潮褐土镉、铅污染的有机调控机制及其修复途径研究

论文摘要

针对土壤Cd、Pb污染修复的难点问题,采用盆栽试验,以潮褐土和油菜为材料,运用土壤重金属形态连续分析技术,研究了四种有机酸EDTA、DTPA、半胱氨酸和水杨酸,对土壤Cd、Pb形态含量、油菜Cd、Pb吸收浓度及其产量的影响,提出了用有机酸调控潮褐土Cd、Pb污染的修复机制和途径。其主要结论如下: 1.随着DTPA添加量的增加,土壤交换态Cd含量均增加且呈抛物线型的变化趋势,在摩尔比DTPA/Cd=2、DTPA添加量为70.00mg/kg时其含量最高,油菜Cd吸收浓度仅为对照的37%,油菜产量达到最大,为对照的7.13倍。,可选用DTPA作为Cd污染的抑制剂,在种植作物过程中,DTPA的最佳施用量为土壤Cd摩尔浓度的2倍;在农田休闲期间,DTPA的最佳施用量为土壤Cd摩尔浓度的3倍以上,转化为残留态Cd的量大幅度增加。 2.随着半胱氨酸添加量的增加,交换态Cd含量均增加,在摩尔比半胱氨酸/Cd=1/2时,交换态含量为对照的1.16倍,残留态含量达到最高,为对照的1.79倍,油菜Cd的吸收浓度降至最低,仅为对照的38.64%,油菜产量达到了最高,为对照的6.87倍。可选用半胱氨酸作为土壤Cd污染的抑制剂,半胱氨酸最佳施用量为土壤Cd摩尔浓度的0.5倍。 3.随着EDTA添加量的增加,土壤Cd的各种形态含量呈现出不同的变化趋势。其中交换态Cd的含量均增加,但油菜Cd的吸收浓度均有所减低,油菜产量均有不同程度的增加,然而并不随着EDTA添加量的增加而提高,而是呈现了“M”形的变化,不宜选用EDTA作为土壤Cd污染的修复剂。 4.随着水杨酸添加量的增加,土壤交换态Cd的含量均有增加,但是变化规律不明显,添加水杨酸可增加土壤Cd由残留态向交换态和碳酸盐结合态转化的强度,添加水杨酸开始将残留态转化为交换态,继而又形成了碳酸盐结合态的复合物从而增强了Cd在土壤中的潜在毒性。然而,油菜Cd吸收浓度与土壤Cd形态含量的变化之间没有明显的规律性,不宜选用水杨酸土壤Cd污染的改良剂。 5.随着EDTA添加量的增加,土壤Pb交换态含量均增加,呈现抛物线型的变化趋势。当摩尔比EDTA/Pb=1、EDTA添加量为564.20mg,/kg时,土壤Pb交换态含量最高,为对照的157.34倍,占土壤Pb总量的11.49%,油菜Pb吸收浓度达到最高,为对照的180.84倍。EDTA与生物改良结合,修复土壤Pb污染,可使生物改良效果提高180多倍。但此用量下油菜产量仅为对照的10.24%。选用EDTA作为土壤Pb污染的修复剂,与生物改良结合的最佳配合用量为土壤Pb摩尔浓度的1倍,但生物改良必须选用耐抗Pb污染的植物。 6.随着DTPA添加量的增加,土壤Pb交换态含量显著增加,呈抛物线型的变化趋势,在摩尔比DTPA/Pb=4、DTPA添加量为3037.44mg/kg时其含量最高,为对照的690.38倍,而Pb碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的含量,在加入低量的DTPA后,其含量大幅度提高,随后随着DTPA添加量的增加,其含量的增加量逐渐

论文目录

• 1 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 土壤重金属形态的研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 有机酸对重金属污染的影响
• 1.3.1 土壤重金属的存在形态
• 1.3.2 土壤有机酸的种类
• 1.3.3 有机酸对土壤重金属活性的影响
• 1.3.4 有机酸对植物吸收重金属量的影响
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试验方案
• 2.2.2 盆栽试验
• 2.2.3 样品的采集与处理
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 土壤基本理化性质的测定方法
• 2.3.2 土壤重金属形态含量的分析方法
• 2.3.3 植物样品中重金属含量的测定方法
• 3 结果分析与讨论
• 3.1 EDTA对 Cd的作用效果
• 3.1.1 EDTA对土壤Cd形态的影响
• 3.1.2 EDTA对油菜 Cd吸收浓度的影响
• 3.1.3 EDTA对油菜产量的影响
• 3.2 DTPA对 Cd的作用效果
• 3.2.1 DTPA对土壤Cd形态的影响
• 3.2.2 DTPA对油菜Cd吸收浓度的影响
• 3.2.3 DTPA对油菜产量的影响
• 3.3 半胱氨酸对Cd的作用效果
• 3.3.1 半胱氨酸对土壤Cd形态的影响
• 3.3.2 半胱氨酸对油菜 Cd吸收浓度的影响
• 3.3.3 半胱氨酸对油菜产量的影响
• 3.4 水杨酸对 Cd的作用效果
• 3.4.1 水杨酸对土壤 Cd形态的影响
• 3.4.2 水杨酸对油菜 Cd吸收浓度的影响
• 3.4.3 水杨酸对油菜产量的影响
• 3.5 EDIA对 Pb的作用效果
• 3.5.1 EDTA对土壤 Pb形态含量的影响
• 3.5.2 EDTA对油菜 Pb吸收浓度的影响
• 3.5.3 EDTA对油菜产量的影响
• 3.6 DTPA对 Pb的作用效果
• 3.6.1 DTPA对土壤 Pb形态含量的影响
• 3.6.2 DTPA对油菜 Pb吸收浓度的影响
• 3.6.3 DTPA油菜产量的影响
• 3.7 半胱氨酸对 Pb的作用效果
• 3.7.1 半胱氨酸对土壤 Pb形态含量的影响
• 3.7.2 半胱氨酸对油菜 Pb吸收浓度的影响
• 3.7.3 半胱氨酸对油菜产量的影响
• 3.8 水杨酸对 Pb的作用效果
• 3.8.1 水杨酸对土壤 Pb形态含量的影响
• 3.8.2 水杨酸对油菜 Pb吸收浓度的影响
• 3.8.3 水杨酸对油菜产量的影响
• 4 结论
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文
• 作者简历
• 致谢
• 附录