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螯合诱导修复中天然螯合剂的筛选研究

杜葳  
【摘要】: 螯合诱导修复已成为重金属污染土壤植物修复研究的一个热点,目前对人工螫合剂EDTA研究较多,它对大多数重金属都有较强的活化能力,但是EDTA不易降解,其应用会带来土壤的二次污染问题。天然螯合剂(如柠檬酸等)不会造成残留毒性,使用安全,但是其活化能力较人工螯合剂弱。本课题以黑土主要污染重金属Cu、Pb、Cr为研究对象,通过一系列的水培、盆栽试验研究重金属Cu、Pb、Cr对玉米种子生理活性及萌发的影响,筛选天然螯合剂并与人工螯合剂进行对比试验,为天然螯合剂在螯合诱导修复中的应用提供科学依据。主要结论如下: (1)采用水培法研究了不同浓度的Cu、Pb、Cr对玉米种子萌发及生理活性的影响。结果表明,随着浓度的增加,Cu、Pb、Cr对玉米种子萌发的抑制作用增强,高浓度的Cu、Pb、Cr严重抑制玉米的根生长,对地上部分的抑制作用显著低于地下部分。除添加140mg·L~(-1)铬的玉米其叶绿素含量高于对照外,加入不同浓度的Cu、Pb、Cr均对玉米幼苗叶绿素的合成均起抑制作用。 (2)采用盆栽试验,研究了几种天然螯合剂对玉米吸收Cu、Pb、Cr的影响。在Cu、Pb、Cr污染的土壤中分别加入等量的7种不同天然螯合剂,结果表明,在铜污染土壤中加入草酸对玉米地上部分吸收铜的促进作用最为明显,在铅污染土壤中加入酒石酸对玉米地上部分吸收铅的促进作用最为明显,在铬污染土壤中加入柠檬酸对玉米地上部分吸收铬的促进作用最为明显。 (3)采用盆栽试验,比较了乙二胺四乙酸(EDTA)和几种天然螯合剂辅助下玉米修复Cu、Pb、Cr污染土壤的潜力。结果表明,不同浓度的EDTA和草酸均可以促进玉米地上部对铜的吸收,与EDTA相比,草酸可使玉米吸收的铜更多的转移到地上部,更有利于植物修复技术的应用,同时草酸属天然螯合剂,对环境更安全。EDTA和酒石酸相比,低浓度(0.5mmol·kg~(-1))处理时,酒石酸对玉米地上部吸收铅的作用好于EDTA,也有利于植物修复技术的应用。加入不同浓度的EDTA和柠檬酸均抑制玉米地上部和地下部对铬的吸收,且EDTA的抑制作用大于同浓度的柠檬酸,中浓度(3.0mmol·kg~(-1))的EDTA抑制作用更为明显,地上部和地下部吸收铬的浓度仅为对照的1/5,其原因需要进一步研究。


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