鉛超積累花卉的篩選與螯合強(qiáng)化及其應(yīng)用
發(fā)布時間：2022-12-10 21:26
近年來,土壤重金屬污染的植物修復(fù)得到世界各國的重視,將花卉植物應(yīng)用于污染土壤修復(fù)方面的研究應(yīng)該說是剛剛興起,但具有巨大的修復(fù)潛力。我國的鉛污染形勢十分嚴(yán)峻,大量的鉛污染土壤亟待修復(fù)。鉛在土壤中生物有效態(tài)的含量很低,因此必須采用一些有效的強(qiáng)化手段（如施用螯合劑）來提高植物的修復(fù)效率。 本研究以草本花卉為研究對象,通過室外盆栽篩選實(shí)驗(yàn),分析了30種花卉植物對Pb的耐性特征和積累特性,并與螯合誘導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合,強(qiáng)化花卉植物的修復(fù)效果,同時盡量減少可能造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和健康危害。 根據(jù)超積累植物應(yīng)具備的4個基本特征,對參試的30種花卉植物進(jìn)行盆栽初步篩選分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對Pb污染耐性較強(qiáng)且積累能力較強(qiáng)的花卉有9種;對Pb污染耐性較強(qiáng)但積累能力較弱的花卉共12種,這些植物在植物穩(wěn)定修復(fù)方面可能有一定價(jià)值;其它9種花卉對Pb污染耐性較弱且積累能力較弱,是Pb的非超積累植物。 盆栽濃度梯度篩選實(shí)驗(yàn)表明,滿天星和火炬雞冠是具有鉛超積累植物特征的花卉。滿天星轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1,地上部鉛含量超過了鉛超積累植物需要達(dá)到的臨界含量標(biāo)準(zhǔn),但對高濃度鉛污染耐性較差且富集系數(shù)小于1;火炬雞冠耐性...
【文章頁數(shù)】：145 頁
【學(xué)位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 土壤重金屬污染狀況
1.1 土壤重金屬污染的概況
1.2 土壤重金屬污染的主要特征
1.3 土壤鉛污染狀況
1.3.1 土壤中鉛的污染來源
1.3.2 鉛在土壤中的形態(tài)與遷移轉(zhuǎn)化
1.3.3 土壤鉛污染的危害
第二章 重金屬污染土壤的修復(fù)方法
2.1 物理修復(fù)（Physical remediation）
2.1.1 隔離技術(shù)（Isolation）
2.1.2 固化技術(shù)（Solidification）
2.1.3 玻璃化技術(shù)（Vitrification）
2.1.4 物理分離技術(shù)（Physical separation）
2.1.5 電動力學(xué)技術(shù)（Electrokinetice technology）
2.1.6 客土、換土、翻土（Soil caping）
2.2 化學(xué)修復(fù)（Chemical remediation）
2.2.1 穩(wěn)定化修復(fù)（Immobilization）
2.2.1.1 石灰類物質(zhì)
2.2.1.2 磷酸鹽化合物
2.2.1.3 有機(jī)物質(zhì)和粘土礦物
2.2.1.4 離子拮抗劑
2.2.1.5 還原劑
2.2.2 淋洗修復(fù)技術(shù)（Soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.1 原位土壤淋洗（In-situ soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.2 異位土壤淋洗（Ex-situ soil leaching/washing/flushing）
2.3 生物修復(fù)（Biological remediation）
2.3.1 動物修復(fù)技術(shù)
2.3.2 微生物修復(fù)技術(shù)
2.3.3 植物修復(fù)技術(shù)
第三章 重金屬污染土壤的植物修復(fù)
3.1 植物修復(fù)
3.1.1 植物提取修復(fù)（Phytoextraction）
3.1.2 植物降解修復(fù)（Phytodegredation）
3.1.3 根際圈降解修復(fù)（Rhizosphere degradation）
3.1.4 植物穩(wěn)定修復(fù)（Phytostabilization）
3.1.5 植物揮發(fā)修復(fù)（Phytovolatilization）
3.1.6 根際過濾修復(fù)（Rhizofiltration）
3.2 耐性植物、指示植物和超積累植物
3.3 鉛污染土壤的植物修復(fù)
3.4 植物修復(fù)的可行性
3.4.1 商業(yè)前景
3.4.2 存在的問題
第四章 植物修復(fù)的強(qiáng)化措施
4.1 施肥
4.2 調(diào)控土壤pH 與Eh
