检索结果-南通市图书馆

作者：陈诚湖南农业大学

学位级别：硕士

为了探究水稻重金属镉污染综合阻控技术的应用与优化,实现技术在理论及实践进一步的提升与应用,本文主要针对不同污染程度土壤进行了多种阻控技术的单项及组配试验,选取轻、中及重度的cd污染土壤进行田间随机区组试验,分污染程度对各项... 详细信息

为了探究水稻重金属镉污染综合阻控技术的应用与优化,实现技术在理论及实践进一步的提升与应用,本文主要针对不同污染程度土壤进行了多种阻控技术的单项及组配试验,选取轻、中及重度的cd污染土壤进行田间随机区组试验,分污染程度对各项技术措施的效果进行探讨。并通过田间随机区组试验,分别以湖南长株潭地区花岗岩、第四纪红壤及河流冲积物成土母质的污染稻田为研究对象,探究土壤改良剂阻控技术对不同成土母质的污染土壤水稻吸收积累cd的影响。主要试验结果如下:(1)第二章通过综合阻控技术在轻度cd污染的早稻田间实验,表明:相比于对照组,使用不同的阻控技术对水稻稻谷各部位总镉含量呈降低趋势,这说明在水稻种植过程中使用综合阻控技术能在一定程度上阻控镉在水稻稻谷中的积累,其中IP、VIP、VIP+N2、VIP+N1处理效果很好,相对于CK,降低率分别达到76.17%、82.35%、88.24%与90.20%,能将轻度污染区种植的水稻糙米部分cd含量降低到到国家食品安全标准。(2)第三章通过综合阻控技术在中度cd污染的早稻田间实验,,表明:相比于对照组,使用不同的阻控技术对水稻稻谷各部位总镉含量呈降低趋势,这说明在水稻种植过程中使用综合阻控技术能在一定程度上阻控镉在水稻稻谷中的积累,IP’、VIP’、VIP+N2’、VIP+N1’表现出很好的阻控效果,相对于CK’,降低率分别达到69.77%、72.09%、79.07%与86.05%,能将中度污染区种植的水稻糙米部分cd含量降低到到国家食品安全标准。(3)第四章通过综合阻控技术在重度cd污染的早稻田间实验,,表明:相比于对照组,使用不同的阻控技术对水稻稻谷各部位总镉含量呈降低趋势,这说明在水稻种植过程中使用综合阻控技术能在一定程度上阻控镉在水稻稻谷中的积累,其中IP”、VIP”、VIP+N2”、VIP+N1”处理效果很好,相对于CK”,降低率分别达到75.26%、78.95%、84.21%与63.16%,能将轻度污染区种植的水稻糙米部分cd含量降低到到国家食品安全标准,低镉品种“V”处理,在重度污染区,很难启到良好的阻控效果。(4)第五章通过在污染稻田使用土壤调理剂,发现土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但能有效降低水稻茎叶cd含量,显著降低稻米cd含量。花岗岩、第四纪红壤、河流冲积物3试验点的水稻稻米、茎、叶cd含量分别平均比对照下降36.90%、25.33%、29.96%,皆达到显著差异水平。(5)施用土壤调理剂主要是提高了土壤的pH值,降低了土壤有效态cd含量,降低了土壤中cd的活性,进而减少水稻对cd的吸收积累;同时,土壤调理剂中Ca、Si、Zn及有机质也对水稻吸收积累cd具有一定的抑制作用,但受成土母质的影响,不同地点间施用土壤调理剂的降cd效果存在一定的差异。

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沉积物镉污染环境下梨形环棱螺的生态适应机制研究

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作者：黄微南华大学

学位级别：硕士

目的:为了探究梨形环棱螺耐受镉的生态适应机制,本项目以沉积物-梨形环棱螺系统为研究对象,通过室内模拟试验、分析测试和理论分析等方法,研究了沉积物cd污染下梨形环棱螺各器官cd的累积和梨形环棱螺过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(S... 详细信息

