超富集植物青葙對(duì)土壤鎘的修復(fù)性能及強(qiáng)化措施研究.pdf

1、鎘（Cd）被認(rèn)為是生物毒性最強(qiáng)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(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上能夠大面積實(shí)施、不會(huì)給修復(fù)地區(qū)造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，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(guó)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)的Cd超富集植物種類較少，且在自然生長(zhǎng)環(huán)境條件下超富集植物本身具有生物量小、生長(zhǎng)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(qiáng)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(shí)也是污染環(huán)境植物修復(fù)的難點(diǎn)。本課題組在對(duì)廣西平樂縣錳礦區(qū)進(jìn)行野外調(diào)研時(shí)，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(zhǎng)，經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)青葙對(duì)單一Cd污染耐性較強(qiáng)，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(duì)土壤Cd的修復(fù)性能和強(qiáng)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(duì)CdSO4等水溶性Cd化合物的葉Cd含量可高達(dá)208 mg·kg-1，且青葙對(duì)非水溶性的Cd(OH)2、CdS、CdCO3、CdO葉鎘含量分別達(dá)到134、102、100、90.2 mg·kg-1。這表明，青葙對(duì)不同化合態(tài)的Cd均具有較強(qiáng)的富集能力，這一特性能夠大大提高植物對(duì)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(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。通過盆栽試驗(yàn)研究破除頂端優(yōu)勢(shì)對(duì)青葙Cd富集性能發(fā)現(xiàn)，對(duì)青葙進(jìn)行摘頂處理后可以有效緩解青葙頂芽對(duì)側(cè)芽生長(zhǎng)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(jìn)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(jìn)了青葙對(duì)鎘向地上部分的運(yùn)輸作用，進(jìn)而提高了青葙地上部分對(duì)鎘的積累量。因此，破除頂端優(yōu)勢(shì)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(shí)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(yàn)，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(duì)象，發(fā)現(xiàn)青葙葉Cd含量低于人工投加相似Cd濃度時(shí)的葉Cd吸收量。因此，本實(shí)驗(yàn)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(jìn)青葙吸收

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