水芹和菖蒲对Pb-Cd污染水体的净化与修复试验研究

论文摘要

目前,水体重金属污染日益受到人们的共同关注,这也成为研究国内外水环境污染治理的难题和焦点。对于我国这样一个矿业资源丰富的大国,在矿区进行水体重金属修复是一项新的课题。本文针对广西车河选矿厂灰岭尾矿库废水的情况,以筛选适合的净化水体重金属污染的水生植物为试验研究,通过对该地的调查和比较前人的实验,选取水芹和菖蒲作为本次的研究对象。从单一的重金属Pb2+、Cd2+与水生植物关系,研究了不同的离子浓度下水生植物的生长状况、水生植物对Pb2+、Cd2+的吸收去除、不同时间下对Pb2+、Cd2+净化效果、水生植物体内重金属Pb2+、Cd2+的积累量以及水生植物生理的状况。实验结果表明,不论水芹或菖蒲,均生长良好,其中菖蒲的去除效果明显于水芹,菖蒲对Pb2+、Cd2+的去除率达到90.4%和87.5%,水芹对Pb2+、Cd2+的去除率达到74.7%和73.3%。通过水培实验,研究复合重金属离子对水生植物的生长、积累量以及Pb-Cd交互作用,实验结果表明:对于水芹和菖蒲,Pb-Cd相互作用效应与多种因素有关,包括重金属之间浓度组合、植物种类和植株部位等,表现得极为复杂,不仅仅是单纯的加和、拮抗或协同作用。本文通过用离子内扩散方程,Lagergren准一级动力学方程和准二级动力学方程对水芹和菖蒲对重金属的吸附机理进行了研究分析,结果表明:用离子内扩散方程验证发现,水芹和菖蒲对Pb2+、Cd2+的吸附过程是一个多线性吸附过程;吸附在整个过程不完全符合Lagergren准一级动力学模式,只是部分符合。准二级动力学方程进行各种拟合发现,其误差均小于离子内扩散方程和Lagergren准一级动力学的误差。通过误差分析,把分析结果按从大到小的顺序排列:离子内扩散方程＞准一级动力学模式＞准二级动力学模式。由此可以证实水芹和菖蒲对Pb2+、Cd2+的吸附过程的吸附过程符合准二级动力学方程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外矿区重金属污染现状
• 1.2.1 国外矿区重金属污染现状
• 1.2.2 国内矿区重金属污染现状
• 1.3 重金属 Pb、Cd的危害
• 1.3.1 重金属 Pb、Cd对植物的危害
• 1.3.2 重金属 Pb、Cd对人体的危害
• 1.4 植物对重金属的抗性研究
• 1.5 植物对重金属的吸附与富集机理研究
• 1.6 植物修复技术的应用
• 1.6.1 人工湿地技术
• 1.6.2 氧化塘
• 1.6.3 水域生态恢复
• 1.6.4 根际过滤技术
• 1.7 植物修复技术的发展前景
• 1.8 课题的研究的目的、意义和内容
• 1.8.1 研究的目的和意义
• 1.8.2 研究的内容
• 1.8.3 实验的设计
• 第二章 大厂矿田库区环境及库区内水质状况
• 2.1 大厂矿田库区基本环境情况
• 2.1.1 库区地理位置及交通
• 2.1.2 尾矿库现状
• 2.1.3 气候条件
• 2.2 库区内水质状况
• 2.3 选矿废水的分析
• 第三章 供试的水生植物筛选试验
• 3.1 供试水生植物基本生物学特性
• 3.1.1 水生植物概况
• 3.1.2 常见水生植物种类及其性状
• 3.1.3 供试水生植物的选择原则
• 3.2 选择结果
• 第四章 水芹和菖蒲对单一Pb、Cd离子的修复研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试植物
• 4.1.2 实验药品及仪器
• 4.1.3 植物培养
• 4.1.4 分析测定方法
• 4.1.5 数据分析统计
• 4.2 结果与分析
• 2+/Cd²⁺下的生长状况'>4.2.1 水芹和菖蒲在 Pb²⁺/Cd²⁺下的生长状况
• 2+/Cd²⁺的吸收去除'>4.2.2 水芹和菖蒲对 Pb²⁺/Cd²⁺的吸收去除
• 2+/Cd²⁺的净化'>4.2.3 不同培养时间下水芹和菖蒲对 Pb²⁺/Cd²⁺的净化
• 2+/Cd²⁺的积累量'>4.2.4 水芹和菖蒲体内Pb²⁺/Cd²⁺的积累量
• 2+/Cd²⁺对水芹和菖蒲叶绿素的影响'>4.2.5 Pb²⁺/Cd²⁺对水芹和菖蒲叶绿素的影响
• 2+/Cd²⁺对水芹和菖蒲根系活力的影响'>4.2.6 Pb²⁺/Cd²⁺对水芹和菖蒲根系活力的影响
• 4.3 讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 水芹和菖蒲对Pb-Cd复合离子的修复研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 供试植物
• 5.1.2 植物培养
• 5.1.3 分析测定方法
• 5.1.4 数据分析统计
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 水芹和菖蒲在Pb-Cd复合下的生长状况
• 5.2.2 水芹和菖蒲体内重金属积累量
• 5.2.3 Pb-Cd复合条件下Pb、Cd交互作用
• 5.3 讨论
• 5.4 本章小结
• 2+/Cd²⁺吸附动力学的研究'>第六章 水芹和菖蒲对 Pb²⁺/Cd²⁺吸附动力学的研究
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料的制备
• 6.1.2 吸附试验方法
• 2+、Cd²⁺吸附动力学'>6.2 Pb²⁺、Cd²⁺吸附动力学
• 6.2.1 离子内扩散方程
• 6.2.2 一级动力学方程
• 6.2.3 准二级动力学方程
• 6.3 讨论
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 叶绿素a与叶绿素b含量的测定
• 附录B 植物根系活力测定—甲烯蓝法
• 附表C Duncan’s多重比较
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文与研究成果