螯合诱导技术强化花卉植物修复铅污染土壤研究

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:a8586023
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当今,城市化进程在全球范围内迅速发展。城市化发展在为城市居民提供高效经济生活空间的同时,也带来了一系列的城市环境问题。国内外大量的研究表明,城市土壤普遍受到重金属的污染。重金属不仅会影响和改变城市土壤的生态功能,而且可以通过扬尘或直接接触危害人体健康。因此,重金属污染已成为影响城市居民健康的重大生态问题。为此,本研究的目的在于,本试验将通过土培和水培试验,进行不同种类和用量螯合剂对花卉植物修复铅污染土壤的强化效应研究、螯合剂不同施用方式和施用时间对花卉植物修复铅污染土壤的强化效应研究以及Cu-Pb、Cd-Pb复合污染胁迫下施用螯合剂对花卉富集铅的影响研究,为进一步探索花卉植物的螯合强化修复技术措施提供科学依据,同时为净化和美化城市环境质量以及保障人民群众健康提供科学依据,推动城市绿化走具有地方特色的生态发展模式具有重要意义。本研究获得的主要结论如下:1.不同种类和用量螯合剂对花卉植物修复铅污染土壤的强化效应研究表明,与未添加螯合剂的对照相比,添加不同种类及浓度螯合剂对紫茉莉地上部和地下部形态指标通常都没有显著的影响,其对铅胁迫具有较强的耐性。不同种类螯合剂相比,植株地上部平均铅含量、铅富集系数和铅转移系数均以添加EDTA的处理最高,其次为NTA处理,而其它几种螯合剂的处理较低。随螯合剂浓度增加,植株地上部对铅的富集能力逐渐提高,其中EDTA和NTA在添加浓度为2000mg/kg时的铅含量分别为353.4和311.0mg/kg、铅富集系数分别为0.35和0.31、铅转移系数分别为2.08和1.32。综合本研究结果可知,EDTA和NTA的螯合强化诱导效应优于其它几种供试螯合剂,然而考虑到EDTA的潜在环境风险较大,实践中宜选用NTA作为强化紫茉莉修复铅污染土壤的螯合剂。2.螯合剂不同施用方式下花卉植物修复铅污染土壤的研究结果表明,与未加螯合剂的对照相比,螯合剂施用对花卉植物的株高、茎粗和干重通常都没有显著的影响,但植株地上部铅含量和铅富集系数显著增加。与百日草相比,紫茉莉地上部平均铅含量和铅富集系数较低,而其铅转移系数则明显高于百日草;紫茉莉的铅转移系数与其地上部铅含量和铅富集系数的规律性基本一致,而对于百日草来说其规律性则不同。与收获前一周加入螯合剂的处理相比,收获前两周加入螯合剂处理的植株地上部平均铅含量和铅富集系数均较高,而具体的处理效应则取决于花卉植物的种类以及螯合剂的施用次数和浓度配比。综合本研究结果可知,紫茉莉采用以下螯合诱导措施对于铅污染土壤能达到最佳的修复效果:收获前两周先施EDTA、一周后再施用NTA、且NTA∶EDTA浓度比为1∶2。3.Cu-Pb与Cd-Pb复合污染胁迫下施用螯合剂对花卉植物铅富集特征影响研究表明,(1)Cu-Pb复合污染条件下,金盏菊在Pb处理浓度为50和100mg·L-1的地上部铅含量均为最大,表明金盏菊对铅具有较高的耐性和富集能力,以及金盏菊由根部吸收的铅元素向地上部转运的能力较强。三种供试花卉植株根部铅含量在Pb处理浓度为50mg·L-1时相差不大,而在Pb处理浓度为100mg·L-1时,三七的根部铅含量则明显低于金盏菊和吊兰。对于金盏菊而言,在Pb处理浓度为50和100mg·L-1的地上富集系数规律与地上部铅含量的规律性基本一致。Pb处理浓度为50mg·L-1时,以金盏菊处理的平均转移系数(0.15)最大,其次为吊兰(0.14),最小的是三七(0.12);而在Pb处理浓度为100mg·L-1时,以三七处理的平均转移系数(0.22)最大,其次为金盏菊(0.14),最小的是吊兰(0.09)。(2)Cd-Pb复合污染条件下,在Pb处理浓度为50mg·L-1时金盏菊的地上和根部铅含量均高于吊兰,说明此种条件下金盏菊对铅的富集能力高于吊兰;在Pb处理浓度为100mg·L-1时,吊兰的地上铅含量高于金盏菊,而根部铅含量则低于金盏菊。金盏菊和吊兰在Pb处理浓度为50和100mg·L-1的富集系数规律与铅含量的规律性基本一致。Pb处理浓度为50mg·L-1时,以金盏菊处理的平均转移系数(0.22)最大,其次为吊兰(0.13);而在Pb处理浓度为100mg·L-1时,以吊兰处理的平均转移系数(0.30)最大,其次为金盏菊(0.16)。综合本研究结果可知,在Cu-Pb复合污染胁迫下金盏菊的地上部铅含量最大,对铅具有较高的耐性和富集能力。而在Cd-Pb复合污染胁迫下,吊兰对较高浓度铅的吸收和富集能力最强。在Pb处理浓度为100mg·L-1时,施加螯合剂NTA处理后的地上和根部铅含量均显著高于其他处理,表明施加螯合剂NTA后能够强化三种花卉对铅的吸收和富集,而且效果显著。
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