螯合剂与植物生长调节剂强化修复镉/铅污染土壤研究
发布时间：2021-08-06 14:58
具有绿色经济环保等特点的植物修复技术,近年来在土壤重金属修复领域得到了广泛的研究与应用。但也存在着一些不足,如植物对重金属的提取效率较低以及超富集植物的地上部分生物量较小等,都制约着该技术的推广与应用。因此植物修复技术的强化措施是目前研究的一个热点。本研究针对重金属Cd、Pb污染土壤,通过土壤浸提试验,研究EDTA、CA、GLDA、OA、DTPA五种螯合剂对土壤中重金属的提取效率。并通过盆栽试验,研究GLDA、EDTA、CA三种螯合剂对黑麦草生长发育以及富集Cd、Pb的影响。同时将螯合剂GLDA与植物生长调节剂IAA、GA3和DA-6联合施用,探究螯合剂与植物生长调节剂协同作用下的修复效果。研究的主要结论如下:（1）土壤浸提实验表明,5种螯合剂对土壤中重金属Cd、Pb具有不同的提取效率。对Cd的提取效率的高低依次为GLDA>EDTA>DTPA>CA>OA;对于Pb的提取效率的先后顺序为EDTA>DTPA>GLDA>CA>OA。螯合剂施加的同时也可以提高土壤的肥力,但也增加了氮磷对地下水污染的风险。螯合剂对土壤中不同形态的重金属的提取效果不...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤中重金属/准金属的植物修复机理[3]
对植物的胁迫化最校Mahmud[48]研究发现，柠檬酸可以显著地提高芥菜中Cd的含量，并且通过提高植物修复能力和通过上调抗氧化剂防御系统和乙二醛酶系统来增强胁迫耐受性。柏桂等[49]人研究发现，外源柠檬酸、草酸的添加可以提高土壤中有效态的Cd含量以及伴矿景天对重金属的富集以及转运，并且增加土壤中的微生物数量，其中在柠檬酸处理下，河潮土中细菌和真菌数量分别增加了34.38%、68.42%。沈斌[50]发现，外源添加剂柠檬酸可以促进鱼腥草对Pb、Zn、Cd和Cr这四种重金属的富集与转运，但是对Cu的吸收累积作用并不显著。图1-2螯合剂与植物生长调节剂促进植物修复机理[51]Fig1-2Chelatingagentsandplantgrowthregulatorspromotephytoremediationmechanism[51]螯合剂的施加在土壤中虽然可以提高重金属的活性，促进植物对重金属的吸收。但同时被螯合剂所活化的重金属也会随着降雨以及径流进入地下水中，污染地下水。王恒[8]研究发现，所有螯合剂在各个淋洗阶段土壤淋滤液中的Pb浓度均超过了工业废水的标准。麦笑桃[52]研究发现，螯合剂的施加大幅提高了Cd、Pb的淋出总量，GLDA处理条件下，玉米的Cd、Pb淋出总量是土壤总量的9.8%、7.5%，印度芥菜的Cd、Pb淋出总量是土壤总量的11.4%和11.2%。在螯合剂DTPA的作用下，也得到了类似的结果。Wu等[53]发现
西安理工大学工程硕士专业学位论文102试验材料与方法2.1材料2.1.1供试材料供试土壤：采集于西安市长安区（34°9′24″，108°46′1″）某农田0-20cm的表层土壤，将采集的土壤样品置于阴凉处风干，待土壤自然风干后，去除土壤中的大块杂质，将土壤进行研磨，过2.00mm孔径的塑料筛，将所采集的土壤样品混合均匀。黑麦草种子：品种为多年生黑麦草（Loliumperenne），出苗率为93%，种植前使用0.5%NaClO在室温下消毒20分钟，再用超纯水对种子进行清洗。塑料花盆：直径为17.7cm，高度为12cm，每盆装风干土样质量为1.0kg。图2-1土壤采样与研磨Fig2-1Soilsamplingandgrindingdosing在将土壤样品研磨后，测定其原始土壤中重金属Cd、Pb含量以及总氮、总磷、有机质等基本理化性质，见表2-1。