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《北京林业大学》 2016年
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重金属污染土壤的植物—微生物—土壤改良的联合修复技术研究

刘卫敏  
【摘要】:矿产资源的开采虽然给经济带来了巨大发展,但是给环境带来了严重的负面影响,尤其是土壤重金属污染程度的不断加深,不仅对人类的健康造成威胁,而且影响到社会经济的可持续发展。本文以北京市平谷区万庄金矿废弃矿区土壤为研究对象,在野外调查、采集土壤样品、测定分析矿区土壤重金属含量及存在形态的基础上,以黑麦草为重金属污染土壤修复的富集植物,通过盆栽实验研究污泥堆肥改良、微生物(氧化亚铁硫杆菌)强化及植物-微生物-土壤改良的联合修复重金属污染土壤的效果。结果表明:在对照处理中黑麦草能够在矿区土壤中正常生长。施加污泥堆肥对黑麦草的生长有显著的促进作用,施用30%比例污泥堆肥时黑麦草地上部和地下部的生物量分别高出对照处理405.75%、97.14%。污泥堆肥增大了根际与非根际土壤中Cu、Zn、Cd和Pb的有效态含量。种植黑麦草后,土壤中的Cu、Zn、Cd和Pb的去除率分别在30%、10%和40%和30%污泥堆肥处理时最高,分别为12.94%、39.12%、54.90%和22.71%。综合考虑,初步确定污泥堆肥用于黑麦草的最适施用比例为30%。氧化亚铁硫杆菌可增加黑麦草的生物量,添加60 mL菌液时地上部分、地下部分的生物量分别高出对照处理92.67%和269.11%。同时增加了根际土壤中酸溶态Cu、Pb和Cd含量,促使了可氧化态Zn向可还原态Zn的转化。黑麦草地上部分对四种重金属的富集能力大小顺序为CuZnCdPb,而地下部分富集能力大小顺序为CdCuPbZn。种植黑麦草后,土壤中的Cu、Zn、Cd和Pb含量分别在30 mL菌液、60 mL菌液和30 mL菌液、45 mL菌液处理时去除率最大,分别为23.57%、36.85%、62.67%和19.72%。氧化亚铁硫杆菌和污泥堆肥的同时添加,明显促进了黑麦草的生长,在10%污泥堆肥和15mL菌液处理下株高和生物量达最大。种植黑麦草后,土壤中Cu、Zn、Cd和Pb含量明显减少,尤其是对土壤中Cd的去除率高达59.55%。另外,黑麦草体内的重金属含量与根际土壤中酸溶态的重金属显著正相关(P0.05),因此以该形态的重金属含量作为土壤中重金属生物有效性评价的依据,四种重金属生物有效性大小为CuZnPbCd。综合考虑,同时添加20-30%污泥堆肥和30~45 mL菌液对黑麦草修复重金属污染土壤的效果最佳。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X53;X17

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