edds螯合诱导植物提取污染土壤过程中铜的淋溶
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 供试材料 2
1.2 试验设计 3
1.3 分析测试方法 3
1.3.1土壤溶液中金属元素含量分析 3
1.3.2土壤溶液中DOC浓度分析 3
1.3.3 酸式磷酸酶活性测定 3
1.3.4 土壤微生物的计数 3
1.4 数据处理 3
2 结果与分析 3
2.1 EDDS处理对植物地上部生物量的影响 3
2.2 EDDS处理对淋溶液Cu含量和淋失量的影响 4
2.3 EDDS处理的淋溶液对下层土壤溶液中Cu含量的影响 4
2.4 EDDS处理的淋溶液对下层土壤溶液中DOC含量的影响 5
2.5 EDDS处理的淋溶液对下层土壤酸性磷酸酶活性的影响 6
2.6 施加EDDS淋溶液对微生物群落结构的影响 6
2.6.1 施加EDDS淋溶液对土壤细菌总数的影响 6
2.6.2 施加EDDS淋溶液对土壤放线菌总数的影响 6
2.6.3 施加EDDS淋溶液对土壤真菌总数的影响 7
3 讨论 8
致谢 9
参
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072&
考文献 9
EDDS螯合诱导植物提取污染土壤过程中铜的淋溶
生命科学技术与人才培养基地 廖仕秒
引言
随着矿产资源的开发利用和工农业生产过程中污染物的排放,越来越多的土壤受到重金属的严重污染。据环境保护部与国土资源部2014年4月17日公布的《全国土壤污染状况调查公报》,调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染严重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。该次调研覆盖面积为630万平方公里,全国土壤总的超标率为16.1%,其中耕地超标率为19.4%,中度和重度污染点位比例共占2.9%,以18亿亩的耕地总量计算,中重度污染耕地约为5220万亩、耕地总污染量为3.492亿亩。控制和减轻重金属土壤污染刻不容缓。螯合诱导植物提取技术已被广泛应用于重金属污染土壤的植物修复中[1]。螯合剂的施加可以改变重金属在土壤固相和液相浓度之间的平衡,使重金属从土壤颗粒表面解吸出,由难溶态转变为可溶态,增加土壤溶液中重金属浓度。虽然螯合剂可以通过提高土壤中金属的溶解性来增加植物吸收量,但这种修复技术的潜在环境风险,如土壤中金属的淋溶和螯合剂的残留效应等也必须予以考虑。
乙二胺二琥珀酸(EDDS)是一种新型的螯合剂,它是EDTA的结构异构体,EDDS及其金属螯合物易被生物降解,同时又是低毒、低环境风险的,日益被应用于重金属污染土壤的化学淋洗修复和螯合诱导植物修复研究。Tandy 等的研究发现,EDDS施加之前Cu主要以有机结合态存在,EDDS施加后,土壤重金属主要以可交换态和可移动态形式存在而从铁锰氧化物结合态和有机结合态中被提取出[2]。Kos和Leštan通过27cm的土柱研究发现EDDS施加后土壤中20%的Pb被淋出土柱[3]。Hu 等在田间条件下研究EDDS施加所引起的金属淋溶时发现2 mmol kg1EDDS施加15天时引起表层20cm土壤可溶态铜增加了456倍[4]。Hauser等分析EDDS提取后土柱中总金属浓度时发现Cu和Pb会从土柱上层向下层迁移[5]。但也有一些研究表明螯合剂施加所引起的淋滤风险是可以控制的,Wang 等开展了田间试验研究60cm深土壤剖面上金属的淋溶,结果表明EDDS施加1天时显著提高了田间表层5cm土壤的可溶态Cu含量,EDDS施加导致可溶态金属含量的增加仅集中在表层20 cm,在EDDS施加的第22天土壤可溶态金属含量与对照相比已无显著差异[6]。
螯合诱导植物修复技术被认为是目前具有发展潜力的重金属污染土壤修复技术之一,但在实施大规模田间污染土壤修复之前,应认真评估螯合剂施加所带来的潜在环境风险[7,8,9],从而减少螯合剂施加带来的二次污染风险。EDDS淋溶不影响后季植物生长和地上部重金属含量[10]。EDDS对土壤微生物也有较小的毒性[11,12,13]。对于螯合诱导植物修复后土壤重金属的淋溶和螯合剂的残留等二次污染问题,本研究主要关注以下4个指标:(1)EDDS处理的淋溶液对下层土壤溶液中Cu含量的影响;(2)土壤溶液DOC含量随时间的变化;(3)EDDS处理的淋溶液对下层土壤酸式磷酸酶活性的影响;(4)EDDS处理的淋溶液对下层土壤微生物菌落结构的影响。本文将土柱和盆钵叠加,在铜污染土壤中种植茼蒿和黑麦草,研究5 mmolkg1 EDDS处理后的土壤淋溶液对下层土壤溶液中Cu含量及微生物群落的影响,评估EDDS用于螯合诱导植物修复不同程度Cu污染土壤时的淋溶风险。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试植物为单子叶植物黑麦草(Lolium perenneL.)和双子叶植物茼蒿(Chrysanthemum coronarium L.)。种子购于江苏省农业科学院。供试土壤采自南京汤山铜矿周围表层20cm的不同程度铜污染的农田土,经自然风干后,过2 mm筛。供试土壤理化性质见表1。
表1 供试土壤理化性质
Table 1 The physicochemical properties of the soil used in the study
土壤理化性质
供试土壤
pH
8.27
电导率ds/m
1.715
CECcmol/kg
125.56
OM(%)
1.36
P mg/kg
1299.7
K mg/kg
6983.4
N (%)
1.31
Cu mg/kg
1144
1.2 试验设计
将一个土柱叠放在另一个盆钵上,将1.75 kg(风干重)土壤置于上面土柱中,土柱采用PVC管(d=11cm,h=25cm),装土20 cm,下面盆钵装土10 cm。以不种植物和不施加EDDS为对照,种植物和施加5mmolkg–1EDDS为处理,每个处理5个重复。茼蒿和黑麦草生长42天时施加5mmolkg–1EDDS处理,施加EDDS 7天后将土壤加水调至饱和,并用350 mL去离子水淋,用烧杯接淋溶液,取出15 mL淋溶液过滤膜后测定金属含量和DOC浓度。收集淋溶液后将植物收获。将淋溶液施加到下盆土壤中,在施加淋溶液的第4、9、14、和21天分别测定下盆土壤溶液中Cu含量。在施加淋溶液的第4和14天称取10g下盆土壤测定土壤微生物。植物生长的温度为18~28ºC,自然光照。
原文链接:http://www.jxszl.com/swgc/smkx/50793.html
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