4.3 土壤微生物強(qiáng)化技術(shù)
4.4 基因工程強(qiáng)化
4.5 改變栽培方式
4.6 施加表面活性劑
4.7 施加螯合劑
4.7.1 EDTA等難降解螯合劑
4.7.2 生物可降解螯合劑
4.7.2.1 EDDS
4.7.2.2 NTA
4.7.2.3 天然低分子量有機(jī)酸
4.7.2.4 腐殖質(zhì)
4.7.3 螯合植物提取技術(shù)的展望
第五章 花卉植物在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用潛力
5.1 花卉在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
5.1.1 用作大氣污染指示植物
5.1.1.1 二氧化硫
5.1.1.2 氟化氫
5.1.1.3 氯氣
5.1.1.4 光化學(xué)煙霧
5.1.1.5 其他有害氣體
5.1.2 吸收大氣污染物
5.1.3 減弱噪音、殺菌
5.1.4 減少空氣中放射性物質(zhì)含量及輻射危害
5.1.5 城市垃圾土的修復(fù)
5.1.6 污泥土地利用
5.1.7 污染水體的修復(fù)
5.1.8 應(yīng)用于土壤重金屬污染的植物修復(fù)
5.2 花卉植物在污染土壤修復(fù)中的可能應(yīng)用分析
5.3 總結(jié)與展望
第六章 論文研究內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
6.1 研究目的和意義
6.2 研究內(nèi)容
6.2.1 花卉植物的確定
6.2.2 土壤污染物選擇依據(jù)
6.2.3 實(shí)驗(yàn)方法確定
第七章 冶煉廠耐性植物的鉛積累特征
7.1 引言
7.2 材料與方法
7.2.1 冶煉廠概況
7.2.2 取樣方法
7.2.3 樣品分析
7.2.4 數(shù)據(jù)分析
7.3 結(jié)果與分析
7.3.1 金屬冶煉廠污染土壤中的重金屬污染特點(diǎn)
7.3.2 植物體不同部位中重金屬分布特點(diǎn)
7.3.3 植物中重金屬的運(yùn)輸和富集特性
7.4 小結(jié)
第八章 篩選鉛超積累花卉的初步研究
8.1 引言
8.2 材料與方法
8.2.1 盆栽實(shí)驗(yàn)場地環(huán)境條件
8.2.2 參試花卉種類
8.2.3 盆栽實(shí)驗(yàn)與植物生長管理
8.2.4 樣品分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
8.3 結(jié)果與分析
8.3.1 盆栽條件下植物對重金屬鉛的耐性及富集標(biāo)準(zhǔn)
8.3.2 對Pb耐性較強(qiáng)且積累能力較強(qiáng)的花卉
8.3.3 對Pb耐性較強(qiáng)但積累能力較弱的花卉
8.3.4 對Pb耐性較弱且積累能力較弱的花卉
8.4 討論與小結(jié)
第九章 不同盆栽濃度梯度下花卉積累特征的研究
9.1 引言
9.2 材料與方法
9.3 數(shù)據(jù)分析
9.4 結(jié)果與分析
9.4.1 花卉植物對重金屬鉛的耐性特征
9.4.2 花卉植物對重金屬鉛的積累特征
9.4.3 花卉植物對鉛污染土壤的修復(fù)能力
9.5 小結(jié)
第十章 五種螯合劑的植物毒性及其對植物有效態(tài)鉛的影響
10.1 材料與方法
10.1.1 螯合劑及參試花卉品種的選擇
10.1.2 主要儀器設(shè)備
10.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
10.2 結(jié)果與分析
10.2.1 螯合劑、鉛對矮牽牛根伸長的影響及其交互作用
10.2.2 螯合劑、鉛對矮牽牛莖生長的影響及其交互作用
10.2.3 螯合劑對鉛植物吸收鉛的影響
10.3 討論
10.4 小結(jié)
第十一章 螯合誘導(dǎo)修復(fù)鉛污染土壤及其滲濾風(fēng)險(xiǎn)
11.1 材料與方法
11.1.1 螯合劑及參試花卉品種的選擇
11.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
11.2 結(jié)果與分析
11.2.1 混合螯合劑對矮牽牛吸收鉛的影響
11.2.1.1 混合螯合劑對矮牽牛地上部鉛含量的影響
11.2.1.2 混合螯合劑對矮牽牛根部鉛含量的影響
11.2.2 混合螯合劑對植物生長的影響
11.2.3 混合螯合劑對矮牽牛修復(fù)效率的影響
11.2.4 混合螯合劑作用下土層中可交換態(tài)鉛含量的變化
11.3 小結(jié)
第十二章 混合螯合劑對花卉植物修復(fù)作用的強(qiáng)化研究
12.1 材料與方法
12.1.1 盆栽強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)與參試花卉種類
12.1.2 樣品分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
12.2 結(jié)果與分析
