胱胺改性生物炭缓解生菜镉胁迫的机制
发布时间：2021-05-10 12:07
伴随我国工业化和城市化进程不断加快,重金属已成为农业土壤的主要污染源之一。重金属在蔬菜中累积,严重影响我国设施蔬菜的品质以及安全性。为此,本论文通过胱胺对生物炭表面改性,提高对重金属镉的特异吸附能力,并以‘富兰德里’生菜为试验材料,研究了改性生物炭缓解镉胁迫的可能机制,以期为重金属污染设施土壤的蔬菜安全种植提供理论指导。主要研究结果如下:1.对来自山东8个设施蔬菜产区的表层土壤进行测定发现,除铅以外,镉、镍、铬、砷、铜的含量均高于背景值,其中镉的平均含量是土壤背景值的2.78倍,深层土的重金属含量低于表层土;通过内梅罗综合指数和潜在生态风险指数对重金属污染情况进行评估,2个产区样品属于清洁土壤,2个产区达到警戒水平,4个产区属于轻度污染土壤;在镉、镍、铬、砷、铜、铅中,镉的环境生态风险贡献最大,占总生态风险的53.7%。2.胱胺改性生物炭C0.75对镉的吸附性能最好,属于单分子层吸附,生物炭表面存在饱和吸附位点;改性生物炭通过表面多亲和位点的离子交换、静电作用以及配位作用吸附镉离子;胱胺改性生物炭提高了对镉选择性及吸附量(48.87 mg.g-1
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 前言
1.1 我国农业土壤重金属污染状况
1.2 镉对蔬菜的毒害作用
1.2.1 镉对蔬菜生长产量的影响
1.2.2 镉对蔬菜生理代谢的影响
1.3 土壤重金属污染修复技术
1.3.1 土壤重金属污染修复方法
1.3.2 重金属污染土壤修复钝化剂
1.4 生物炭及其在土壤修复中的应用
1.4.1 生物炭理化性质及制备方法
1.4.2 生物炭修复污染土壤的机理
1.4.3 生物炭对土壤微生物的影响
1.5 本研究的目的和意义
2 材料与方法
2.1 山东部分设施蔬菜产区土壤重金属状况
2.1.1 试验设计与处理
2.1.2 测定项目与方法
2.2 胱胺改性生物炭的制备与性能评价
2.2.1 试验设计与处理
2.2.2 测定项目与方法
2.3 胱胺改性生物炭对镉胁迫生菜生长代谢的影响
2.3.1 试验设计与处理
2.3.2 测定项目与方法
2.4 胱胺改性生物炭对土壤-生菜镉迁移的影响
2.4.1 试验设计与处理
2.4.2 测定项目与方法
2.5 胱胺改性生物炭对土壤微生物多样性的影响
2.5.1 试验设计与处理
2.5.2 测定项目与方法
2.6 数据统计与分析方法
3 结果与分析
3.1 山东部分设施蔬菜产区土壤重金属状况
3.1.1 土壤重金属含量
3.1.2 重金属污染生态风险评估
3.2 胱胺改性生物炭制备及性能评价
3.2.1 胱胺改性生物炭合成条件优化
3.2.2 胱胺改性生物炭表面特征
3.2.3 胱胺改性生物炭吸附性能
3.3 胱胺改性生物炭对镉胁迫生菜生长代谢的影响
3.3.1 对镉胁迫生菜生长的影响
3.3.2 对镉胁迫生菜光合作用的影响
3.3.3 对镉胁迫生菜保护酶系统的影响
3.4 胱胺改性生物炭对土壤-生菜镉迁移的影响
3.4.1 对土壤中镉形态及其有效性的影响
3.4.2 对生菜镉吸收和转运的影响
3.5 胱胺改性生物炭对土壤生物学特性的影响
3.5.1 对土壤微生物多样性和丰富度的影响
3.5.2 对土壤微生物群落结构的影响
3.5.3 土壤微生物结构与土壤环境因子关联度分析
4 讨论
4.1 关于改性生物炭的制备及其性能评价
4.2 胱胺改性生物炭缓解生菜镉胁迫的可能机制
4.3 胱胺改性生物炭对土壤微生物多样性的影响
5 结论
6 参考文献
7 致谢
8 攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻秸秆生物炭和猪粪生物炭对镉的吸附性能[J]. 孙达,汪华,孔燕,万诚业,夏雨钟,范文俊,毛继晟. 浙江农业科学. 2020(02)
[2]重金属污染土壤中施加荔枝木生物炭对向日葵植株吸收累积铅镉砷的影响[J]. 刘俊,朱宇,李志良,曾宪琳,管庆莲,胡劲松,朱允华,谢红艳,李银银,蔡元松,王锦霞,彭翠英. 生态与农村环境学报. 2019(12)
[3]设施蔬菜重金属镉修复技术应用效果探析[J]. 赵会薇,苏世鸣,刘微,谷佳林,石学萍,刘伊明,耿艳楼. 环境科学与技术. 2019(S2)