目的:为了探究梨形环棱螺耐受镉的生态适应机制,本项目以沉积物-梨形环棱螺系统为研究对象,通过室内模拟试验、分析测试和理论分析等方法,研究了沉积物cd污染下梨形环棱螺各器官cd的累积和梨形环棱螺过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的调整和丙二醛(MDA)与谷胱甘肽(GSH)含量变化、肠道微生物对梨形环棱螺耐受cd的作用。方法:1构建沉积物-梨形环棱螺系统,用自然保护区无污染寡营养陆地土壤制备含不同浓度cd(0、10.00、30.00、50.00、70.00和90.00 mg/kg)的人工沉积物。将清洁水体采集的梨形环棱螺驯化10d,将驯化过的梨形环棱螺在玻璃培养缸(沉积物:上覆水=1:4)中养殖。2研究梨形环棱螺不同器官中cd累积,在第0d、3d、7d、14d、28d收集梨形环棱螺,用火焰原子分光光度法分析测定梨形环棱螺的腹足、内脏囊和壳中cd的含量。3研究沉积物cd污染环境下梨形环棱螺生理生化指标变化,在第0d、3d、7d、14d、28d收集梨形环棱螺,分析检测其生殖腺、消化腺、肝胰脏和腹足的SOD、CAT、MDA与GSH的变化。4探讨梨形环棱螺肠道共生微生物微生态系统对镉的生物学作用,将野外取样的梨形环棱螺的肠道微生物用含cd的LB培养液培养分离出细菌,测定cd去除率;使用扫描电镜、X射线和透射电镜观察细菌的形态。结果:1.梨形环棱螺体内cd的分布具有很大的差异,cd主要分布在内脏团,且内脏团在cd胁迫浓度为90mg/kg水平时富集系数在第28d最高。2.梨形环棱螺在cd胁迫下,体内CAT、SOD活性和GSH、MDA含量都出现了显著的上升,随着时间的增加,酶活性整体呈先降后升再降的趋势。3.梨形环棱螺肠道菌群中筛选出3株耐cd的细菌,菌株1-12和菌株1-16主要通过细胞外沉淀吸附cd而菌株1-17可能是通过胞吞作用来实现cd的吸附。结论:1.梨形环棱螺内脏团的cd累积能力最强,是因为摄入与代谢不平衡,且内脏团中肝胰脏是重金属蓄积的靶器官和解毒器官。2.梨形环棱螺在受到一定范围浓cd胁迫时,体内的CAT、SOD的酶活性和GSH含量升高,以减少cd在螺体内造成的氧化损伤。3.梨形环棱螺肠道内的共生菌(柠檬酸杆菌属,菌株1-12、1-16和1-17)通过吸附(吸收)梨形环棱螺消化道中的cd,降低cd在螺体内的累积,以有效地减少cd对梨形环棱螺的生物毒害作用。

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伴矿景天根系分泌物及其组分在镉污染土壤修复中的作用

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作者：孙丽娟湖南师范大学

学位级别：硕士

根系分泌物是植物根系与土壤进行物质、能量以及信息传递的载体。植物通过改变根系分泌物的产生和累积来适应重金属胁迫。而根系分泌物能改变根际土壤理化性质,影响土壤重金属活性和有效性,促进植物对重金属的吸收。通过研究伴矿景天在... 详细信息

