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植物修复环境中重金属的机理研究

张英  
【摘要】:重金属污染土壤的植物修复技术是指在不破坏土壤生态环境的情况下,利用自然生长的植物根系从土壤中提取有害物质并大部分转移至地上部。这是一项近年兴起的集永久性和广域性为一体的植物修复方式,也是目前研究最多、最具发展前景的植物修复方式。本论文为了简化系统,研究较精确地控制条件下的Pb的转移,实验采用了Hoagland营养液的水培系统,并根据我国的实际情况,选用金丝芥作为修复植物,着重研究了影响植物修复效果的三大因素以及研究分析了植物吸收迁移重金属的机理,得出以下结论: (1) 植株体内积累的铅与环境中铅浓度有明显的相关性。当含铅溶液处于低浓度时,植株积累的铅含量随外界溶液浓度的增加而增加,当含铅溶液浓度增至一定值后,提高溶液铅浓度,植株积累的铅含量不再随之增加。 (2) 适宜金丝芥生长的pH值为6-7,这时生物量不受影响;且在此范围内,植物体内的重金属浓度与植物吸收的重金属总量与此时的pH值无关。 (3) 螯合剂EDTA的加入能显著提高植物体内的铅浓度以及Pb从植物根部向地上部的迁移能力。当EDTA浓度较低时,随着EDTA浓度的增加,EDTA的螯合作用使得铅能够以较稳定的螯合物形式被吸收,而当EDTA浓度过大时,植物体内的铅浓度超过了植物的耐受范围,植物受到铅的毒害,不得不减少对铅的吸收来抵御铅的毒害,此时植物体内的铅总量减少。 (4) 植物忍耐环境中高浓度重金属的两个基本对策:一是积累并区域化分布,以此植物吸收大量重金属并运输到地上部:二是排斥机理,藉此植物可以避免过量吸收有害金属而致死。 (5) 植物提取吸收重金属Pb的过程为最初的8-10小时的快速吸附过程和10小时后的慢速的化学沉淀和细胞吸收过程;对于完整植物而言,Pb的吸收转移由根部控制,当根被切除时,这种控制机制消失,只余下吸附过程。


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