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沉水植物对重金属铜的富集研究

作　者: 李晋
导　师: 李子燕
学　校: 昆明理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 沉水植物水蕴草富集铜毒性效应
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

环境中重金属污染主要来自于有色金属冶炼、加工重金属废水。由于有色金属冶炼企业的原料不稳定、冶炼工段较集中,导致了废水中的重金属浓度高、变化大,且废水pH值的变化范围比较大。通过初步调查,有色冶炼企业排放的废水中铜含量约为1～200mg/L,pH约为1-7。正是基于以上调查,本研究对三种沉水植物——水蕴草(Elodea densa (Planch.) Casp.)、大宝塔草(LimnopHila aquatica)和绿菊花草(Cabomba caroliniana Gray)对铜的富集能力进行了筛选和初步研究工作,通过试验发现水蕴草对铜有较好富集能力和耐受力。水蕴草对铜的富集有以下优势：富集量大——水蕴草对铜的富集能力很强,富集系数达到了2118.73、富集量达到了41400mg/kg,远远高于其他两种植物；富集时间短——水蕴草在不同暴露浓度下,6-8天已经达到了最大富集量,最大富集量为41400 mg/kg,且最大富集量与暴露浓度的关系不大；对金属铜有较好的耐受性——尽管铜对其产生了毒性效应,但在第8天水蕴草已经达到了对金属铜的最大富集量,所以水蕴草表现出对金属铜的较好的耐受性。可以为用水蕴草治理有色冶炼企业的高浓度重金属铜废水提供试验数据和技术方法。研究结果表明：1、利用半静态试验方法,对三种沉水植物对铜富集能力进行筛选,结果表明：水蕴草对铜的富集能力最强,富集系数达到了2118.73、富集量达到了41400mg/kg,远远高于其他两种植物。2、利用半静态试验方法,研究水蕴草对铜富集的影响因素,结果表明：浓度因素对水蕴草富集铜的影响：水蕴草生物富集系数BCF随暴露浓度的升高而降低,BCF20>BCF40>BCF60≈BCF80>BCF100。pH值变化对水蕴草富集铜的影响：pH值对水蕴草富集铜的影响非常明显,随着pH值的降低,水蕴草对铜的富集量快速降低。3、水蕴草富集模型的拟合分析研究通过对水蕴草富集铜过程的实验数据进行两箱富集模型进行拟合可知各浓度的试验数据对两箱模型的拟合系数在0.78～0.996之间,说明两箱模型基本可以反映水蕴草对铜离子的生物富集过程,两箱模型适用于水蕴草对铜离子的生物富集过程。4、利用半静态试验方法,对水蕴草的最大富集量进行了研究水蕴草在不同暴露浓度下,6-8天已经达到了最大富集量,最大富集量为44500 mg/kg,且最大富集量与暴露浓度的关系不大。5、利用静态试验方法,研究了水蕴草对水溶液中铜离子的去除率在静态培养条件下,25g水蕴草在2L、100mg/LCu2+溶液中暴露了8天,8天后的去除率为15.12%。6、利用半静态试验方法,进行了铜对水蕴草毒性效应的初步研究不同暴露浓度下,水蕴草培养8天后,叶片出现褪绿、蜷缩现象,植株变的非常柔软,植株重量明显降低。相同暴露浓度下,pH越低植株褪绿越明显；不同暴露浓度下,水蕴草的叶绿素含量随暴露浓度的增加、暴露时间的增长而逐渐减少；水蕴草体内的丙二醛(MDA)含量随暴露浓度的升高而升高；20mg/L暴露浓度下,不同酸度对水蕴草体内的叶绿素含量影响较大,水蕴草体内的叶绿素含量随暴露酸度的增加、暴露时间的增长而逐渐减少；水蕴草体内丙二醛(MDA)含量随酸度的变化而变化,其基本随着pH的降低而升高。

沉水植物对重金属铜的富集研究

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