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本文利用合肥市南淝河底泥和巢湖湿地植物,采用实验室分析手段,对沉积物和湿地植物修复重金属污染的一些基本机理开展研究,主要内容及结果包括如下几方面:(1)沉积物镉吸附特性分析。开展沉积物镉吸附影响因素的实验研究,采用响应面优化法对温度、pH、接触时间等因素的作用效果进行分析,探求最佳镉吸附条件、镉吸附等温线及其吸附动力学特性。结果表明,时间、pH值影响显著,而温度则影响不大;时间和pH值的交互影响也较为显著。响应面分析得到的最优镉吸附条件为:pH值为10,温度为30℃,吸附时间为60min,吸附量的最大预测值为2.19mg/g。沉积物对重金属Cd的吸附与Freundlich方程的拟合相关系数更高,与Langmuir模型也有关。同时,相对于伪一级动力学模型,伪二级吸附模型能够更好的揭示沉积物对镉的整个吸附过程。(2)沉积物对铬吸附特性分析。开展铬污染沉积物对含铬溶液吸附影响的实验研究,确定铬污染沉积物去除溶液中铬的最优pH条件,探析沉积物中铬含量背景值、有机质,沉积物用量及共存重金属等对Cr去除效果的影响。同时,对沉积物处理含铬溶液的去除动力学进行模拟。结果表明,沉积物铬背景浓度及共存重金属对Cr(VI)和Cr(III)的去除影响不大,Cr去除过程高度依赖于pH值,去除Cr(VI)和Cr(III)的最佳pH分别为1.0和4.0。在Cr(VI)的去除动力学研究中,相比于伪一级动力学,伪二级动力学采用的经验动力学方程能够更好地描述Cr(VI)去除动力学过程,并通过实验推断了以有机质浓度、六价铬浓度和pH值为变量的六价铬去除速率方程式。(3)铬胁迫对植物修复的研究。利用采自巢湖湿地的10种植物,分别在含有Cr(VI)的溶液中培养,通过分析测试,筛选出铬积累能力相对较强的植物种类;在此基础上,利用该植物对不同浓度含Cr(VI)溶液进行开展吸收实验,探析植物修复重金属污染的基本机理。结果表明,蒲草是一个较为出色的铬富集植物,在铬浓度达30mg/L时仍能存活,并在9~12mg/L含铬溶液中展现良好的生长状态。在蒲草吸收六价铬的实验过程中,伪二级动力学方程能够较好地描述Cr(VI)的去除动力学特性,而伪一级动力学方程更好地模拟总铬的去除过程。而且,在铬胁迫下,蒲草的叶绿素浓度并没有发生显著变化,蒲草叶中的MDA浓度、可溶性糖含量和蛋白质含量等呈现出随铬浓度增加而增加的变化态势,这在一定程度上减弱了重金属对植物体的毒害效应。另外,铬主要富集在蒲草的根部(94.81%),只有5.19%富集在叶中。