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不同形式氮肥强化龙葵修复重金属污染土壤【字数:11466】

2024-11-03 09:34编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目录
摘 要 I
关键词 I
ABSTRACT II
KEY WORDS II
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 试验方案 2
1.2 试验材料 3
1.2.1 土壤材料 3
1.2.2 植物材料 3
1.2.3 试剂 3
1.3 试验方法 3
1.3.1 土壤金属含量测定 3
1.3.2 盆栽实验 4
1.3.3 植物样品的收取 4
1.3.4 植物样品生物量及重金属含量测定 5
2 结果与分析 5
2.1 土壤Cd、Pb含量 5
2.2 酸性氨基酸(AA)处理对龙葵植物提取的影响 6
2.2.1 不同浓度AA对龙葵生物量的影响 6
2.2.2 不同浓度AA对龙葵吸收重金属的影响 6
2.3 聚天冬氨酸(PASP)处理对龙葵植物提取的影响 9
2.3.1 不同浓度PASP对龙葵生物量的影响 9
2.3.2 不同浓度PASP对龙葵吸收重金属的影响 9
2.4 硫酸铵[(NH4)2SO4]处理对龙葵植物提取的影响 11
2.4.1 不同浓度(NH4)2SO4对龙葵生物量的影响 11
2.4.2 不同浓度(NH4)2SO4对龙葵吸收重金属的影响 12
3 讨论 14
3.1 AA和(NH4)2SO4能促进龙葵生长 14
3.2 AA和(NH4)2SO4促进龙葵吸收Cd和Pb 14
3.3 PASP对龙葵吸附Cd和Pb没有显著影响 15
3.4 氮肥在植物修复中的应用 16
4 结论 16
致谢 17
参考文献 17
不同形式氮肥强化龙葵修复重金属污染土壤
摘 要
植物修复是一种绿色经济可持续的重金属污染土壤修复方法,但是修复效果受植物生物量小、生长周期长和重金属毒害等限制 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072
,因此常添加改良剂来强化植物修复。有研究表明了酸性氨基酸(AA)、聚天冬氨酸(PASP)和硫酸铵[(NH4)2SO4]在强化植物修复中的潜力,但是具体的施加条件还不是很清楚。为了探究这三种氮肥在不同浓度下对龙葵修复的影响,本文将这三种氮肥以不同的浓度施加给土培的龙葵,测定其20 d后的生物量和镉(Cd)、铅(Pb)含量,以及计算Cd和Pb总量、转移系数,来评估龙葵修复的效果。结果表明,AA和(NH4)2SO4都能显著促进龙葵生长和提高其对Cd和Pb的吸收总量,AA在浓度为10.0 mg N/kg土时效果最显著,而(NH4)2SO4则是在浓度为2.5 mg N/kg土时效果最显著。PASP促进植物生长和重金属吸收的作用在本文中未得到证实,甚至在浓度为10.0 mg N/kg土时出现了显著抑制地上部Cd总量的现象。本研究是对三种氮肥施加条件的前期探索,对提高龙葵修复效果,以及将氨基酸肥料应用于实际的重金属污染修复中具有重要意义。
引言
随着工矿业和农业生产进程的加快,以及人们日常生活的影响,全球重金属污染问题日益严重。我国的土壤污染现状同样不容乐观,环境保护部和国土资源部在2014年发布的全国土壤污染调查公报[1]显示,全国土壤总的超标率为 16.1%,主要以无机型污染为主,其超标点位数占全部超标点位的 82.8%,而耕地中主要无机型污染物是镉、镍、铜、砷、汞、铅等重金属。重金属不可降解且具有隐蔽性,因此极易在土壤中积累,而当重金属含量过高时,会影响农作物的生长发育、产量和品质。刘丽珍等[2]发现当镉浓度过高时,玉米幼苗的种子发芽率、生物量、株高都会随重金属浓度的增加而降低。Pb能抑制小麦幼苗的根长和根数,并且随着Pb质量浓度的升高抑制作用越强[3]。高浓度的Ni也能明显抑制植物的生长,导致小麦单株干重和叶绿素含量显著降低[4]。一般来说,重金属不同、浓度不同,对不同的农作物会有不同的影响。同时,因为农作物对重金属的富集,会直接或间接地威胁人类的健康,有研究表明,Cd具有致癌性、诱变性和致畸性[5];Pb能增加心血管疾病的风险[6]。
鉴于重金属污染的危害性,已采用了不同的方法来修复重金属污染土壤,主要有物理修复、化学修复和生物修复三种。传统的理化修复方法包括原位玻璃化、土壤焚烧、开挖和填埋、土壤淋洗、固化和电动系统的稳定,但是存在成本高、劳动强度大、土壤性质变化、土壤微生物干扰、二次污染等局限。生物修复主要包括植物修复、微生物修复及植物和微生物联合修复三种,虽然周期长,但是却更为环保经济、绿色可行,所以近年来如何提高生物修复效率受到广泛关注。植物修复基本上是指利用植物来降低环境中污染物的浓度或毒性作用的一种技术,其通常能在不影响表层土的情况下处理污染物,从而保持土壤效力和肥力。针对植物修复效率受植物生长速率慢、生物量低的限制,同时清除重金属的时间也很长的问题,目前已发展出多种联合修复技术,如植物微生物联合修复、植物动物联合修复、植物基因联合修复、电动联合修复、化学植物修复(包括化学淋洗植物联合修复、螯合剂联合修复)、改良剂植物联合修复、纳米材料植物联合修复等[7]。其中一种强化修复效果的思路是,添加一些物质到土壤中,以增加土壤中重金属的生物利用度,从而使得土壤中的重金属更易于被超级累植物吸收。迄今为止,已证明能够提高修复效果的改良剂种类很多,例如添加EDDS能在一定程度上提高海州香薷对Cu、Zn、Pb的吸收量[8];柠檬酸会提高秋华柳根生物量和根中Cd含量,外源酒石酸、琥珀酸和苹果酸也可提高秋华柳地上部分的Cd积累效率[9];适量施用磷肥明显促进蜈蚣草的生长,提高其砷含量,增大砷累积量[10]。
氮肥近来也被报道能影响植物吸收重金属,且不同形式的氮肥影响不同。很多研究表明氨态氮能促进植物对Cd的吸收[11] [12] [13],且促进效果要大于硝态氮。但也有例外,如硝态氮更有利于鱼腥草体内的Pb2+由根部向茎部转移[14]。同时,有机氮肥在促进植物提取重金属也有重要作用,其中最常使用的就是来源广泛、污染小的氨基酸肥料。杨传杰等[15]发现添加甘氨酸、谷氨酸和半胱氨酸到CdPAHs污染土壤中,能有效促进龙葵的修复效果,复合使用三种氨基酸的效果最好。聚天冬氨酸(PASP)在提高植物对铜、锌和镉吸收及积累上有很好的效果[16] [17]。实验室前期也发现酸性氨基酸(AA)和PASP能提高龙葵对Cd和Pb的提取,并且AA辅助下龙葵对Cd的提取效果要比PASP辅助的效果好[18]。

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