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改良剂调控对海州香薷修复铜镉复合污染红壤的影响

作　者: 刘燕红
导　师: 史蓉蓉
学　校: 南昌航空大学
专　业: 环境工程
关键词: 铜镉复合污染海州香薷二氧化钛壳聚糖
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前,土壤重金属污染的问题十分严重,尤其是土壤重金属的复合污染。Cu、Cd虽不是伴生重金属,但实际监测分析结果说明土壤中往往同时存在铜和镉的污染,且镉和过量的Cu均会对植物产生毒害。研究Cu、Cd之间复合污染以及利用耐心植物+改良剂的联合修复技术修复铜、镉复合污染红壤具有一定的理论意义。本试验针对铜镉复合污染的酸性红壤,采用植物盆栽和种子萌发试验相结合的方法,运用二氧化钛和壳聚糖为改良剂联合海州香薷修复的组合修复技术,从海州香薷-红壤系统中重金属在根、茎、叶中的分布以及对植物的生长和生理生化指标(叶绿素、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛)和土壤酶活性等方面,分析了不同铜镉处理和改良处理对海州香薷生长的影响,以及二氧化钛和壳聚糖联合海州香薷对铜镉复合污染红壤的改良效果。主要研究结果如下:1.发芽实验结果表明:铜镉污染对海州香薷种子的发芽随着Cu2+浓度升高,先升后降。CCu2+≤20mg/L时可以刺激海州香薷种子的发芽。CCu2+≥40mg/L时或Cu-Cd复合处理时对种苗苗长和根长有抑制作用,其中对根长影响最为显著。由铜镉污染对海州香薷萌发的综合评价,铜镉复合污染对海州香薷种子萌发的影响表现形式为铜、镉的协同作用。2.不同改良处理铜镉复合污染对海州香薷生理生化的影响:1)生物量、叶绿素、根活力、抗氧化系统酶和丙二醛等的分析表明:在不同改良处理的铜镉复合污染中,铜浓度低于200mg/kg时,壳聚糖和二氧化钛改良处理的铜镉复合污染红壤上的海州香薷生长情况更好些。2)Cu的形态和海州香薷体内铜、镉积累分析表明:铜镉复合污染和单一铜污染均以铁锰氧化物结合态为主,其次是碳酸盐结合态和有机物结合态,可交换态和残渣态含量最少。不同铜镉处理和改良处理中,海州香薷体内铜的积累主要在根部,镉的积累在茎部。3)土壤酶的活性分析表明:铜镉复合污染能刺激土壤蛋白酶、过氧化物酶、酸性磷酸酶和脲酶的活性。其中土壤过氧化物酶、酸性磷酸酶可作为判断无改良处理、二氧化钛改良处理和壳聚糖改良处理的铜镉复合污染红壤中Cu、Cd污染程度的主要生化指标。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-10
引言  10-11
第1章文献综述  11-20
  1.1 土壤重金属复合污染概述  11-13
    1.1.1 土壤重金属复合污染  11
    1.1.2 典型重金属污染对植物的生态毒性效应  11-13
    1.1.3 典型重金属污染对土壤酶的影响  13
  1.2 土壤中重金属的形态研究  13-15
    1.2.1 土壤中重金属离子存在形态研究  13-14
    1.2.2 土壤中重金属形态的分布特征  14-15
  1.3 重金属在土壤中的吸附-解吸行为研究  15-16
    1.3.1 重金属在土壤中的吸附-解吸行为机理研究  15
    1.3.2 土壤对重金属吸附解吸的影响因素及吸附性能的数学表达  15-16
  1.4 土壤重金属污染修复技术  16-20
    1.4.1 土壤重金属污染修复技术  16-17
    1.4.2 超富集/耐性植物的研究进展  17-18
    1.4.3 组合修复技术  18-20
第2章材料与方法  20-27
  2.1 技术路线  20-21
  2.2 预实验：不同改良处理土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附解吸实验  21-23
    2.2.1 供试材料  21
    2.2.2 试验设计与方法  21-23
  2.3 发芽实验：铜镉污染胁迫下海州香薷种子萌发试验  23
    2.3.1 供试材料  23
    2.3.2 试验设计与方法  23
  2.4 盆栽试验  23-25