12.2.1 混合螯合劑對花卉植物地上部鉛含量的影響
12.2.2 混合螯合劑對花卉植物地上部生物量的影響
12.2.3 混合螯合劑對花卉植物修復(fù)效率的影響
12.2.4 混合誘導(dǎo)植物修復(fù)的經(jīng)濟(jì)性及修復(fù)時間
12.3 小結(jié)
第十三章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
博士期間發(fā)表文章及專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]花卉:生活環(huán)境的“監(jiān)測器”[J]. 高尚士. 家庭醫(yī)學(xué). 2006(08)
[2]污染土壤的物理/化學(xué)修復(fù)[J]. 蔣小紅,喻文熙,江家華,曹衛(wèi)承,董成. 環(huán)境污染與防治. 2006(03)
[3]一種新發(fā)現(xiàn)的濕生鉻超積累植物——李氏禾（Leersia hexandra Swartz）[J]. 張學(xué)洪,羅亞平,黃海濤,劉杰,朱義年,曾全方. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2006(03)
[4]花卉的抗性及其監(jiān)測作用[J]. 李莉. 花木盆景(花卉園藝). 2005(12)
[5]草本花卉對SO2抗性能力的試驗(yàn)研究[J]. 劉俊鋒,李書文,賈喜棉,邱萬勇,李秀珍. 河北林業(yè)科技. 2005(04)
[6]藥用植物紫花茉莉?qū)r(nóng)用污泥鋅污染的修復(fù)研究[J]. 黃慶,柯玉詩,姚建武,崔學(xué)教,王峻,丘勇超,林吉. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2005(04)
[7]幾種花卉植物對污泥中鉛的富集特征[J]. 馬利民,陳玲,馬娜,劉東燕,趙建夫. 生態(tài)學(xué)雜志. 2005(06)
[8]一種新發(fā)現(xiàn)的鎘超積累植物龍葵（Solanum nigrum L）[J]. 魏樹和,周啟星,王新,張凱松,郭觀林. 科學(xué)通報(bào). 2004(24)
[9]綠化植物受大氣SO2、鉛復(fù)合污染傷害特征及抗性表現(xiàn)[J]. 魯敏,王仁卿. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2004(05)
[10]土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 崔德杰,張玉龍. 土壤通報(bào). 2004(03)
博士論文
[1]超積累植物篩選及污染土壤植物修復(fù)過程研究[D]. 魏樹和.中國科學(xué)院研究生院（沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所） 2004
碩士論文
[1]我國花卉業(yè)發(fā)展歷程分析、現(xiàn)狀解讀及前景預(yù)測[D]. 楊桂娟.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2005
[2]菜園土壤鉛污染的物理化學(xué)行為及生物學(xué)表征[D]. 洪春來.浙江大學(xué) 2004
[3]表面活性劑與螯合劑強(qiáng)化植物修復(fù)鎘污染土壤的研究[D]. 董姍燕.西南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
本文編號：3717544
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【學(xué)位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 土壤重金屬污染狀況
1.1 土壤重金屬污染的概況
1.2 土壤重金屬污染的主要特征
1.3 土壤鉛污染狀況
1.3.1 土壤中鉛的污染來源
1.3.2 鉛在土壤中的形態(tài)與遷移轉(zhuǎn)化
1.3.3 土壤鉛污染的危害
第二章 重金屬污染土壤的修復(fù)方法
2.1 物理修復(fù)（Physical remediation）
2.1.1 隔離技術(shù)（Isolation）
2.1.2 固化技術(shù)（Solidification）
2.1.3 玻璃化技術(shù)（Vitrification）
2.1.4 物理分離技術(shù)（Physical separation）
2.1.5 電動力學(xué)技術(shù)（Electrokinetice technology）
2.1.6 客土、換土、翻土（Soil caping）
2.2 化學(xué)修復(fù)（Chemical remediation）
2.2.1 穩(wěn)定化修復(fù)（Immobilization）
2.2.1.1 石灰類物質(zhì)
2.2.1.2 磷酸鹽化合物
2.2.1.3 有機(jī)物質(zhì)和粘土礦物
2.2.1.4 離子拮抗劑
