收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

镉污染土壤的超积累植物筛选

董林林  
【摘要】: 近年来,化肥农药的广泛使用和污水灌溉等引起的土壤重金属污染的问题,已逐渐成为环境科学家们关注和研究的热点问题之一。土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性、累积性的特点,加之治理过程的复杂性,因此,重金属对土壤造成的危害比对大气、水体的污染更为严重。土壤是人们进行农业生产的主要场所,土壤污染直接涉及食物链的安全和人类健康,不言而喻,研究和治理土壤重金属污染无疑具有重要的理论和现实意义。比较物理、化学、生物修复技术方法,人们往往对安全廉价的生物修复技术更感兴趣。近几年发展起来的植物修复技术就是一种安全、廉价的绿色修复技术,受到广大环境科学工作者的青睐,尤其适合在发展中国家采用,是一项具有广阔应用前景的新技术。鉴于此,作者在国内外研究的基础上,选取前人未研究过的22种植物,设置不同浓度的镉污染土壤进行盆栽模拟试验,通过测定植物不同部位的生物量、镉含量,计算植物不同部位的富集系数、转运系数和植物不同部位中镉的质量,分析研究了植物对镉的吸收、富集和转运能力的强弱及差异状况。通过对富集系数、转运系数与镉浓度变化之间的相关性分析研究了土壤中镉的浓度对植物富集、转运镉的影响程度。主要研究结果如下: (1)土壤中镉的浓度对植物生物量的影响因植物种类不同而异。在供试的22种植物中大致表现为以下三种规律:如供试的野胡萝卜、葎草、苘麻、诸葛菜、油菜、黄心乌的生物量在低镉条件下(土壤中镉浓度低于50mg·kg~(-1))会随镉浓度的增加而增加;苋菜的地上部分、苦苣的地下部分等在高浓度的镉(土壤中镉的浓度高于75mg·kg~(-1))环境中其生物量会随土壤中镉浓度的增加而降低;曼陀罗、苍耳等的生物量在高浓度的镉(土壤中镉的浓度高于75mg·kg~(-1))环境下仍是增加的。 (2)镉对不同种类植物产生毒害作用的临界浓度有差别。如空心菜受毒害的临界浓度为25mg·kg~(-1),而梅豆、野生高粱受毒害的临界浓度为50mg·kg~(-1)。 (3)植物对镉的吸收表现出以下几种特征:①不吸收或少吸收镉。本试验中,只有红花酢浆草表现出这种特征。红花酢浆草地上部分和地下部分的镉含量在土壤中镉浓度为125mg·kg~(-1)时达到最高,分别仅为20.13mg·kg~(-1)、9.64mg·kg~(-1),并且在任何镉浓度水平下,都不表现出受毒害症状,说明红花酢浆草对镉有很强的耐受能力。②地下部分富集了较大量的镉,而地上部分的镉含量较低。如芝麻地上部分的镉含量在土壤中镉浓度为125mg·kg~(-1)时达到最大值仅13.77mg·kg~(-1),富集系数为0.28,而地下部分的镉含量也为最大值则为231.32mg·kg~(-1),富集系数为1.85,转运系数为0.06。与芝麻对镉的吸收特征相似的还有野生高粱、看麦娘、葎草、苘麻、狗尾草、梅豆。③地上部分和地下部分的镉含量都较高,且随土壤中镉浓度的增加其体内的镉含量也呈增加的趋势,植物能正常生长并不表现出受毒害的症状。如黄心乌,当土壤中镉浓度低于50mg·kg~(-1)时,其地上部分的镉含量低于100mg·kg~(-1),但富集系数大于1;当土壤中镉的浓度从75mg·kg~(-1)依次增加到100mg·kg~(-1)、125mg·kg~(-1)时,其地上部分的镉含量对应为106.44mg·kg~(-1)、165.79mg·kg~(-1)、144.72mg·kg~(-1),超过了镉超积累植物(地上部分镉含量100mg·kg~(-1))的标准,其富集系数分别为1.42、1.66、1.16,均大于1:但转运系数分别为0.89、0.94、0.60,均小于1。可见,黄心乌对镉具有很好的累积、富集的能力,但对镉的转运能力较差。 (4)植物生物量的大小在一定程度上影响着植物吸收镉的绝对数量。通过计算发现,在各处理浓度下,本试验的22种植物中生物量最大的吊兰,其体内镉的质量也是最高的。吊兰地上部分中镉的质量在测试浓度下为0.170~0.325mg,而其体内的镉含量为45.18~65.38mg·kg~(-1),并未达到镉超积累植物的标准,而本试验中筛选出的黄心乌和曼陀罗其地上部分的镉含量最高虽分别达到165.79mg·kg~(-1)和115.02mg·kg~(-1),但其地上部分中镉的质量最高分别为0.029mg和0.077mg,远低于吊兰地上部分中镉的质量,其它植物也是如此。说明植物生物量的大小对其吸收镉的绝对数量有较大的影响。 (5)不同种类植物对镉的吸收存在着一个富集量最高的浓度,在土壤中镉的浓度达到这一值时,植物对镉的吸收能力最强,其修复效果最好。