[4]生物炭缓解污染土壤中植物的重金属胁迫研究进展[J]. 杨文浩,李佩,周碧青,毛艳玲,邢世和. 福建农林大学学报(自然科学版). 2019(06)
[5]稻壳炭对铅和镉污染的青菜种植土壤的修复效果研究[J]. 李双丽,王豪吉,王昆艳,徐武美,官会林. 云南师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[6]钝化剂联合农艺措施修复镉污染水稻土[J]. 陈思慧,张亚平,李飞,沈凯,岳修鹏. 农业环境科学学报. 2019(03)
[7]土壤改良剂对镉污染土壤小麦抗性、光合特性及产量的影响[J]. 张运红,和爱玲,杨占平,郑春风,张洁梅,杜君,骆晓声,潘晓莹,薛毅芳. 河南农业科学. 2018(12)
[8]镉低积累青菜品种筛选及硫对镉胁迫下青菜镉含量和品质影响[J]. 杜小平,康靖全,吕金印. 农业环境科学学报. 2018(08)
[9]Biochar: A review of its impact on pesticide behavior in soil environments and its potential applications[J]. Mahdi Safaei Khorram,Qian Zhang,Dunli Lin,Yuan Zheng,Hua Fang,Yunlong Yu. Journal of Environmental Sciences. 2016(06)
[10]生物炭修复土壤重金属的研究进展[J]. 许妍哲,方战强. 环境工程. 2015(02)
博士论文
[1]几种叶类蔬菜对镉砷的富集效应及其耐性机制[D]. 孟媛.西北农林科技大学 2019
[2]不同尺度农田土壤重金属污染源解析研究[D]. 黄颖.浙江大学 2018
[3]蛇纹石对重金属吸附机制及对土壤重金属赋存形态影响[D]. 曹春艳.沈阳农业大学 2017
[4]生物炭对水体和土壤环境中重金属铅的固持[D]. 刘国成.中国海洋大学 2014
[5]芦竹活性炭的制备、表征及吸附性能研究[D]. 孙媛媛.山东大学 2014
[6]玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究[D]. 陈素红.山东大学 2012
硕士论文
[1]改性生物炭材料对镉污染水稻土钝化修复效应研究[D]. 杨兰.四川农业大学 2017
[2]砷镉超标农田钝化剂的筛选及调控效应研究[D]. 刘小诗.中国农业科学院 2015
[3]生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用[D]. 丁华毅.厦门大学 2014
本文编号：3179339
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 前言
1.1 我国农业土壤重金属污染状况
1.2 镉对蔬菜的毒害作用
1.2.1 镉对蔬菜生长产量的影响
1.2.2 镉对蔬菜生理代谢的影响
1.3 土壤重金属污染修复技术
1.3.1 土壤重金属污染修复方法
1.3.2 重金属污染土壤修复钝化剂
1.4 生物炭及其在土壤修复中的应用
1.4.1 生物炭理化性质及制备方法
1.4.2 生物炭修复污染土壤的机理
1.4.3 生物炭对土壤微生物的影响
1.5 本研究的目的和意义
2 材料与方法
2.1 山东部分设施蔬菜产区土壤重金属状况
2.1.1 试验设计与处理
2.1.2 测定项目与方法
2.2 胱胺改性生物炭的制备与性能评价
2.2.1 试验设计与处理
2.2.2 测定项目与方法
2.3 胱胺改性生物炭对镉胁迫生菜生长代谢的影响
2.3.1 试验设计与处理
2.3.2 测定项目与方法
2.4 胱胺改性生物炭对土壤-生菜镉迁移的影响
2.4.1 试验设计与处理
2.4.2 测定项目与方法
2.5 胱胺改性生物炭对土壤微生物多样性的影响
2.5.1 试验设计与处理
2.5.2 测定项目与方法
2.6 数据统计与分析方法
3 结果与分析
3.1 山东部分设施蔬菜产区土壤重金属状况
3.1.1 土壤重金属含量
3.1.2 重金属污染生态风险评估
3.2 胱胺改性生物炭制备及性能评价
3.2.1 胱胺改性生物炭合成条件优化