表2-1供试土壤的理化性质Tab2-1Physicalandchemicalpropertiesofthesoil指标pH1/2.5有机质（g/kg）总氮（g/kg）总磷（g/kg）总钾（mg/kg）总Cd（mg/kg）总Pb（mg/kg）数值7.7013.801.240.530.310.3316.32.1.2模拟Cd、Pb复合污染土壤的制备用硝酸铅（Pb（NO3）2）、硝酸镉Cd（NO3）2分别配置成浓度为400mg/kg、10mg/kg的重金属溶液。然后称取1kg过2mm筛的风干土样于避光塑料盆中，然后将重金属溶液均匀的喷洒在土样中，边喷洒边搅拌，使土壤与重金属溶液完全混合均匀。将加药土壤放置在塑料桶中，置于黑暗处钝化半个月，期间保持土壤田间持水量的60%，使重金属与土壤平衡稳定。钝化半个月后，将土样风干后装盆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3种有机酸对伴矿景天修复效率及土壤微生物数量的影响[J]. 柏佳,谭长银,曹雪莹,周青,黄硕霈,彭曦,邓月强,孙丽娟. 水土保持学报. 2020(02)
[2]两个黑麦草品种对镉吸收富集比较研究[J]. 金卓君,刘豫,杨聪,陈胜伦,秦余丽,徐卫红. 中国农学通报. 2019(24)
[3]三聚磷酸钠与柠檬酸复合强化蜈蚣草修复砷污染土壤[J]. 向冬芳,廖水姣,涂书新,张丽梅,谢天. 农业环境科学学报. 2019(08)
[4]超声强化EDDS/EGTA淋洗修复重金属污染土壤[J]. 荀志祥,王世泽,王明新,王城晨,朱颖一. 环境工程学报. 2018(06)
[5]可降解螯合剂对草坪植物高羊茅发育及生理的影响[J]. 王思予,多立安,赵树兰. 园艺学报. 2017(11)
[6]4种植物激素对向日葵富集U和Cd的影响[J]. 龙婵,王丹,陈立,江文静,向明文. 环境工程学报. 2017(05)
[7]重金属污染土壤植物修复的EDTA调控效果[J]. 杨卓,陈婧. 江苏农业科学. 2017(02)
[8]植物激素-螯合剂复合处理对红苋菜富集能力的影响[J]. 郭梦露. 安徽农业科学. 2017(01)
[9]镉胁迫对多花黑麦草镉积累特征、生理抗性及超微结构的影响[J]. 孙园园,关萍,何杉,石建明. 草业科学. 2016(08)
[10]外源螯合剂CA和NTA对苎麻修复铅镉复合污染土壤的影响[J]. 樊扬帆,刘云国,龚小敏,江卢华,曾晓霞. 环境工程学报. 2016(08)
博士论文
[1]放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的效应及机理[D]. 曹书苗.长安大学 2016
[2]铀污染土壤的植物—微生物修复及其机理研究[D]. 荣丽杉.南华大学 2015
[3]生物可降解螯合剂IDS与GLDA去除工业污泥中重金属的研究[D]. 吴青.河南师范大学 2015
[4]紫花香薷（Elsholtzia argyi）富集镉的特性及其强化方法研究[D]. 李思亮.浙江大学 2013
[5]湘西花垣铅锌矿区重金属污染土壤生态修复研究[D]. 朱佳文.湖南农业大学 2012
[6]多年生黑麦草对重金属镉的抗性机理研究[D]. 刘俊祥.中国林业科学研究院 2012
[7]生长调节剂强化龙葵修复镉污染土壤能力的研究[D]. 于彩莲.哈尔滨理工大学 2011
[8]美洲商陆镉吸收和耐性机理研究[D]. 傅晓萍.浙江大学 2011
[9]Cd、Pb、Zn污染潮褐土的植物修复及其强化技术研究[D]. 杨卓.河北农业大学 2009
[10]铅超积累花卉的筛选与螯合强化及其应用[D]. 崔爽.中国科学院研究生院（沈阳应用生态研究所） 2007
硕士论文
[1]复合蝥合剂强化籽粒苋修复Cd污染土壤效果研究[D]. 王凯.华中农业大学 2019
[2]Cd-Pb污染土的螯合强化植物修复与重金属渗漏风险研究[D]. 麦笑桃.广州大学 2019
[3]新型可生物降解螯合剂GLDA淋洗修复重金属污染土壤研究[D]. 焦维琦.吉林大学 2017
[4]超富集植物青葙对土壤镉的修复性能及强化措施研究[D]. 姚诗音.桂林理工大学 2017
[5]“鳌合—解毒”联合强化黑麦草修复Pb污染土壤研究[D]. 潘新星.常州大学 2017
