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螯合剂对黑麦草(Loliurn perenne L.)铅锌富集及养分吸收的影响

王恒  
【摘要】: 近年来兴起的螯合诱导植物修复技术由于其在治理重金属污染方面所具有的明显优势,即能提高植物对重金属提取修复效率,因而在实践中显示出良好的应用前景。同时,黑麦草(Loliurn perenne L.)作为矿区生态修复植物所具有的生物量大,再生力强,富集重金属能力较强等特点,而被广泛推荐。鉴于此,本研究以四川汉源铅锌矿区污染土为基质,以黑麦草为供试植株,选用EDTA-Na_2、DTPA、柠檬酸及DTPA与EDTA-Na_2的不同浓度混合液组成的系列螯合剂进行盆栽试验,系统研究了这些螯合剂对污染土中铅、锌及营养元素的活化作用和对黑麦草富集铅、锌的促进作用,以期筛选出提高黑麦草富集修复土壤最佳效率的螯合剂或组合。同时对筛选出的螯合剂可能存在的环境风险进行初步评价,研究成果如下: 1、通过不同种类螯合剂对土壤中各元素的活化试验发现:不同螯合剂及混合液对土壤中各元素均有活化效果,但各螯合剂的混合液活化效果均优于对应单施的活化效果,其中混合液3(DTPA 5mmol/kg+EDTA-Na_2 5mmol/kg)对氮、磷、钾、铅、锌的活化量均达到极显著水平,其F值分别为266.33**、136.27**、114.63**、286.16**和163.14**。 2、螯合剂及混合液的投加对土壤pH值的影响均未达到显著水平,其中柠檬酸对土壤pH值的影响最大,比对照低0.83。 3、通过不同浓度螯合剂对黑麦草植株生长影响的测定发现:EDTA与DTPA处理浓度在0.5~2mmol/kg之间时,均提高了黑麦草的生物总量以及地上部分的干重,其中D_3E_3(DTPA 2mmol/kg,EDTA 2mmol/kg)能够更好的促进植物生长,并达到极显著水平。其F值分别为125.31**、146.42**。 4、通过不同浓度螯合剂对黑麦草植株铅锌富集特征影响的测定发现:不同浓度的DTPA与EDTA均提高了植物对铅锌的吸收量,各处理均达到显著水平以上。处理浓度在0.5~2mmol/kg之间时,随着螯合剂浓度的提高植物对铅锌的吸收量也是随之升高,且转移系数也同时增高。但在2~4mmol/kg之间时,植物对铅锌的吸收量随着螯合剂浓度的增大而降低。 5、不同浓度的EDTA与DTPA及其组合都增加了富集植物黑麦草地上部对铅锌的吸收,增加了对铅锌的地上部分富集系数。并且随着螯合剂浓度的提升,黑麦草地上和根的铅锌富集系数呈先升后降的趋势。 6、EDTA对黑麦草地上部分铅含量呈极显著正相关关系,与黑麦草根的铅含量相关性不显著,相关系数分别为0.781~(**)、0.501,对黑麦草地上部分锌含量呈极显著正相关关系,与黑麦草根的锌含量呈显著正相关关系,相关系数分别为0.814~(**)、0.648~*;而DTPA对黑麦草地上部分铅含量呈显著正相关关系,与黑麦草根的铅含量相关性不显著,相关系数分别为0.706~*、0.421,对黑麦草地上部分锌含量呈极显著正相关关系,与黑麦草根的锌含量呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.775~(**)、0.801~(**)。 7、通过对不同浓度螯合剂对黑麦草植株养分吸收的影响发现:DTPA与EDTA均对黑麦草植株营养元素的吸收有一定促进作用,其中对氮、磷、钾吸收的影响均达到极显著水平。 8、EDTA和DTPA的组合处理能够促进富集植物黑麦草植株对各种低浓度营养元素(钙、镁)的吸收,随着螯合剂浓度的升高黑麦草植株钙镁的含量呈先增后降的趋势。黑麦草植株钙、镁含量的最大值分别为0.59%和0.17% 9、通过对筛选出的螯合剂可能存在的环境风险进行初步评价发现:施用EDTA-Na_2(2mmol/kg)和DTPA(2mmol/kg)的土壤淋滤液中铅>0.05mmol/L、锌>2.0mmol/L、COD>300mmol/L,均超过了农田灌溉水质标准(GB3838—2002)。同时,各个螯合剂均加大了土壤中氮、磷、钾的流失,其中混合液4(DTPA 0.5mmol/kg+EDTA 0.5mmol/kg+KCl_2 2mmol/kg)对土壤氮、磷、钾的影响较小。因此适当降低螯合剂浓度并加入缓冲剂有助于防止螯合剂对环境产生的二次污染。


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