根系分泌物是植物根系与土壤进行物质、能量以及信息传递的载体。植物通过改变根系分泌物的产生和累积来适应重金属胁迫。而根系分泌物能改变根际土壤理化性质,影响土壤重金属活性和有效性,促进植物对重金属的吸收。通过研究伴矿景天在修复中轻度cd污染土壤时,其根系分泌物在修复过程中的作用,可为修复cd污染土壤提供新的思路。本研究以伴矿景天为试验材料,探究了伴矿景天根系分泌物组成和含量在cd胁迫下的变化,筛选出伴矿景天根系分泌物组分中能提高土壤cd生物有效性和伴矿景天修复效率的组分或不同组分的组合,为揭示伴矿景天耐cd或超积累cd的可能作用机制,以及强化伴矿景天修复中轻度cd污染土壤中提供一定的参考。主要研究结果如下:（1）由GC-TOF-MS分析可知,伴矿景天根系分泌物由155种代谢物组成,包括有机酸、氨基酸、碳水化合物、脂肪酸、胺类、脂类、醇类和其它物质。cd胁迫下,有33种根系分泌物被鉴定为差异代谢物,包括苹果酸、乙醇酸、戊二酸、甘氨酸、丙氨酸、异丁胺、尿素等。差异代谢物的变化表明,cd胁迫同样影响了与之相关的有机酸代谢、脂代谢、氨基酸代谢等代谢途径。差异代谢物代谢途径分析表明,与低cd处理相关的代谢途径有13条,与高cd处理相关的代谢途径有6条。其中有5种代谢途径是与cd胁迫相关性最高的关键途径,主要为氨基酸代谢。（2）根系分泌物组分中,与CK相比,同一浓度的柠檬酸和苹果酸处理下土壤p H在一周内显著降低,柠檬酸和伴矿景天根系分泌物原液处理的土壤DTPA-cd含量在试验开始后第3天显著增加。不同含量的柠檬酸、甘氨酸、果糖处理对水稻土p H降幅和对cd的活化效果表现为柠檬酸＞甘氨酸＞果糖,其中,柠檬酸处理的土壤p H在试验开始后第1天显著降低了0.25～1.00个单位,土壤DTPA-cd含量提高了35.14%～66.21%;各处理对紫色土表现为柠檬酸≈甘氨酸＞果糖,其中,柠檬酸和甘氨酸处理的土壤p H分别降低了0.21～0.27、0.22～0.27个单位,土壤DTPA-cd含量分别提高了13.31%～20.59%、16.58%～21.55%。在复配处理中,仅柠檬酸与甘氨酸复配处理分别在水稻土和紫色土中效果较好,但各处理在水稻土中的效果都要高于紫色土。（3）根系分泌物组分中,与CK相比,在同一浓度的柠檬酸、苹果酸和琥珀酸处理下,伴矿景天生物量显著提高了27.07%～44.79%,地上部的cd含量显著提高了23.55%～35.18%。而在不同柠檬酸浓度或与甘氨酸复配处理中,与ACK相比,CG2处理效果最好,伴矿景天生物量显著提高了25.98%,地上部的cd含量显著提高了17.88%。与对照组相比,各处理均促使土壤中残渣态cd含量的降低,而向弱酸提取态cd、可还原态cd转化,此外,它还提高了土壤中cd的有效态含量和生物有效性。其中,同一浓度的柠檬酸、甘氨酸和果糖处理,以及CG2处理的土壤cd有效性均大于50%。此外,在同一浓度的各处理中,柠檬酸处理土壤cd全量较CK显著降低了14.84%,伴矿景天的修复效率降低了11.33%;在不同柠檬酸浓度或与甘氨酸复配处理中,CA1和CG2处理土壤cd全量分别较ACK降低了20.46%和20.39%,伴矿景天的修复效率分别为46.16%和46.11%。

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重金属污染对城市绿地丛枝菌根真菌多样性的影响

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作者：周夏艳河南农业大学

学位级别：硕士

城市绿地重金属污染作为重要的环境问题,已受到了广泛的关注。重金属污染会对城市绿地生态系统丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)造成严重影响,影响城市绿地生态系统功能有效发挥。然而,在城市绿地生态系统中,重金属污染... 详细信息

城市绿地重金属污染作为重要的环境问题,已受到了广泛的关注。重金属污染会对城市绿地生态系统丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)造成严重影响,影响城市绿地生态系统功能有效发挥。然而,在城市绿地生态系统中,重金属污染对AMF群落的影响机制尚不清楚。本研究以郑州市绿地为研究对象,采用高通量测序技术,分析城市绿地重金属污染特征及AMF多样性的基础上,探究了镉污染梯度和绿地类型对AMF的影响,具体研究结果如下:(1)在郑州市城市绿地设置了60个样方,测定了cd、Pb、Cu、Zn、Fe五个重金属指标,分析郑州市城市绿地重金属污染特征。结果显示:1)郑州市绿地重金属cd、Pb、Cu、Zn、Fe的平均值分别是河南省背景值的3.44、1.31、2.94、1.21、1.09倍,已呈现富集状态;2)cd是郑州市绿地最重要的重金属污染物,处于重度污染状态,五种重金属的综合污染排序是cd>Zn>Cu>Pb>Fe;3)重金属对道路绿地的污染大于公园绿地,道路绿地的重金属污染程度达到重度污染(P=3.19),公园绿地的重金属污染程度达到中度污染(P=2.53)。(2)采用高通量测序技术,分析郑州市城市绿地AMF的群落结构和多样性。结果显示:1)在所有样品中一共检测出AMF 7科、7属、59种和571个OTU,其主要优势科是球囊霉科(Glomeraceae)(71.04%);2)城市化影响AMF的多样性,其谱系多样性随城市距离的增加而显著减少(Pcd污染是郑州市城市绿地重金属污染的重要因子。为此,本研究对受四种不同cd污染(无污染、轻污染、中污染和重污染)城市绿地土壤中的AMF进行分析。结果显示:1)cd污染导致所有AMF和特化种多样性增加,泛化种多样性下降;2)在不同cd污染梯度中,所有AMF和特化种的群落构建机制受确定性过程驱动,而泛化种的群落构建机制受随机过程驱动;3)在不同cd污染梯度中,特化种的网络稳定性高于泛化种。(4)公园绿地和道路绿地是郑州市的重要绿地类型。为此,本研究对郑州市道路绿地和公园绿地的AMF多样性进行对比分析。结果显示:1)在城市绿地生态系统中,AMF的群落构建过程主要由随机过程主导;2)绿地类型影响AMF的群落构建过程,随机过程对道路绿地AMF的群落构建高于公园绿地;3)所有AMF和特化种在公园绿地中具有更高的网络稳定性,而泛化种在道路绿地中具有更高的网络稳定性,特化种是维持城市绿地生态系统AMF网络稳定性的主要关键物种。综上所述,(1)郑州市绿地重金属已呈现富集状态,cd是郑州市绿地最重要的重金属污染物因子;(2)郑州市绿地AMF多样性丰富,绿地类型影响AMF的多样性;(3)cd污染导致所有AMF和特化种多样性增加,泛化种多样性下降;(4)绿地类型影响AMF的物种共存机制。以上结果促进了对郑州市城市绿地重金属污染特征及AMF多样性的认识,为以后郑州市的城市规划和可持续发展提供了重要信息,也为其它城市的绿地管理与保护提供理论知识。