[6]EDTA与EDDS强化苎麻修复汞镉复合污染土壤的研究[D]. 拓朵朵.西北农林科技大学 2016
[7]螯合剂和植物激素强化超富集植物修复土壤重金属研究[D]. 袁江.武汉理工大学 2016
[8]不同调控措施对毛竹生长以及吸收重金属的影响[D]. 彭丹莉.浙江农林大学 2015
[9]外源螯合剂柠檬酸和NTA对苎麻修复重金属Cd污染土壤的研究[D]. 樊扬帆.湖南大学 2015
[10]镉、铅污染土壤的苎麻—化学联合修复[D]. 刘金.西北农林科技大学 2015
本文编号：3325986
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土壤中重金属/准金属的植物修复机理[3]
对植物的胁迫化最校Mahmud[48]研究发现，柠檬酸可以显著地提高芥菜中Cd的含量，并且通过提高植物修复能力和通过上调抗氧化剂防御系统和乙二醛酶系统来增强胁迫耐受性。柏桂等[49]人研究发现，外源柠檬酸、草酸的添加可以提高土壤中有效态的Cd含量以及伴矿景天对重金属的富集以及转运，并且增加土壤中的微生物数量，其中在柠檬酸处理下，河潮土中细菌和真菌数量分别增加了34.38%、68.42%。沈斌[50]发现，外源添加剂柠檬酸可以促进鱼腥草对Pb、Zn、Cd和Cr这四种重金属的富集与转运，但是对Cu的吸收累积作用并不显著。图1-2螯合剂与植物生长调节剂促进植物修复机理[51]Fig1-2Chelatingagentsandplantgrowthregulatorspromotephytoremediationmechanism[51]螯合剂的施加在土壤中虽然可以提高重金属的活性，促进植物对重金属的吸收。但同时被螯合剂所活化的重金属也会随着降雨以及径流进入地下水中，污染地下水。王恒[8]研究发现，所有螯合剂在各个淋洗阶段土壤淋滤液中的Pb浓度均超过了工业废水的标准。麦笑桃[52]研究发现，螯合剂的施加大幅提高了Cd、Pb的淋出总量，GLDA处理条件下，玉米的Cd、Pb淋出总量是土壤总量的9.8%、7.5%，印度芥菜的Cd、Pb淋出总量是土壤总量的11.4%和11.2%。在螯合剂DTPA的作用下，也得到了类似的结果。Wu等[53]发现
西安理工大学工程硕士专业学位论文102试验材料与方法2.1材料2.1.1供试材料供试土壤：采集于西安市长安区（34°9′24″，108°46′1″）某农田0-20cm的表层土壤，将采集的土壤样品置于阴凉处风干，待土壤自然风干后，去除土壤中的大块杂质，将土壤进行研磨，过2.00mm孔径的塑料筛，将所采集的土壤样品混合均匀。黑麦草种子：品种为多年生黑麦草（Loliumperenne），出苗率为93%，种植前使用0.5%NaClO在室温下消毒20分钟，再用超纯水对种子进行清洗。塑料花盆：直径为17.7cm，高度为12cm，每盆装风干土样质量为1.0kg。图2-1土壤采样与研磨Fig2-1Soilsamplingandgrindingdosing在将土壤样品研磨后，测定其原始土壤中重金属Cd、Pb含量以及总氮、总磷、有机质等基本理化性质，见表2-1。表2-1供试土壤的理化性质Tab2-1Physicalandchemicalpropertiesofthesoil指标pH1/2.5有机质（g/kg）总氮（g/kg）总磷（g/kg）总钾（mg/kg）总Cd（mg/kg）总Pb（mg/kg）数值7.7013.801.240.530.310.3316.32.1.2模拟Cd、Pb复合污染土壤的制备用硝酸铅（Pb（NO3）2）、硝酸镉Cd（NO3）2分别配置成浓度为400mg/kg、10mg/kg的重金属溶液。然后称取1kg过2mm筛的风干土样于避光塑料盆中，然后将重金属溶液均匀的喷洒在土样中，边喷洒边搅拌，使土壤与重金属溶液完全混合均匀。将加药土壤放置在塑料桶中，置于黑暗处钝化半个月，期间保持土壤田间持水量的60%，使重金属与土壤平衡稳定。钝化半个月后，将土样风干后装盆。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3种有机酸对伴矿景天修复效率及土壤微生物数量的影响[J]. 柏佳,谭长银,曹雪莹,周青,黄硕霈,彭曦,邓月强,孙丽娟. 水土保持学报. 2020(02)
