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《山东农业大学》 2002年
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重金属铅污染土壤的植物修复研究

刘秀梅  
【摘要】: 为选择和筛选富集重金属或对重金属具有耐性的植物,以达到利用植物修复重金属污染土壤的目的,本研究通过温室砂培和土培的方法,对生长于铅锌尾矿区的36种植物进行了筛选,研究了富集植物品种对重金属Pb的生理生态效应、对重金属Pb的吸收和耐性以及对污泥的响应,并探讨了土壤中的营养元素N、P、K对植物吸收Pb的影响,为植物修复工作提供理论依据。主要研究结果和结论如下: 1 富集植物品种的筛选 以叶片叶绿素值、株高、植株含Pb量为Pb富集植物的筛选指标。用砂培方法对生长于铅锌尾矿区的36种植物进行了初步筛选。处理液浓度为400mg.L~(-1)(以纯Pb计)。同时满足条件处理叶绿素值/对照叶绿值>0.90、处理株高/对照株高>1.00和处理含Pb量>500mg/kg的植物做进一步的耐性试验。按以上标准筛选出6个富集Pb的植物品种,分别是香根草、绿叶苋菜、裂叶荆芥、羽叶鬼针草、紫穗槐和苍耳。 2 植物对Pb污染的生理生态效应 为了揭示Pb污染对富集Pb植物的生理代谢活动的影响,测定了叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、硝酸还原酶的活性和脱落酸含量等生理指标。试验结果表明,随着Pb处理浓度的增加,各种富集植物的叶片叶绿素值、可溶性糖含量和硝酸还原酶活性表现出相同趋势,上升后又下降。但各种供试富集植物的ABA含量一直呈上升趋势,且差异显著。研究结果表明,即使富集植物对重金属有一定耐性,但高浓度的重金属污染对其生理代谢仍会产生负影响。 3 富集植物对Pb的吸收与耐性 提出了表征富集植物Pb吸收量与耐性的数量指标重金属迁移总量、根系耐性指数和耐性临界值的概念及其计算方法。利用砂培试验对6种富集Pb植物的以上指标做了研究。结果表明,羽叶鬼针草和绿叶苋菜能把吸收的Pb较多地运输到地上部,100棵羽叶鬼针草和绿叶苋菜地上部的迁移总量高达11.29mg和9.179mg;羽叶鬼针草根系对Pb的耐性最强,当Pb处理浓度为lOOmg.L~(-1)时,其根系增长显著,根系耐性指数高达1.66。通过研究,还确定了六种植物体内含Pb量的耐性临界值(包括高限和低限)。 4 富集植物品种对污泥的响应 提出了植物根系的重金属活化率的概念。试验结果表明,各种供试植物根系对4种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)均有不同程度的活化作用。其中,羽叶鬼针草对污泥中的Cd和Zn活化作用比较高,其活化率分别为2.17%、2.27%,仅次于遏蓝菜;其次是紫穗槐,Zn的活化率为2.55%。绿叶苋菜对Cd的活化率较高。通过研究还发现,污泥能促进富集植物的生长,增加生物量。5营养元素N、P、K对植物吸收Pb的影响 少量的N和K会促进富集植物叶片叶绿素值和干重的增加,促进植物对Pb的吸收,随着N和K水平的增加,植物对Pb的吸收能力降低,但K的抑制作用不如N的显著,叶绿素值和干重一直在增加;土壤供P会降低植物对Pb的吸收,且下降极显著。
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