2.2.1.5 還原劑
2.2.2 淋洗修復(fù)技術(shù)（Soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.1 原位土壤淋洗（In-situ soil leaching/washing/flushing）
2.2.2.2 異位土壤淋洗（Ex-situ soil leaching/washing/flushing）
2.3 生物修復(fù)（Biological remediation）
2.3.1 動物修復(fù)技術(shù)
2.3.2 微生物修復(fù)技術(shù)
2.3.3 植物修復(fù)技術(shù)
第三章 重金屬污染土壤的植物修復(fù)
3.1 植物修復(fù)
3.1.1 植物提取修復(fù)（Phytoextraction）
3.1.2 植物降解修復(fù)（Phytodegredation）
3.1.3 根際圈降解修復(fù)（Rhizosphere degradation）
3.1.4 植物穩(wěn)定修復(fù)（Phytostabilization）
3.1.5 植物揮發(fā)修復(fù)（Phytovolatilization）
3.1.6 根際過濾修復(fù)（Rhizofiltration）
3.2 耐性植物、指示植物和超積累植物
3.3 鉛污染土壤的植物修復(fù)
3.4 植物修復(fù)的可行性
3.4.1 商業(yè)前景
3.4.2 存在的問題
第四章 植物修復(fù)的強(qiáng)化措施
4.1 施肥
4.2 調(diào)控土壤pH 與Eh
4.3 土壤微生物強(qiáng)化技術(shù)
4.4 基因工程強(qiáng)化
4.5 改變栽培方式
4.6 施加表面活性劑
4.7 施加螯合劑
4.7.1 EDTA等難降解螯合劑
4.7.2 生物可降解螯合劑
4.7.2.1 EDDS
4.7.2.2 NTA
4.7.2.3 天然低分子量有機(jī)酸
4.7.2.4 腐殖質(zhì)
4.7.3 螯合植物提取技術(shù)的展望
第五章 花卉植物在污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用潛力
5.1 花卉在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
5.1.1 用作大氣污染指示植物
5.1.1.1 二氧化硫
5.1.1.2 氟化氫
5.1.1.3 氯氣
5.1.1.4 光化學(xué)煙霧
5.1.1.5 其他有害氣體
5.1.2 吸收大氣污染物
5.1.3 減弱噪音、殺菌
5.1.4 減少空氣中放射性物質(zhì)含量及輻射危害
5.1.5 城市垃圾土的修復(fù)
5.1.6 污泥土地利用
5.1.7 污染水體的修復(fù)
5.1.8 應(yīng)用于土壤重金屬污染的植物修復(fù)
5.2 花卉植物在污染土壤修復(fù)中的可能應(yīng)用分析
5.3 總結(jié)與展望
第六章 論文研究內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
6.1 研究目的和意義
6.2 研究內(nèi)容
6.2.1 花卉植物的確定
6.2.2 土壤污染物選擇依據(jù)
6.2.3 實(shí)驗(yàn)方法確定
第七章 冶煉廠耐性植物的鉛積累特征
7.1 引言
7.2 材料與方法
7.2.1 冶煉廠概況
7.2.2 取樣方法
7.2.3 樣品分析
7.2.4 數(shù)據(jù)分析
7.3 結(jié)果與分析
7.3.1 金屬冶煉廠污染土壤中的重金屬污染特點(diǎn)
7.3.2 植物體不同部位中重金屬分布特點(diǎn)
7.3.3 植物中重金屬的運(yùn)輸和富集特性
7.4 小結(jié)
第八章 篩選鉛超積累花卉的初步研究
8.1 引言
8.2 材料與方法
8.2.1 盆栽實(shí)驗(yàn)場地環(huán)境條件
8.2.2 參試花卉種類
8.2.3 盆栽實(shí)驗(yàn)與植物生長管理
8.2.4 樣品分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
8.3 結(jié)果與分析
8.3.1 盆栽條件下植物對重金屬鉛的耐性及富集標(biāo)準(zhǔn)
8.3.2 對Pb耐性較強(qiáng)且積累能力較強(qiáng)的花卉
8.3.3 對Pb耐性較強(qiáng)但積累能力較弱的花卉
8.3.4 對Pb耐性較弱且積累能力較弱的花卉
8.4 討論與小結(jié)
第九章 不同盆栽濃度梯度下花卉積累特征的研究
9.1 引言
9.2 材料與方法
9.3 數(shù)據(jù)分析
9.4 結(jié)果與分析
9.4.1 花卉植物對重金屬鉛的耐性特征
9.4.2 花卉植物對重金屬鉛的積累特征
9.4.3 花卉植物對鉛污染土壤的修復(fù)能力
9.5 小結(jié)
第十章 五種螯合劑的植物毒性及其對植物有效態(tài)鉛的影響
10.1 材料與方法
10.1.1 螯合劑及參試花卉品種的選擇
10.1.2 主要儀器設(shè)備
