滨海盐生植物净化海水重金属能力研究

论文摘要

重金属污染环境的植物修复研究是近些年国内外环境治理的热点和前沿领域,利用某些具有重金属耐性和积累能力的植物吸收转移环境中一种或几种重金属的特性,从而达到减少重金属含量的目的。目前,关于重金属污染植物修复的研究多为淡水、内陆土壤等介质重金属的修复,而对于河口高盐环境条件下重金属的修复研究较少。本研究以莱州市滨海盐碱地自然生长的盐生植物为试验材料,采用水培的方法,考察了植物的耐盐性,筛选耐盐能力强的植物,进而较为系统地研究Pb、Cd、Cu、Zn单一和复合重金属胁迫下,植物生长情况及重金属富集的影响,并进行动态模拟试验,取得了如下研究结果:1.采集的6种盐生植物中,碱蓬、赤碱蓬、地肤发芽率高,而黄花蒿、罗布麻、毛曼陀罗发芽率过低;进一步的碱蓬、赤碱蓬和地肤耐盐性试验表明,碱蓬耐盐能力明显强于其他2种植物,能够耐受盐度10的海水培养;2.碱蓬幼苗在含低浓度(地表水五类水质标准值)单一Pb、Cd、Cu、Zn重金属的溶液中能够正常生长。植物体内重金属含量随水中重金属浓度的升高而增加,且根部重金属的含量大于地上部;3.盐度为10含Pb、Cd、Cu、Zn单一重金属的海水培养8周后,碱蓬能够适应低浓度(海水四类水质标准值)的重金属污染,表现出对盐和重金属双重胁迫的抗性。碱蓬体内重金属含量也随海水中重金属浓度的升高而增加,但随着碱蓬生物量的增长,重金属富集量增大;4.动态试验表明,碱蓬能够在盐胁迫和4种重金属胁迫条件下正常生长,一个月内系统运行良好,动态系统能够有效的降低盐度10的海水中Pb、Cd、Cu、Zn的浓度,对水中Cd、Cu、Zn的去除率均超过75%;5.静态和动态试验表明,碱蓬有良好的耐盐性和对低浓度Pb、Cd、Cu、Zn耐受性,且能承受盐度和重金属的双重胁迫,具有在滨海和河口地区进行重金属植物修复的潜力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和选题依据
• 1.2 植物修复的研究现状
• 1.2.1 植物修复的定义和类型
• 1.2.2 植物吸收重金属的过程
• 1.2.3 植物对重金属的耐性机理
• 1.3 盐生植物与耐盐机理
• 1.3.1 盐生植物的种类与分布
• 1.3.2 盐生植物的耐盐机理
• 1.4 人工湿地处理重金属污水的研究
• 1.4.1 湿地的概念
• 1.4.2 人工湿地的类型
• 1.4.3 人工湿地系统的构建
• 1.4.4 人工湿地处理重金属污水的应用
• 1.5 植物修复重金属污染海水的研究现状
• 1.5.1 海洋藻类对海水中重金属吸收富集
• 1.5.2 红树植物对海水中重金属吸收富集
• 1.6 本研究的目的和主要内容
• 2 盐生植物种子采集与耐盐性比较
• 2.1 盐生植物种子采集
• 2.1.1 盐生植物种子的野外采集与保存
• 2.1.2 所采集盐生植物简介
• 2.1.3 种子采集地的土壤水溶性盐分总量
• 2.2 植物发芽率和耐盐性筛选
• 2.2.1 盐生植物种子发芽率比较
• 2.2.2 盐生植物耐盐性比较
• 2.3 讨论
• 3 碱蓬幼苗对淡水中PB、CD、CU、ZN 耐受性及富集能力
• 3.1 试验材料与仪器
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 主要仪器
• 3.2 试验设计
• 3.3 样品处理及数据分析
• 3.3.1 样品处理
• 3.3.2 数据分析方法
• 3.4 结果分析
• 3.4.1 碱蓬幼苗在4 种重金属溶液中的生长状况
• 3.4.2 碱蓬幼苗对4 种重金属的富集和转移
• 3.4.3 水—碱蓬幼苗—基质体系中重金属的关系
• 3.5 讨论
• 4 碱蓬对海水中PB、CD、CU、ZN 耐受性及富集能力
• 4.1 试验材料与仪器
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 主要仪器
• 4.2 试验设计
• 4.3 样品处理及数据分析
• 4.3.1 样品处理
• 4.3.2 数据处理
• 4.4 结果分析
• 4.4.1 碱蓬在含重金属的盐度10 海水中生长情况
• 4.4.2 碱蓬对盐度10 海水中Pb、Cd、Cu、Zn 的富集和转移
• 4.4.3 海水—碱蓬—基质体系中重金属的关系
• 4.5 讨论
• 4.5.1 植物应用于河口附近水域重金属净化的必要条件
• 4.5.2 碱蓬对海水中重金属的耐受性
• 4.5.3 碱蓬对淡水和海水中重金属的富集与转移
• 4.5.4 碱蓬对淡水和海水中重金属净化的贡献
• 4.5.5 碱蓬应用于河口水域重金属净化的可行性
• 5 动态条件下碱蓬对海水中重金属的净化
• 5.1 动态试验设计
• 5.1.1 处理水配制和碱蓬植株量
• 5.1.2 流速和取样时间
• 5.1.3 样品保存与处理
• 5.2 试验材料与仪器
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 主要仪器
• 5.2.3 试验装置
• 5.3 动态试验结果与分析
• 5.3.1 水中Pb 的浓度变化
• 5.3.2 水中Cd 的浓度变化
• 5.3.3 水中Cu 的浓度变化
• 5.3.4 水中Zn 的浓度变化
• 5.3.5 动态系统各部分重金属的含量关系
• 5.4 讨论
• 6 结论
• 6.1 试验结果
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