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19个品种杨桃（Averrhoa carambola）对cd的富集能力与修复潜力比较

19个品种杨桃（Averrhoa carambola）对Cd的富集能力与修复潜力比...

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作者：戴子云中山大学

学位级别：硕士

杨桃(Averrhoa carambola L., Oxalidaceae)是一种广泛种植于热带和亚热带地区的大生物量木本植物,近年来被鉴定是一种新的cd富集植物。由于其品种复杂,不同品种对cd的富集能力可能存在差异,因此筛选出cd富集能力强的杨桃品种,是提高杨... 详细信息

杨桃(Averrhoa carambola L., Oxalidaceae)是一种广泛种植于热带和亚热带地区的大生物量木本植物,近年来被鉴定是一种新的cd富集植物。由于其品种复杂,不同品种对cd的富集能力可能存在差异,因此筛选出cd富集能力强的杨桃品种,是提高杨桃修复cd污染土壤效率的一个途径。本研究首先通过野外调查,研究了广东省19个品种杨桃富集cd的特性,结合水培实验验证了不同品种杨桃富集cd的能力,再通过田间小区实验评估不同品种杨桃用于修复cd污染土壤的效率;最后,用RAPD方法建立了不同品种杨桃鉴定的指纹图谱,并进行遗传相似性分析。主要结果如下:1、野外调查共采集到19个品种的杨桃(包括14个商品化品种和5个地方品种),不同品种枝和叶cd生物富集系数(bioconcentration factor, BCF),分别为1.16-20.2和1.22-28.2,最小和最大值对应的品种分别是东莞甜和中大。各个品种都能富集cd,来自8个样点杨桃枝和叶的cd含量(不同品种的平均值)分别达到了2.04和2.65 mg kg-1(干重)。2、水培实验中,在溶液中cd浓度为5 mg kg-1生长9周后,14个品种的杨桃就能在地上部富集超过100 mg kg-1 cd,最高的品种二林能在其茎部富集cd达到437 mg kg-1,一些商品化品种杨桃的cd转运系数(TF)大于1。当溶液中cd浓度为20 mg kg-1时,同低浓度cd胁迫条件下相比,各品种杨桃的生物量都没有受到显著的影响,也没有表现出明显的cd毒害症状。不同品种的杨桃均表现出很强的cd耐性。3、通过田间小区实验,评价16个品种杨桃修复轻度cd污染土壤的效果。结果表明,采用二年生实生苗、高密度种植的各品种杨桃在田间生长非常迅速,而且对cd的修复效率也非常高。其中商品化品种吴川甜杨桃在生长约230天后,其地上部生物量达到了29.5 ton ha-1,对cd的去除量330 g ha-1,对土壤总cd的去除率为12.8%,明显高于其它品种。4、利用RAPD技术对17个品种杨桃进行了指纹图谱构建及遗传相似性分析,从48条RAPD随机引物中筛选出13条具有稳定多态性的引物。应用13条RAPD引物产生的特异性标记组合可以鉴别17个品种。通过UPGMA法进行聚类分析,当GSC = 0.74时,可将17个品种杨桃分为4个群,17个品种间的平均遗传相似系数为0.68。综上所述,不同品种的杨桃都具有较高但不同程度的cd富集能力,同时对cd均具有很高的耐性。总体看商品化的杨桃品种表现出更强的cd富集能力,同时相比于地方品种,在适应能力、生长速度和抗性上表现出优势,因此也具有更高的cd污染土壤的修复效率。