如本试验中筛选出的两种对镉具有较强吸收能力的植物:黄心乌和曼陀罗,其地上部分的镉含量在试验设计的镉浓度梯度中,在土壤中镉的浓度为100mg·kg~(-1)时,均达到最大。这说明植物对镉的吸收能力在某一个适宜的浓度下表现最佳,当土壤中镉的浓度低于或超过这一值时,其修复效果会有所降低。 (6)从影响因素看,植物种类是决定植物吸收镉能力的关键因素,镉浓度的高低对植物吸收能力的影响囚植物晶种的不同存在差异。土壤、气候、环境因子通过影响植物生长状况从而间接影响植物对镉的吸收能力。 (7)对供试的22种植物地上部分的镉含量、富集系数和转运系数进行综合比较分析,并以此作为筛选超积累植物和衡量植物对镉的吸收能力强弱的指标,结果发现没有一种植物属于镉超积累植物,但是黄心乌和曼陀罗对镉的吸收能力是这22种植物中最强的,其次是茄子、苦苣、油菜、小花鬼针草、野胡萝卜、空心菜、苋菜等,香菜、野生高粱、苘麻、吊兰、秋紫豆、苍耳、诸葛菜等的吸收能力较差,而芝麻、葎草、看麦娘、红花酢浆草、梅豆、狗尾草的富集能力最差。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 罗青龙;任珺;陶玲;杨倩;;重金属超积累植物的研究进展[J];能源与环境;2008年06期
2 康薇;郑进;;蓖麻——一种新的铜超积累植物[J];安徽农业科学;2011年03期
3 郑进;康薇;;利用超积累植物修复铜绿山古铜矿重金属污染土壤的潜力分析[J];安徽农业科学;2009年04期
4 唐丽;柏云;邓大超;任亚敏;徐俊;姚中伟;夏传琴;;修复铀污染土壤超积累植物的筛选及积累特征研究[J];核技术;2009年02期
5 刘家女;周启星;孙挺;王晓飞;;花卉植物应用于污染土壤修复的可行性研究[J];应用生态学报;2007年07期
6 戴文娇;刘晓海;曾向东;王海娟;;超积累植物在植物冶金中的研究进展[J];环境科学导刊;2008年02期
7 朱文宇;侯明明;;超积累植物的资源化利用[J];环保科技;2009年02期
8 刘益贵;彭克俭;沈振国;;湖南湘西铅锌矿区植物对重金属的积累[J];生态环境;2008年03期
9 李继光;金兰淑;陈禹桥;林国林;韩晓日;李廷强;杨肖娥;朱恩;;氮对低镉处理下东南景天根系形态及镉积累的影响[J];中国农学通报;2007年03期
10 王红新;;丛枝菌根真菌在植物修复重金属污染土壤中的作用[J];中国土壤与肥料;2010年05期
11 孙瑞莲;周启星;王新;;镉超积累植物龙葵叶片中镉的积累与有机酸含量的关系[J];环境科学;2006年04期
12 李继光;李廷强;朱恩;杨肖娥;林国林;柳丹;韩晓日;张玉龙;;氮对超积累植物东南景天生长和镉积累的影响[J];水土保持学报;2007年01期
13 李继光;李廷强;朱恩;杨肖娥;;不同氮形态对东南景天镉积累的影响[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);2008年03期
14 张春华;毛亮;周培;高扬;施婉君;靳治国;;超积累植物与非超积累植物吸收累积重金属的差异性研究[J];上海交通大学学报(农业科学版);2009年06期
15 韦良焕;赵先贵;;植物修复镉污染土壤的差异性研究[J];水土保持通报;2009年06期
16 单孝全;土壤的植物修复与超积累植物研究[J];分析科学学报;2004年04期
17 李宁;吴龙华;孙小峰;李法云;骆永明;;修复植物产后处置技术现状与展望[J];土壤;2005年06期
18 柳丹;潘凡;杨肖娥;;铅富集植物对铅的吸收及其耐性生理机制进展研究[J];池州学院学报;2007年05期
19 温华,魏世强;镉污染土壤植物萃取技术的研究进展[J];四川有色金属;2005年02期
20 毕德;吴龙华;骆永明;周守标;谭长银;尹雪斌;姚春霞;李娜;;浙江典型铅锌矿废弃地优势植物调查及其重金属含量研究[J];土壤;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨智宽;张琳;李健;刘良栋;;壳聚糖衍生物诱导植物对镉污染土壤修复研究[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
2 沈振国;陈亚华;;金属—配体在植物中的积累机理和污染土壤的植物修复[A];中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会论文摘要汇编[C];2009年
3 郑九华;冯永军;于开芹;刘西敏;;重金属污染土壤的植物修复评价指标的理论探讨[A];第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集[C];2008年
