酒石酸和鞣酸对聚合草修复重金属污染土壤的影响研究

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土壤重金属污染的修复是亟待解决的难题之一。而植物修复以其经济适用、操作简便并且生态环保的特性,具有广阔的发展前景。本实验以聚合草为对象,凤县污染土壤为试验用土;首先通过模拟不同重金属浓度的污染土壤,对聚合草的耐重金属情况和吸收重金属能力进行研究。然后通过外源添加不同浓度的酒石酸和鞣酸(2,4,6 mmol·kg-1)对重金属(Cd、Pb、Zn)胁迫下聚合草超累积进行探究,来获得聚合草富集能力的变化,以及对重金属(Cd、Pb、Zn)的吸收和分布的影响。本实验通过研究添加不同浓度的外源低分子量有机酸,来获得一种适合聚合草富集土壤中重金属的最佳条件。为提高聚合草的植物修复效率和推动植物修复技术的实用化,实现我国大面积重金属污染土壤的高效修复提供理论参考。本研究主要有以下结论:(1)在低浓度重金属的土壤处理中,聚合草生长旺盛无胁迫症状;在中等浓度重金属的土壤处理中,聚合草出现胁迫症状;在高浓度重金属的土壤处理中,聚合草叶片褶皱发黄,与其他处理相比聚合草的生物量明显降低,说明生长受到抑制。(2)不同浓度的土壤重金属处理下,聚合草对重金属Pb、Cd、Zn表现出较高的耐受性和较好的富集能力。其须根中Cd、Pb、Zn含量分别达到了109.2 mg·kg-1、270.7mg·kg-1、6127 mg·kg-1;主根中Cd、Pb、Zn含量分别达到了46.05 mg·kg-1、57.48 mg·kg-1、1963 mg·kg-1;茎叶中Cd、Pb、Zn含量分别达到了22.95 mg·kg-1、14.56 mg·kg-1、753.4 mg·kg-1。可以看出聚合草对多种重金属都有较好的富集能力,这对于解决我国重金属复合污染土壤有很好的实际应用价值。(3)在较低浓度重金属胁迫下,施加不同浓度(2、4、6 mmol·kg-1)的外源低有机酸对聚合草积累重金属的增效作用有不同影响。酒石酸施加后对提升聚合草对重金属的吸收能力产生了抑制作用;但施加鞣酸后,不同浓度的鞣酸对聚合草都不同程度的提升了其富集能力。其中当鞣酸的施加浓度为2 mmol·kg-1时,聚合草对重金属的富集能力到达了最大值,其中须根中Cd、Pb、Zn的含量分别为98.8 mg·kg-1、68.49 mg·kg-1、2012 mg·kg-1;主根Cd、Pb、Zn含量分别为33.2 mg·kg-1、44.1 mg·kg-1、1611 mg·kg-1;茎叶中Cd、Pb、Zn的含量分别为39.8 mg·kg-1、46.8 mg·kg-1、663.1 mg·kg-1。聚合草不仅有潜在的超富集特性,而且有着对多种重金属同时超富集的特性,所以,对聚合草的研究不仅可以丰富超富集植物的种类,而且有着非常好的实际应用前景,这对推动我国重金属污染土壤的植物修复有着积极作用。
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