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螯合剂和植物联合修复Pb污染土壤的效果研究

作　者: 赵娜
导　师: 谢建治；崔岩山
学　校: 河北农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 重金属螯合剂植物吸附
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本研究主要采用室内模拟试验的方法,针对重金属污染土壤的修复问题,通过对比不同类型的淋洗剂对Pb的去除效果以及不同种植方式下植物对Pb的吸收效果,筛选出对Pb污染土壤淋洗效果较好的淋洗剂及适合的浓度和植物组合,及利用环境矿物材料吸附去除淋洗液中的Pb的效果,防止对地下水造成二次污染,并对螯合剂淋洗后的土壤Pb的生物可给性(in vitro试验)及对土壤固相结构的影响进行初步研究。探讨了利用螯合剂EDTA淋洗和植物联合对Pb污染土壤的修复效果,相关研究结果将为未来提供重要科学依据,并为螯合剂和植物联合修复重金属污染土壤提供理论依据及为修复后土壤的健康风险评估提供参考。主要研究结果如下:1、EDTA和EDDS对土壤中Pb的去除率高于磷酸二氢钾和磷酸氢二钠。低浓度时EDTA去除Pb的量高于EDDS,高浓度的两种螯合剂对土壤中Pb的去除率差异不显著。2、不同植物在不同的种植方式下,地上部对土壤Pb的吸收量不同。单作时植物地上部吸收Pb的量由高到低依次为:大豆>向日葵>玉米,间作时由高到低为:向-豆间作、大豆>向-玉间作、玉米>向-玉间作、向日葵>豆-玉间作、大豆>向-豆间作、向日葵>豆-玉间作、玉米。单作时植物根部对Pb的吸收量由高到低为:向日葵>大豆>玉米,间作时植物根部对Pb的吸收量由高到低为:向-豆间作、向日葵>向-玉间作、向日葵>向-玉间作、玉米>豆-玉间作、玉米>豆-玉间作、大豆>向-豆间作、大豆。3、EDTA淋洗对不种植植物土壤中重金属Pb的去除率高于种植植物的去处率。经EDTA淋洗后植物对Pb的吸收量要高于未经EDTA淋洗的吸收量。植物对Pb的转运系数(TF)为植物单作高于间作。4、环境矿物材料对Pb的去除能力的高低与土壤淋洗中Pb的含量高低有关,土壤淋洗液中Pb的含量高,则环境矿物材料吸收Pb的量也增加。环境矿物材料对土壤淋洗液中Pb的去除率平均为81.8%。5、土壤中Pb的生物可给性浸提后显著降低。Pb的生物可给性EDTA浸提与EDDS浸提结果无显著差异。EDTA、EDDS浸提后,土壤中Pb的去除量与胃、小肠阶段的可溶态总量呈极显著负相关。Pb在胃阶段中的可溶态总量与小肠阶段的可溶态总量呈极显著正相关。EDTA淋洗后的土壤种植小麦后,根长的生长受到明显抑制。未淋洗的土壤种植小麦后根长生长基本上没有受到影响。FT-IR谱图表明EDTA和EDDS、模拟胃液中的各种添加剂(如胃蛋白酶等)对土壤固相结构有影响。EDTA淋洗和未淋洗土壤的FT-IR谱图表明种植植物的土壤在官能团区强度明显减弱,而在指纹区各不同处理均没有产生新的特征吸收频率,但强度有明显改变。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 引言  10-19
  1.1 研究背景意义  10
  1.2 国内外研究进展  10-17
    1.2.1 土壤重金属污染现状  10-13
      1.2.1.1 土壤重金属污染来源  11
      1.2.1.2 土壤重金属污染危害  11-12
      1.2.1.3 土壤重金属污染特点  12-13
    1.2.2 土壤重金属污染修复研究  13-17
      1.2.2.1 不同淋洗剂对重金属去除的效果  13-14
      1.2.2.2 植物修复的研究进展  14
      1.2.2.3 螯合剂诱导植物修复研究进展  14-15
      1.2.2.4 环境矿物材料的应用  15-16
      1.2.2.5 土壤评价方法的应用  16-17
  1.3 研究内容和技术路线  17-19
    1.3.1 研究内容  17
    1.3.2 技术路线  17-19
2 材料方法  19-25
  2.1 供试材料  19
    2.1.1 供试土壤  19
    2.1.2 供试植物  19
    2.1.3 供试试剂  19
  2.2 试验设计  19-24
    2.2.1 淋洗剂筛选试验  19-20
    2.2.2 植物筛选试验  20
    2.2.3 螯合剂和植物联合修复试验  20-23
    2.2.4 土壤评价试验  23-24
  2.3 数据分析  24-25
    2.3.1 土壤基本理化性质分析  24
    2.3.2 数据分析  24-25
3 结果分析  25-40
  3.1 淋洗剂的筛选试验结果分析  25-27
    3.1.1 不同无机盐对Pb 的去除  25-26
    3.1.2 EDTA、EDDS 对Pb 的去除  26-27
    3.1.3 小结  27
  3.2 植物筛选试验结果分析  27-29
    3.2.1 种植方式对植物生物量的影响  27-28
    3.2.2 不同种植方式下植物对Pb 的去除  28-29
    3.2.3 小结  29
  3.3 螯合剂和植物联合修复试验结果分析  29-32
    3.3.1 螯合剂对不同处理方式下土壤Pb 的去除  29-30
    3.3.2 植物在不同处理方式下对Pb 的去除  30-31
    3.3.3 环境矿物材料对淋洗中Pb 的去除效果  31-32
    3.3.4 小结  32
  3.4 修复后土壤评价结果分析  32-40
    3.4.1 EDTA、EDDS 浸提土壤后in vitro 人工模拟胃肠实验  32-34
    3.4.2 根长试验  34-35
    3.4.3 FT-IR 谱图分析  35-38
    3.4.4 小结  38-40
4 讨论  40-46
  4.1 淋洗剂选取及适合浓度  40-41
  4.2 植物修复 Pb 污染土壤  41-42
  4.3 螯合剂和植物联合修复试验  42-44
    4.3.1 螯合剂和植物联合修复效果  42-43
    4.3.2 吸附材料对淋洗液中Pb 的去除效果  43-44
  4.4 修复后土壤评价  44-46
5 结论  46-48
参考文献  48-54
在读期间发表的学术论文  54-55
作者简介  55-56
致谢  56-57

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