4 曲向荣;;污染土壤植物修复技术及尚待解决的问题[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
5 林立金;王礼亮;陈勤水;;金属矿山水土流失防治中植物措施的特殊作用[A];四川省水土保持学会第四届会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2007年
6 张慧;党志;易筱筠;杨琛;;玉米修复芘污染土壤的初步研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
7 陈柳燕;张黎明;李福燕;李许明;郭彬;漆智平;;螯合诱导植物修复技术在土壤重金属污染中的应用[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
8 王英辉;祁士华;陈学军;;金属矿山废弃地重金属污染的植物修复治理技术[A];矿山企业节能减排与循环经济高峰论坛论文集[C];2010年
9 牛福生;张锦瑞;律文智;;采煤塌陷区水体重金属污染分析及植物修复技术探讨——以唐山市南湖公园为代表的采煤塌陷区为例[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
10 杨智宽;刘良栋;张琳;;含硫壳聚糖衍生物诱导玉米对镉污染土壤修复研究[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙瑞莲;镉超积累植物的生态特征及污染耐性机理分析[D];中国科学院研究生院(沈阳应用生态研究所);2006年
2 魏树和;超积累植物筛选及污染土壤植物修复过程研究[D];中国科学院研究生院(沈阳应用生态研究所);2004年
3 韩玉林;鸢尾属(Iris L.)植物铅积累、耐性及污染土壤修复潜力研究[D];南京农业大学;2007年
4 高彦征;土壤多环芳烃污染植物修复及强化的新技术原理研究[D];浙江大学;2004年
5 王欣;苎麻镉耐性机制及应用研究[D];湖南大学;2011年
6 刘家女;镉超积累花卉植物的识别及其化学强化[D];东北大学;2008年
7 姜理英;典型香薷属植物对铜的耐性和吸收特性及污染土壤植物修复机理研究[D];浙江大学;2003年
8 谢明吉;多年生黑麦草(Lolium perenne L.)对菲的吸收和生理响应[D];厦门大学;2008年
9 马伟芳;植物修复重金属—有机物复合污染河道疏浚底泥的研究[D];天津大学;2006年
10 陈健;汞诱导蕨类植物和印度芥菜氧化胁迫反应及其污染土壤的植物修复作用研究[D];南京农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董林林;镉污染土壤的超积累植物筛选[D];陕西师范大学;2008年
2 黄安寿;转AtMGT1及ne-MDH基因烟草对镉的富集与忍耐研究[D];西南大学;2009年
3 梁娜;镉污染土壤的超积累植物研究[D];陕西师范大学;2009年
4 李硕;水葱对镉污染土壤修复潜力的研究[D];湖南大学;2006年
5 马娟霞;锌污染土壤的超积累植物筛选[D];陕西师范大学;2010年
6 张玲;锌污染土壤的超积累植物研究[D];陕西师范大学;2011年
7 俞协治;蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的应用可行性研究[D];南京农业大学;2003年
8 宋筱琛;香根草修复镉污染潜力研究[D];湖南大学;2009年
9 蒋大猛;川芎GAP基地复合污染土壤中汞的植物修复研究[D];成都理工大学;2010年
10 万勇;超积累植物龙葵内生菌强化镉植物修复的初步研究[D];湖南大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 沅江市环卫中心主任 周卫东;土壤中重金属污染的植物修复方法研究进展[N];中国企业报;2010年
2 俞铮;用植物修复污染土壤[N];农资导报;2004年
3 铁铮;我国植被修复研究获重大进展[N];科技日报;2006年
4 铁铮;我国植被修复领域研究获重大进展[N];中国绿色时报;2005年
5 记者 周晓方;土壤治污:种下向日葵吸出重金属[N];无锡日报;2005年
6 明月 编译;镉含量与患乳腺癌风险成正比[N];大众科技报;2003年
7 文武;治理土壤污染的新途径[N];科技日报;2002年
8 杭春燕;植物修复:神奇的土壤“改良术”[N];新华日报;2005年
9 小月;科学家利用特种植物修复重金属污染的矿山土地[N];中国有色金属报;2008年
10 俞铮;我国利用特种植物修复重金属污染土地[N];中国高新技术产业导报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978