    2.4.1 供试材料  23-24
    2.4.2 试验设计与方法  24-25
  2.5 测定项目及方法  25-26
    2.5.1 土壤基本理化性质测定  25
    2.5.2 植物生理生化性质测定  25
    2.5.3 叶片抗氧化系统酶活力的测定  25
    2.5.4 土壤酶活力的测定  25-26
  2.6 数据处理与分析  26-27
第3章预实验结果与分析  27-37
  3.1 无改良土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附–解吸的影响  27-28
  3.2 壳聚糖改良土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附–解吸的影响  28-31
  3.3 纳米二氧化钛改良土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附–解吸的影响  31-34
  3.4 二氧化钛改良土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附–解吸的影响  34-36
  3.5 本章小结  36-37
第4章发芽实验结果与分析  37-40
  4.1 铜镉污染胁迫对海州香薷种子萌发的影响  37-38
  4.2 铜镉污染胁迫对海州香薷种苗长、根长的影响  38
  4.3 铜镉污染对海州香薷萌发作用的综合评价  38-39
  4.4 本章小结  39-40
第5章盆栽试验结果与分析———铜镉污染对海州香薷生理生化的影响  40-46
  5.1 铜镉污染对海州香薷生物量的影响  40
  5.2 铜镉污染对海州香薷叶绿素、根活力的影响  40-41
  5.3 铜镉污染对海州香薷叶片抗氧化系统酶和丙二醛含量的影响  41-42
  5.4 铜镉污染对海州香薷体内Cu、Cd 积累的影响  42-43
  5.5 铜镉污染对Cu 形态的影响  43-44
  5.6 铜镉污染对土壤酶的影响  44-45
  5.7 本章小结  45-46
第6章盆栽试验结果与分析———不同改良处理对海州香薷生理生化的影响  46-72
  6.1 不同处理对海州香薷生物量的影响  46-48
  6.2 不同处理随时间变化对海州香薷叶绿素的影响  48-49
  6.3 不同处理对海州香薷根活力的影响  49-50
  6.4 不同处理对海州香薷叶片抗氧化系统酶和丙二醛含量的影响  50-53
    6.4.1 不同处理对海州香薷SOD 活性的影响  50-51
    6.4.2 不同处理对海州香薷POD 活性的影响  51-52
    6.4.3 不同处理对海州香薷MDA 活性的影响  52-53
  6.5 不同处理对海州香薷体内重金属含量的影响  53-58
    6.5.1 不同处理对海州香薷体内Cu 积累的影响  53-55
    6.5.2 不同处理对海州香薷体内Cd 积累的影响  55-56
    6.5.3 不同处理海州香薷对Cu、Cd 的吸收系数  56-57
    6.5.4 植物中重金属含量与土壤中重金属全量的相关性分析  57-58
  6.6 不同处理对海州香薷体内重金属形态的影响  58-66
    6.6.1 不同处理下海州香薷对Cu 形态的影响  58-61
    6.6.2 不同处理下海州香薷对Cd 形态的影响  61-63
    6.6.3 土壤重金属形态差异的影响因素  63-66
  6.7 不同处理对土壤酶的影响  66-70
    6.7.1 不同处理对土壤酶的影响  66-67
    6.7.2 土壤酶与海州香薷叶片酶的相关性分析  67-68
    6.7.3 土壤酶与土壤中重金属全量的相关性分析  68-70
  6.8 本章小结  70-72
第7章结论与展望  72-74
  7.1 结论  72-73
  7.2 展望  73-74
参考文献  74-81
发表论文和参加科研情况说明  81-82
致谢  82-83
附录  83-84

改良剂调控对海州香薷修复铜镉复合污染红壤的影响

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