[2]两个黑麦草品种对镉吸收富集比较研究[J]. 金卓君,刘豫,杨聪,陈胜伦,秦余丽,徐卫红. 中国农学通报. 2019(24)
[3]三聚磷酸钠与柠檬酸复合强化蜈蚣草修复砷污染土壤[J]. 向冬芳,廖水姣,涂书新,张丽梅,谢天. 农业环境科学学报. 2019(08)
[4]超声强化EDDS/EGTA淋洗修复重金属污染土壤[J]. 荀志祥,王世泽,王明新,王城晨,朱颖一. 环境工程学报. 2018(06)
[5]可降解螯合剂对草坪植物高羊茅发育及生理的影响[J]. 王思予,多立安,赵树兰. 园艺学报. 2017(11)
[6]4种植物激素对向日葵富集U和Cd的影响[J]. 龙婵,王丹,陈立,江文静,向明文. 环境工程学报. 2017(05)
[7]重金属污染土壤植物修复的EDTA调控效果[J]. 杨卓,陈婧. 江苏农业科学. 2017(02)
[8]植物激素-螯合剂复合处理对红苋菜富集能力的影响[J]. 郭梦露. 安徽农业科学. 2017(01)
[9]镉胁迫对多花黑麦草镉积累特征、生理抗性及超微结构的影响[J]. 孙园园,关萍,何杉,石建明. 草业科学. 2016(08)
[10]外源螯合剂CA和NTA对苎麻修复铅镉复合污染土壤的影响[J]. 樊扬帆,刘云国,龚小敏,江卢华,曾晓霞. 环境工程学报. 2016(08)
博士论文
[1]放线菌强化植物修复土壤铅镉污染的效应及机理[D]. 曹书苗.长安大学 2016
[2]铀污染土壤的植物—微生物修复及其机理研究[D]. 荣丽杉.南华大学 2015
[3]生物可降解螯合剂IDS与GLDA去除工业污泥中重金属的研究[D]. 吴青.河南师范大学 2015
[4]紫花香薷（Elsholtzia argyi）富集镉的特性及其强化方法研究[D]. 李思亮.浙江大学 2013
[5]湘西花垣铅锌矿区重金属污染土壤生态修复研究[D]. 朱佳文.湖南农业大学 2012
[6]多年生黑麦草对重金属镉的抗性机理研究[D]. 刘俊祥.中国林业科学研究院 2012
[7]生长调节剂强化龙葵修复镉污染土壤能力的研究[D]. 于彩莲.哈尔滨理工大学 2011
[8]美洲商陆镉吸收和耐性机理研究[D]. 傅晓萍.浙江大学 2011
[9]Cd、Pb、Zn污染潮褐土的植物修复及其强化技术研究[D]. 杨卓.河北农业大学 2009
[10]铅超积累花卉的筛选与螯合强化及其应用[D]. 崔爽.中国科学院研究生院（沈阳应用生态研究所） 2007
硕士论文
[1]复合蝥合剂强化籽粒苋修复Cd污染土壤效果研究[D]. 王凯.华中农业大学 2019
[2]Cd-Pb污染土的螯合强化植物修复与重金属渗漏风险研究[D]. 麦笑桃.广州大学 2019
[3]新型可生物降解螯合剂GLDA淋洗修复重金属污染土壤研究[D]. 焦维琦.吉林大学 2017
[4]超富集植物青葙对土壤镉的修复性能及强化措施研究[D]. 姚诗音.桂林理工大学 2017
[5]“鳌合—解毒”联合强化黑麦草修复Pb污染土壤研究[D]. 潘新星.常州大学 2017
[6]EDTA与EDDS强化苎麻修复汞镉复合污染土壤的研究[D]. 拓朵朵.西北农林科技大学 2016
[7]螯合剂和植物激素强化超富集植物修复土壤重金属研究[D]. 袁江.武汉理工大学 2016
[8]不同调控措施对毛竹生长以及吸收重金属的影响[D]. 彭丹莉.浙江农林大学 2015
[9]外源螯合剂柠檬酸和NTA对苎麻修复重金属Cd污染土壤的研究[D]. 樊扬帆.湖南大学 2015
[10]镉、铅污染土壤的苎麻—化学联合修复[D]. 刘金.西北农林科技大学 2015
本文编号：3325986
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