃化技术（Vitrification）
2.1.4 物理分离技术（Physical separation）
2.1.5 电动力学技术（Electrokinetice technology）
2.1.6 客土、换土、翻土（Soil caping）
2.2 化学修复（Chemical remediation）
2.2.1 稳定化修复（Immobilization）
2.2.1.1 石灰类物质
2.2.1.2 磷酸盐化合物
2.2.1.3 有机物质和粘土矿物
2.2.1.4 离子拮抗剂
2.2.1.5 还原剂
2.2.2 淋洗修复技术（Soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.1 原位土壤淋洗（In-situ soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.2 异位土壤淋洗（Ex-situ soil leaching/washing/flushing）
2.3 生物修复（Biological remediation）
2.3.1 动物修复技术
2.3.2 微生物修复技术
2.3.3 植物修复技术
第三章 重金属污染土壤的植物修复
3.1 植物修复
3.1.1 植物提取修复（Phytoextraction）
3.1.2 植物降解修复（Phytodegredation）
3.1.3 根际圈降解修复（Rhizosphere degradation）
3.1.4 植物稳定修复（Phytostabilization）
3.1.5 植物挥发修复（Phytovolatilization）
3.1.6 根际过滤修复（Rhizofiltration）
3.2 耐性植物、指示植物和超积累植物
3.3 铅污染土壤的植物修复
3.4 植物修复的可行性
3.4.1 商业前景
3.4.2 存在的问题
第四章 植物修复的强化措施
4.1 施肥
4.2 调控土壤pH 与Eh
4.3 土壤微生物强化技术
4.4 基因工程强化
4.5 改变栽培方式
4.6 施加表面活性剂
4.7 施加螯合剂
4.7.1 EDTA等难降解螯合剂
4.7.2 生物可降解螯合剂
4.7.2.1 EDDS
4.7.2.2 NTA
4.7.2.3 天然低分子量有机酸
4.7.2.4 腐殖质
4.7.3 螯合植物提取技术的展望
第五章 花卉植物在污染土壤修复中的应用潜力
5.1 花卉在环境保护中的应用
5.1.1 用作大气污染指示植物
5.1.1.1 二氧化硫
5.1.1.2 氟化氢
5.1.1.3 氯气
5.1.1.4 光化学烟雾
5.1.1.5 其他有害气体
5.1.2 吸收大气污染物
5.1.3 减弱噪音、杀菌
5.1.4 减少空气中放射性物质含量及辐射危害
5.1.5 城市垃圾土的修复
5.1.6 污泥土地利用
5.1.7 污染水体的修复
5.1.8 应用于土壤重金属污染的植物修复
5.2 花卉植物在污染土壤修复中的可能应用分析
5.3 总结与展望
第六章 论文研究内容与实验设计
6.1 研究目的和意义
6.2 研究内容
6.2.1 花卉植物的确定
6.2.2 土壤污染物选择依据
6.2.3 实验方法确定
第七章 冶炼厂耐性植物的铅积累特征
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.2.1 冶炼厂概况
7.2.2 取样方法
7.2.3 样品分析
7.2.4 数据分析
7.3 结果与分析
7.3.1 金属冶炼厂污染土壤中的重金属污染特点
7.3.2 植物体不同部位中重金属分布特点
7.3.3 植物中重金属的运输和富集特性
7.4 小结
第八章 筛选铅超积累花卉的初步研究
8.1 引言
8.2 材料与方法
8.2.1 盆栽实验场地环境条件
8.2.2 参试花卉种类
8.2.3 盆栽实验与植物生长管理
8.2.4 样品分析及数据统计
8.3 结果与分析
8.3.1 盆栽条件下植物对重金属铅的耐性及富集标准
8.3.2 对Pb耐性较强且积累能力较强的花卉
8.3.3 对Pb耐性较强但积累能力较弱的花卉
8.3.4 对Pb耐性较弱且积累能力较弱的花卉