10.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
10.2 結(jié)果與分析
10.2.1 螯合劑、鉛對矮牽牛根伸長的影響及其交互作用
10.2.2 螯合劑、鉛對矮牽牛莖生長的影響及其交互作用
10.2.3 螯合劑對鉛植物吸收鉛的影響
10.3 討論
10.4 小結(jié)
第十一章 螯合誘導(dǎo)修復(fù)鉛污染土壤及其滲濾風(fēng)險(xiǎn)
11.1 材料與方法
11.1.1 螯合劑及參試花卉品種的選擇
11.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
11.2 結(jié)果與分析
11.2.1 混合螯合劑對矮牽牛吸收鉛的影響
11.2.1.1 混合螯合劑對矮牽牛地上部鉛含量的影響
11.2.1.2 混合螯合劑對矮牽牛根部鉛含量的影響
11.2.2 混合螯合劑對植物生長的影響
11.2.3 混合螯合劑對矮牽牛修復(fù)效率的影響
11.2.4 混合螯合劑作用下土層中可交換態(tài)鉛含量的變化
11.3 小結(jié)
第十二章 混合螯合劑對花卉植物修復(fù)作用的強(qiáng)化研究
12.1 材料與方法
12.1.1 盆栽強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)與參試花卉種類
12.1.2 樣品分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
12.2 結(jié)果與分析
12.2.1 混合螯合劑對花卉植物地上部鉛含量的影響
12.2.2 混合螯合劑對花卉植物地上部生物量的影響
12.2.3 混合螯合劑對花卉植物修復(fù)效率的影響
12.2.4 混合誘導(dǎo)植物修復(fù)的經(jīng)濟(jì)性及修復(fù)時間
12.3 小結(jié)
第十三章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
博士期間發(fā)表文章及專利
致謝
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]花卉:生活環(huán)境的“監(jiān)測器”[J]. 高尚士. 家庭醫(yī)學(xué). 2006(08)
[2]污染土壤的物理/化學(xué)修復(fù)[J]. 蔣小紅,喻文熙,江家華,曹衛(wèi)承,董成. 環(huán)境污染與防治. 2006(03)
[3]一種新發(fā)現(xiàn)的濕生鉻超積累植物——李氏禾（Leersia hexandra Swartz）[J]. 張學(xué)洪,羅亞平,黃海濤,劉杰,朱義年,曾全方. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2006(03)
[4]花卉的抗性及其監(jiān)測作用[J]. 李莉. 花木盆景(花卉園藝). 2005(12)
[5]草本花卉對SO2抗性能力的試驗(yàn)研究[J]. 劉俊鋒,李書文,賈喜棉,邱萬勇,李秀珍. 河北林業(yè)科技. 2005(04)
[6]藥用植物紫花茉莉?qū)r(nóng)用污泥鋅污染的修復(fù)研究[J]. 黃慶,柯玉詩,姚建武,崔學(xué)教,王峻,丘勇超,林吉. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2005(04)
[7]幾種花卉植物對污泥中鉛的富集特征[J]. 馬利民,陳玲,馬娜,劉東燕,趙建夫. 生態(tài)學(xué)雜志. 2005(06)
[8]一種新發(fā)現(xiàn)的鎘超積累植物龍葵（Solanum nigrum L）[J]. 魏樹和,周啟星,王新,張凱松,郭觀林. 科學(xué)通報(bào). 2004(24)
[9]綠化植物受大氣SO2、鉛復(fù)合污染傷害特征及抗性表現(xiàn)[J]. 魯敏,王仁卿. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2004(05)
[10]土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 崔德杰,張玉龍. 土壤通報(bào). 2004(03)
博士論文
[1]超積累植物篩選及污染土壤植物修復(fù)過程研究[D]. 魏樹和.中國科學(xué)院研究生院（沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所） 2004
碩士論文
[1]我國花卉業(yè)發(fā)展歷程分析、現(xiàn)狀解讀及前景預(yù)測[D]. 楊桂娟.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2005
[2]菜園土壤鉛污染的物理化學(xué)行為及生物學(xué)表征[D]. 洪春來.浙江大學(xué) 2004
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