超富集植物青葙對土壤鎘的修復(fù)性能及強化措施研究.pdf

1、鎘（Cd）被認為是生物毒性最強的重金屬之一，也是目前主要的土壤重金屬污染之一。因此，Cd污染土壤的治理已成為當(dāng)前丞待解決的重大課題。利用超富集植物的超量富集作用以去除污染土壤中超標(biāo)重金屬Cd的技術(shù)，較傳統(tǒng)的物理和化學(xué)方法具有操作簡單、經(jīng)濟和技術(shù)上能夠大面積實施、不會給修復(fù)地區(qū)造成二次污染等優(yōu)點，在清除土壤重金屬污染方面有著廣泛的應(yīng)用前景。但是目前國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)的Cd超富集植物種類較少，且在自然生長環(huán)境條件下超富集植物本身具有生物量小、生長緩

2、慢和環(huán)境抵抗能力弱等缺陷，難以適用于快速修復(fù)重金屬污染土壤，限制了其植物修復(fù)效率。因此，富集植物篩選及強化效應(yīng)研究是重金屬污染土壤植物提取修復(fù)的基礎(chǔ)和核心問題，同時也是污染環(huán)境植物修復(fù)的難點。本課題組在對廣西平樂縣錳礦區(qū)進行野外調(diào)研時，發(fā)現(xiàn)莧科青葙屬一年生草本植物青葙(Celosia argentea Linn．)能在重金屬超標(biāo)的環(huán)境下大量生長，經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)青葙對單一Cd污染耐性較強，且具有較高的富集系數(shù)。鑒于此，本研究在此基礎(chǔ)上研究

3、了青葙對土壤Cd的修復(fù)性能和強化青葙修復(fù)土壤Cd污染的不同措施展開一系列研究。本論文主要研究結(jié)果如下：
　?。?）青葙對CdSO4等水溶性Cd化合物的葉Cd含量可高達208 mg·kg-1，且青葙對非水溶性的Cd(OH)2、CdS、CdCO3、CdO葉鎘含量分別達到134、102、100、90.2 mg·kg-1。這表明，青葙對不同化合態(tài)的Cd均具有較強的富集能力，這一特性能夠大大提高植物對Cd污染土壤的修復(fù)效率。
　?。?

4、）輕度Cd脅迫（1～15 mg·kg-1）可以提高青葙種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。通過盆栽試驗研究破除頂端優(yōu)勢對青葙Cd富集性能發(fā)現(xiàn)，對青葙進行摘頂處理后可以有效緩解青葙頂芽對側(cè)芽生長的抑制作用，使青葙的葉片數(shù)量、側(cè)枝數(shù)量顯著增加，促進青葙地上部生物量的增加以及總蒸騰量的升高。而蒸騰量的增加促進了青葙對鎘向地上部分的運輸作用，進而提高了青葙地上部分對鎘的積累量。因此，破除頂端優(yōu)勢是一種高效提高重金屬污染土壤植物修復(fù)的方法。

5、
　?。?）為了能盡快把研究成果應(yīng)用到實際重金屬土壤污染治理中，本研究通過靜態(tài)吸收盆栽試驗，以總鎘含量為5.72 mg·kg-1的尾砂礦污染耕地土壤為研究對象，發(fā)現(xiàn)青葙葉Cd含量低于人工投加相似Cd濃度時的葉Cd吸收量。因此，本實驗采用施加濃度為1、2.5、5、8、10和15 mmol·kg-1的檸檬酸（CA）、蘋果酸（D-MA）、草酸（OA）、酒石酸（TA）、EDTA、腐殖酸（HA）和十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）作為促進青葙吸收

6、Cd的強化劑。當(dāng)投加濃度為5 mmol·kg-1CA時，青葙葉Cd含量具有較大值，是對照組的2.72倍。從試驗成本和對環(huán)境安全性考慮，可選用單施5 mmol·kg-1CA就能夠達到顯著強化青葙對實際重金屬污染土壤Cd的吸收和富集效果。
　?。?）通過青葙對實際Cd污染耕地土的周期動態(tài)土培試驗發(fā)現(xiàn)，青葙對Cd的累積量隨時間增加而增大，但在第8~12周時，地上部分Cd的富集量增加不顯著（p＞0.05）， Cd富集量基本達到生長周期最大