8.4 讨论与小结
第九章 不同盆栽浓度梯度下花卉积累特征的研究
9.1 引言
9.2 材料与方法
9.3 数据分析
9.4 结果与分析
9.4.1 花卉植物对重金属铅的耐性特征
9.4.2 花卉植物对重金属铅的积累特征
9.4.3 花卉植物对铅污染土壤的修复能力
9.5 小结
第十章 五种螯合剂的植物毒性及其对植物有效态铅的影响
10.1 材料与方法
10.1.1 螯合剂及参试花卉品种的选择
10.1.2 主要仪器设备
10.1.3 实验设计
10.2 结果与分析
10.2.1 螯合剂、铅对矮牵牛根伸长的影响及其交互作用
10.2.2 螯合剂、铅对矮牵牛茎生长的影响及其交互作用
10.2.3 螯合剂对铅植物吸收铅的影响
10.3 讨论
10.4 小结
第十一章 螯合诱导修复铅污染土壤及其渗滤风险
11.1 材料与方法
11.1.1 螯合剂及参试花卉品种的选择
11.1.2 实验设计
11.2 结果与分析
11.2.1 混合螯合剂对矮牵牛吸收铅的影响
11.2.1.1 混合螯合剂对矮牵牛地上部铅含量的影响
11.2.1.2 混合螯合剂对矮牵牛根部铅含量的影响
11.2.2 混合螯合剂对植物生长的影响
11.2.3 混合螯合剂对矮牵牛修复效率的影响
11.2.4 混合螯合剂作用下土层中可交换态铅含量的变化
11.3 小结
第十二章 混合螯合剂对花卉植物修复作用的强化研究
12.1 材料与方法
12.1.1 盆栽强化实验与参试花卉种类
12.1.2 样品分析与数据统计
12.2 结果与分析
12.2.1 混合螯合剂对花卉植物地上部铅含量的影响
12.2.2 混合螯合剂对花卉植物地上部生物量的影响
12.2.3 混合螯合剂对花卉植物修复效率的影响
12.2.4 混合诱导植物修复的经济性及修复时间
12.3 小结
第十三章 结论
参考文献
博士期间发表文章及专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]花卉:生活环境的“监测器”[J]. 高尚士. 家庭医学. 2006(08)
[2]污染土壤的物理/化学修复[J]. 蒋小红,喻文熙,江家华,曹卫承,董成. 环境污染与防治. 2006(03)
[3]一种新发现的湿生铬超积累植物——李氏禾（Leersia hexandra Swartz）[J]. 张学洪,罗亚平,黄海涛,刘杰,朱义年,曾全方. 生态学报. 2006(03)
[4]花卉的抗性及其监测作用[J]. 李莉. 花木盆景(花卉园艺). 2005(12)
[5]草本花卉对SO2抗性能力的试验研究[J]. 刘俊锋,李书文,贾喜棉,邱万勇,李秀珍. 河北林业科技. 2005(04)
[6]药用植物紫花茉莉对农用污泥锌污染的修复研究[J]. 黄庆,柯玉诗,姚建武,崔学教,王峻,丘勇超,林吉. 广东农业科学. 2005(04)
[7]几种花卉植物对污泥中铅的富集特征[J]. 马利民,陈玲,马娜,刘东燕,赵建夫. 生态学杂志. 2005(06)
[8]一种新发现的镉超积累植物龙葵（Solanum nigrum L）[J]. 魏树和,周启星,王新,张凯松,郭观林. 科学通报. 2004(24)
[9]绿化植物受大气SO2、铅复合污染伤害特征及抗性表现[J]. 鲁敏,王仁卿. 山东大学学报(理学版). 2004(05)
[10]土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J]. 崔德杰,张玉龙. 土壤通报. 2004(03)
博士论文
[1]超积累植物筛选及污染土壤植物修复过程研究[D]. 魏树和.中国科学院研究生院（沈阳应用生态研究所） 2004
硕士论文
[1]我国花卉业发展历程分析、现状解读及前景预测[D]. 杨桂娟.中国林业科学研究院 2005
[2]菜园土壤铅污染的物理化学行为及生物学表征[D]. 洪春来.浙江大学 2004
[3]表面活性剂与螯合剂强化植物修复镉污染土壤的研究[D]. 董姗燕.西南农业大学 2003
本文编号：3717544
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