学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

构树叶部累积重金属的季节特征及保护酶的适应机制研究

作　者: 董晓辉
导　师: 李志辉；童方平
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 森林培育学
关键词: 构树重金属植物修复化学形态分析季节变化保护酶适应机制
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 48次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

构树是锑矿区土壤中的超耐受植物,对其富集特征和适应机制的研究能直接反映植物对重金属元素的富集能力,并能为矿区污染土壤修复和生态环境提供理论基础。本研究以冷水江锑矿区为研究样区,以人工栽种4a生构树为植物样本,分别在4、6、9、11月进行连续野外采样,采取室内测定相结合的方法,依据锑矿区土壤锑、铅、镉和锌元素在不同季节总量与化学形态动态变化的分析结果,以及构树叶片锑、铅、镉和锌元素含量在春夏秋冬四季的变化状况,系统说明构树对锑矿区重金属锑、铅、镉和锌的季节富集特征,并从构树生理方面阐述构树对重金属污染的适应机制及抗性研究。主要研究内容包括：(1)运用Tessier连续提取法对锑矿区土壤中的锑,铅、镉和锌不同形态含量进行测定和计算,得出锑,铅、镉和锌总量为湖南背景值的140、9、400和1.76倍,锑矿区土壤严重受到锑、铅和镉元素的污染,锌元素轻度污染。(2)对锑矿区土壤中锑、铅、镉和锌元素的水溶态,可交换态,碳酸盐结合态,铁锰氧化态,有机结合态与残渣态与总量的比例进行分析,结果表明,锑矿区土壤中的锑、铅、镉和锌都主要是以残渣态存在；锑各形态按比例大小排列为：残渣态>铁锰氧化态>有机结合态>碳酸盐结合态>可交换态>水溶态；铅元素按其大小排列为：残渣态>可交换态>有机结合态>铁锰氧氧化态>碳酸盐结合态；锌元素各形态比例排列为：残渣态>有机结合态>铁锰氧化态>碳酸盐结合态>可交换态。镉各形态按其大小排列为：残渣态>碳酸盐结合态>可交换态>铁锰氧化态>有机结合态。对表层(0-20cm)、中层(20-40cm)与底层土壤(40-60cm)之间锑、铅、镉和锌的含量进行比较得出：锑矿区土壤的锑,铅、镉和锌污染都为外源污染,主要富集在表层土壤,并且含量随着土层深度加深而减少。(3)对锑矿区土壤中的锑,铅、镉和锌各形态在不同季度时的含量进行比较,结果表明：锑矿区土壤中锑元素的水溶态,可交换态,碳酸盐结合态与铁锰氧化态随着春夏秋冬呈现持续上升趋势,锑元素的有机结合态与残渣态呈现先上升而后下降趋势；铅元素可交换态,碳酸盐结态,残渣态呈持续上升状态,铁锰氧化态与有机结合态呈现先下降后上升的趋势；镉残渣态与有机结合态呈现持续上升状态,而可交换态,碳酸盐结合态与铁锰氧化态为先上升后下降趋势。锌可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态随四季持续上升趋势,而残渣态与有机结合态呈持续下降趋势。结合方差分析表明,锑,铅、镉和锌有效态含量四季变化有着极显著差异,残渣态与有机结合态无显著差异。(4)以无污染土壤中构树叶片含量为对照,运用原子吸收光度法,对锑矿区构树叶片中锑,铅、镉和锌在春夏秋冬季度中的含量进行测定比较。结果表明：锑矿区构树叶片中四季的重金属含量明显高于对照；锑元素与铅元素四季变化趋势都是呈现先上升而后下降并在秋季是达到最大值；镉和锌元素随四季呈现持续上升趋势。方差分析表明,在锑矿区构树与对照重金属含量以及四季变化规律有着极显著的差异。构树对锑元素的富集系数接近于1,其和铅富集系数在秋季时达到最大,而镉和锌的富集系数在冬季达到最大。结合不同季节土壤中各形态含量进行相关分析表明,构树叶片锑,铅、镉含量与土壤中其水溶态,可交换态,碳酸盐结合态和铁锰氧化态呈极显著相关,叶片锌元素含量与可交换态与碳酸盐结合态有显著相关,与有机结合态和残渣态无相关性。(5)以无污染土壤构树为对照,对构树不同季节的SOD、POD、CAT酶活性与MDA含量进行测定与比较。结果表明,锑矿区构树的各酶活性与MDA含量明显高于对照,构树叶片中的POD, SOD、CAT酶活性随四季呈现先上升后下降的趋势,在秋季达到最大值,而MDA含量则随四季中呈现持续上升趋势。