3.2.2 胱胺改性生物炭表面特征
3.2.3 胱胺改性生物炭吸附性能
3.3 胱胺改性生物炭对镉胁迫生菜生长代谢的影响
3.3.1 对镉胁迫生菜生长的影响
3.3.2 对镉胁迫生菜光合作用的影响
3.3.3 对镉胁迫生菜保护酶系统的影响
3.4 胱胺改性生物炭对土壤-生菜镉迁移的影响
3.4.1 对土壤中镉形态及其有效性的影响
3.4.2 对生菜镉吸收和转运的影响
3.5 胱胺改性生物炭对土壤生物学特性的影响
3.5.1 对土壤微生物多样性和丰富度的影响
3.5.2 对土壤微生物群落结构的影响
3.5.3 土壤微生物结构与土壤环境因子关联度分析
4 讨论
4.1 关于改性生物炭的制备及其性能评价
4.2 胱胺改性生物炭缓解生菜镉胁迫的可能机制
4.3 胱胺改性生物炭对土壤微生物多样性的影响
5 结论
6 参考文献
7 致谢
8 攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻秸秆生物炭和猪粪生物炭对镉的吸附性能[J]. 孙达,汪华,孔燕,万诚业,夏雨钟,范文俊,毛继晟. 浙江农业科学. 2020(02)
[2]重金属污染土壤中施加荔枝木生物炭对向日葵植株吸收累积铅镉砷的影响[J]. 刘俊,朱宇,李志良,曾宪琳,管庆莲,胡劲松,朱允华,谢红艳,李银银,蔡元松,王锦霞,彭翠英. 生态与农村环境学报. 2019(12)
[3]设施蔬菜重金属镉修复技术应用效果探析[J]. 赵会薇,苏世鸣,刘微,谷佳林,石学萍,刘伊明,耿艳楼. 环境科学与技术. 2019(S2)
[4]生物炭缓解污染土壤中植物的重金属胁迫研究进展[J]. 杨文浩,李佩,周碧青,毛艳玲,邢世和. 福建农林大学学报(自然科学版). 2019(06)
[5]稻壳炭对铅和镉污染的青菜种植土壤的修复效果研究[J]. 李双丽,王豪吉,王昆艳,徐武美,官会林. 云南师范大学学报(自然科学版). 2019(06)
[6]钝化剂联合农艺措施修复镉污染水稻土[J]. 陈思慧,张亚平,李飞,沈凯,岳修鹏. 农业环境科学学报. 2019(03)
[7]土壤改良剂对镉污染土壤小麦抗性、光合特性及产量的影响[J]. 张运红,和爱玲,杨占平,郑春风,张洁梅,杜君,骆晓声,潘晓莹,薛毅芳. 河南农业科学. 2018(12)
[8]镉低积累青菜品种筛选及硫对镉胁迫下青菜镉含量和品质影响[J]. 杜小平,康靖全,吕金印. 农业环境科学学报. 2018(08)
[9]Biochar: A review of its impact on pesticide behavior in soil environments and its potential applications[J]. Mahdi Safaei Khorram,Qian Zhang,Dunli Lin,Yuan Zheng,Hua Fang,Yunlong Yu. Journal of Environmental Sciences. 2016(06)
[10]生物炭修复土壤重金属的研究进展[J]. 许妍哲,方战强. 环境工程. 2015(02)
博士论文
[1]几种叶类蔬菜对镉砷的富集效应及其耐性机制[D]. 孟媛.西北农林科技大学 2019
[2]不同尺度农田土壤重金属污染源解析研究[D]. 黄颖.浙江大学 2018
[3]蛇纹石对重金属吸附机制及对土壤重金属赋存形态影响[D]. 曹春艳.沈阳农业大学 2017
[4]生物炭对水体和土壤环境中重金属铅的固持[D]. 刘国成.中国海洋大学 2014
[5]芦竹活性炭的制备、表征及吸附性能研究[D]. 孙媛媛.山东大学 2014
[6]玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究[D]. 陈素红.山东大学 2012
硕士论文
[1]改性生物炭材料对镉污染水稻土钝化修复效应研究[D]. 杨兰.四川农业大学 2017
[2]砷镉超标农田钝化剂的筛选及调控效应研究[D]. 刘小诗.中国农业科学院 2015
[3]生物炭的环境吸附行为及在土壤重金属镉污染治理中的应用[D]. 丁华毅.厦门大学 2014
本文编号：3179339
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