基于黑麦草根系分泌有机酸的铅污染修复机理研究

发布时间：2023-02-06 20:18

　　水资源紧缺使得污水灌溉面积逐年增加,随之而来的重金属污染问题日益严重。土壤重金属污染具有累积性、滞后性和不可逆性的特点,其治理难度大、成本高、周期长,不仅影响经济社会的可持续发展,而且严重危害人民群众的生命健康,因此重金属污染修复刻不容缓。面对重金属污染修复这项非常艰巨而重要的任务,众多修复方法中植物修复技术是一种可靠的、相对安全的环境友好型的修复技术,但目前对植物修复技术的植物选择、修复机理、应用条件、修复效果等方面的研究还比较薄弱,尤其在根际这个复杂的微生态环境中,土壤重金属修复机理的研究还较薄弱,有必要对土壤重金属的修复机理进行深入研究。植物根系分泌物反映了植物之间、植物与土壤以及植物与微生物之间的物理、化学和生物关系,在土壤重金属污染修复中发挥重要的作用。本文从富集重金属的黑麦草根际环境入手,主要针对基于根系分泌有机酸的植物修复机理进行研究,探索对重金属吸收起关键性促进作用的根系分泌有机酸组成、诱导作用、综合响应特征,进而从理论上阐明植物修复的调控机理。 本项研究全文共分九章,除第一章绪论、第九章结论与讨论外,主要包括三部分:(1)重金属污染植物修复的基础研究(二—四章)、(2...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 根际环境 Eh 对重金属行为的影响
        1.2.2 根际环境pH 对重金属行为的影响
        1.2.3 根系分泌物对重金属行为的影响
        1.2.4 根际微生物对重金属行为的影响
        1.2.5 根际重金属形态及迁移转化的影响
第二章 不同pH 值对重金属铅吸附-解吸影响研究
    2.1 试验器材
    2.2 试验土样
    2.3 试验方法
    2.4 吸附量计算
    2.5 吸附结果分析
        2.5.1 吸附量与初始浓度
        2.5.2 吸附率与初始浓度
        2.5.3 平衡浓度与初始浓度
        2.5.4 吸附量与平衡浓度
        2.5.5 吸附率与平衡浓度
        2.5.6 pH 值对吸附量的影响
        2.5.7 土壤吸附等温模拟
    2.6 解吸试验方法
    2.7 解吸量计算
    2.8 解吸结果分析
        2.8.1 吸附量与解吸量
        2.8.2 初始浓度与解吸后平衡浓度
        2.8.3 pH 值对解吸量变化的影响
        2.8.4 吸附量与解吸率
    2.9 小结
第三章 不同有机酸作用条件下重金属铅吸附-解吸研究
    3.1 吸附试验方法
    3.2 吸附结果分析
        3.2.1 不同有机酸作用下吸附量与初始浓度
        3.2.2 不同有机酸等温吸附曲线
        3.2.3 不同有机酸等温吸附模型
    3.3 解吸结果分析
    3.4 小结
第四章 不同pH 值对重金属铅形态影响研究
    4.1 试验方法
    4.2 计算公式
    4.3 结果分析
        4.3.1 不同pH 值下各形态含量分析
        4.3.2 不同浓度下各形态含量分析
    4.4 小结
第五章 基于水培试验的重金属铅修复机理研究
    5.1 试验方法
    5.2 结果分析
        5.2.1 不同浓度重金属 Pb²⁺对营养液pH 调节机制
        5.2.2 不同浓度重金属 Pb²⁺诱导黑麦草分泌有机酸
        5.2.3 收获后营养液中 Pb²⁺的变化和黑麦草富集 Pb的协调关系
        5.2.4 黑麦草株高对不同浓度重金属 Pb²⁺胁迫的响应分析
        5.2.5 黑麦草地上部分干物质重对不同浓度重金属 Pb²⁺胁迫的响应分析
        5.2.6 黑麦草根重对不同浓度重金属 Pb²⁺胁迫的响应分析
        5.2.7 植株中 Pb²⁺含量对营养液中不同浓度重金属 Pb²⁺胁迫的响应分析
    5.3 小结
第六章 水培条件外源有机酸诱导的黑麦草修复响应特征
    6.1 试验材料与方法
    6.2 结果与分析
        6.2.1 黑麦草地上干物质重对有机酸的响应
        6.2.2 黑麦草根系干重对有机酸的响应
        6.2.3 黑麦草株高对有机酸的响应
        6.2.4 黑麦草耐性指数对有机酸的响应
        6.2.5 地上部分 Pb²⁺含量对有机酸的响应
        6.2.6 根系 Pb²⁺含量对有机酸的响应
        6.2.7 黑麦草吸收转移重金属 Pb²⁺的综合特征
    6.3 小结
第七章 基于土培试验的不同浓度铅修复机理
    7.1 试验材料与方法
    7.2 结果分析
        7.2.1 干物质量和耐性指数对不同浓度 Pb²⁺胁迫的响应分析
        7.2.2 株高对不同浓度 Pb²⁺胁迫的响应分析
        7.2.3 不同浓度重金属 Pb²⁺诱导黑麦草分泌有机酸
        7.2.4 植株 Pb²⁺含量和吸收富集系数的影响分析
        7.2.5 土壤有机酸和pH 值的影响分析
        7.2.6 土壤 Eh 的影响分析
        7.2.7 土壤根际与非根际重金属 Pb²⁺含量的再分布
    7.3 植物和土壤指标分析小结
    7.4 黑麦草生长期内根际非根际重金属 Pb²⁺动态吸附-解吸研究
        7.4.1 不同生长发育阶段内根际与非根际土壤吸附量随初始浓度的变化
        7.4.2 不同生长发育阶段内根际与非根际土壤吸附率随初始浓度的变化
        7.4.3 不同生长发育阶段内根际与非根际土壤吸附量随平衡浓度的变化
        7.4.4 不同生长发育阶段内根际与非根际土壤吸附率随平衡浓度的变化
        7.4.5 根际与非根际土壤吸附等温模拟
        7.4.6 生长期内根际非根际土壤吸附-解吸小结
    7.5 种植黑麦草对根际非根际重金属 Pb²⁺形态的影响分析
        7.5.1 根际非根际各形态百分比变化
        7.5.2 根际与非根际重金属 Pb²⁺存在形态比较
        7.5.3 根际非根际 Pb²⁺生物有效性系数
        7.5.4 小结
第八章 土培条件外源有机酸诱导的黑麦草修复响应特征
    8.1 试验材料与方法
    8.2 结果分析
        8.2.1 黑麦草干物质重和耐性指数对有机酸的响应
        8.2.2 黑麦草株高对有机酸的响应
        8.2.3 黑麦草根系分泌有机酸
        8.2.4 植株 Pb²⁺含量和吸收富集系数对有机酸的响应
        8.2.5 根际与非根际土壤pH 值对有机酸的响应
        8.2.6 根际与非根际土壤 Eh 对有机酸的响应
        8.2.7 根际与非根际土壤重金属 Pb²⁺的再分布
    8.3 小结
第九章 结论与讨论
    9.1 结论
    9.2 创新点
    9.3 讨论
参考文献
致谢
作者简历
附录: 部分试验照片



本文编号：3736542