方差分析表明,锑矿区构树与对照含量以及四季变化趋势有着极显著差异,SOD、POD、CAT酶活性,锑矿区构树为了适应土壤重金属的污染而提高叶片保护酶活性,为维持正常生命活动,是抵抗外界环境污染的抗性因子。相关分析表明：锑矿区构树的POD、SOD、CAT酶活性与土壤中锑元素可交换态和碳酸盐结合态有显著相关性,与锑有机结合态呈负相关,与残渣态无相关性。锑矿区构树的各酶活性与铅可交换态,碳酸盐结合态与铁铁锰氧化态有着极显著相关性,与有机态与残渣态无相关性。锑矿区构树各酶活性与镉元素的可交换态,碳酸盐结合态,铁锰氧化态与有机结合态呈极显著相关,与残渣态无显著相关性。锑矿区构树各酶活性与锌元素可交换态,碳酸盐结合态呈极显著相关,与残渣态和有机结合态呈负相关。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
1 引言  12-31
  1.1 重金属污染研究  12-17
    1.1.1 重金属污染的概念及环境化学行为  12-13
    1.1.2 矿区生态环境中重金属的危害  13-14
    1.1.3 土壤重金属污染的特点  14-15
    1.1.4 重金属的形态简介  15-16
    1.1.5 锑元素的特征  16-17
  1.2 植物修复技术  17-20
    1.2.1 植物修复技术的特征  18-19
    1.2.2 植物修复的基本类型  19-20
  1.3 富集植物  20-24
    1.3.1 富集植物的概念  20
    1.3.2 富集植物的研究现状  20-21
    1.3.3 富集植物对重金属土壤的耐受机制  21-23
    1.3.4 重金属锑富集植物的研究现状  23-24
  1.4 构树的概述  24-27
    1.4.1 构树的形态特征  24-25
    1.4.2 构树的分布及生长习性  25
    1.4.3 构树的用途  25
    1.4.4 构树的优良特性  25-26
    1.4.5 构树的研究现状  26-27
  1.5 项目来源  27
  1.6 研究背景  27-28
  1.7 研究目的与意义  28-29
  1.8 技术路线  29-31
2 材料与方法  31-36
  2.1 试验地点的概况  31
    2.1.1 冷水江锑矿区概况  31
    2.1.2 无污染地(CK)概况  31
  2.2 实验材料的采集与处理  31-32
    2.2.1 植物叶片采样  31
    2.2.2 土壤样品采样  31-32
  2.3 试验设计与实验方法  32-34
    2.3.1 土壤重金属含量的测定  32
    2.3.2 植物叶片酶类的测定  32-33
    2.3.3 植物叶片中重金属(Sb,Pb,Cd和Zn)的测定  33-34
  2.4 数据处理方法  34-36
    2.4.1 数据处理程序  34
    2.4.2 重金属的主要评价方法  34-36
3 结果与分析  36-61
  3.1 锑矿区构树累积重金属的季节特征  36-53
    3.1.1 锑矿区土壤各元素的总量分析  36
    3.1.2 锑矿区构树对重金属锑元素的季节累积特征  36-41
    3.1.3 锑矿区构树对重金属铅元素的季节累积特征  41-45
    3.1.4 锑矿区构树对重金属镉元素的季节累积特征  45-49
    3.1.5 锑矿区构树对重金属锌元素的季节累积特征  49-53
  3.2 锑矿区构树对重金属适应机制研究  53-61
    3.2.1 构树生物量的分析  53-54
    3.2.2 构树保护酶活性的四季动态变化  54-58
    3.2.3 构树叶片保护酶活性与锑、铅、镉和锌元素相关分析  58-61
4 结论与讨论  61-66
  4.1 结论  61-63
  4.2 讨论  63-66
5 本论文创新点  66-68
参考文献  68-76
致谢  76

构树叶部累积重金属的季节特征及保护酶的适应机制研究

内容摘要

全文目录

相似论文