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改性生物炭对土壤中镉的钝化效果及机理研究

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作者：孙家婉淮阴工学院

学位级别：硕士

当前农田土壤重金属镉(cd)污染现象十分严重,对农产品与食品安全产生严重威胁。生物炭因其特殊的结构及表面活性,加之原材料来源广、制备简单且环保,故在农田土壤重金属修复中受到越来越多的关注及应用,但初始生物炭对土壤重金属的固持... 详细信息

当前农田土壤重金属镉(cd)污染现象十分严重,对农产品与食品安全产生严重威胁。生物炭因其特殊的结构及表面活性,加之原材料来源广、制备简单且环保,故在农田土壤重金属修复中受到越来越多的关注及应用,但初始生物炭对土壤重金属的固持效果还未达到理想状态。因此,通过多种方法对生物炭进行改性,以改善其对重金属的吸附能力是目前国内外学者关注的焦点。本论文在课题组前期芦苇生物炭制备技术研究的基础上对芦苇生物炭进行共热解和热解后(化学浸渍和物理球磨)改性;并从改性生物炭的特性、对水体中cd的吸附效果和土壤中cd的钝化效果及其应用、理化性质和蔬菜中cd含量的影响等方面来筛选生物炭的最佳改性方法;最终得出了通过芦苇生物炭中加入KOH后机械球磨(QK)或生物炭中加入KOH和凹凸棒土后机械球磨(QKA)可以显著降低土壤中cd的迁移性和植物中cd的积累。其主要结果如下:(1)改性生物炭QK和QKA的pH值分别为10.54和11.81,较初始芦苇生物炭(YC)提高了1.05和1.76,在50 mg·L的cd溶液中对cd的吸附量分别为29.73 mg·kg和23.62mg·kg,分别是YC的6.48和5.42倍。(2)在土培养试验中,施用改性芦苇生物炭QK和QKA的土壤pH值分别为6.64和6.54,较施加YC的土壤增加了0.40和0.30,较未施加生物炭土壤(CK)增加了0.65和0.55;对土壤中有效态cd的钝化率分别为22.61%和22.32%,是YC的1.59倍和1.57倍。(3)在盆栽试验中,种植土壤中添加QK和QKA处理土壤cd的弱酸提取态相较于YC降低了22.93%和20.86%;可还原态相较于YC降低了16.67%和15.90%;残渣态相较于YC提高了36.87%和49.61%;并且改性生物炭增加了土壤中的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,强化了络合作用、沉淀反应的重金属钝化机制。(4)改性生物炭显著降低了小青菜中cd含量的积累,QK和QKA处理小青菜地上部分中cd浓度比YC中的分别降低了38.53%和11.76%,QK和QKA处理在小青菜根部中cd浓度比YC中的分别降低了42.83%和18.06%。

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不同改良剂对油茶林酸性土壤镉污染及N2O排放的影响

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作者：高宇江西农业大学

学位级别：硕士

土壤重金属污染严重威胁人类健康,温室气体排放增加则引起全球气候变化,是可持续发展面临的严峻挑战。重金属污染和土壤氧化亚氮(NO)排放与土壤p H密切相关。土壤p H低,重金属元素具有极高的可迁移性和活性,同时酸性土壤NO排放加剧。因... 详细信息

土壤重金属污染严重威胁人类健康,温室气体排放增加则引起全球气候变化,是可持续发展面临的严峻挑战。重金属污染和土壤氧化亚氮(NO)排放与土壤p H密切相关。土壤p H低,重金属元素具有极高的可迁移性和活性,同时酸性土壤NO排放加剧。因此,酸性土壤重金属污染和温室气体排放问题尤为突出。油茶(Camellia oleifera)是我国重要的木本油料树种,具有极高的经济价值和生态价值。由于油茶集约型施肥,根系分泌有机酸等生理特性,以及生长区域气候特征等原因,集约型油茶林土壤酸化严重,已超出油茶适宜生长土壤酸度范围(p H=5.5-6.5)。土壤酸化不仅会导致油茶减产,还会增加土壤重金属污染风险,导致温室气体排放加剧。为缓解重金属污染和全球气候变化,改良土壤酸化,当前已经开展了多种研究。羟基磷灰石具有高吸附性、高稳定性,被认为是治理重金属的理想吸附剂。农林有机废弃物制备生物质炭已被广泛用于土壤改良、重金属治理,以及缓解土壤酸化。改性生物质炭是通过对生物质炭进行修饰,提高吸附重金属离子能力。与羟基磷灰石相比,改性生物质炭材料来源更为广泛。以上不同改良剂对油茶林酸性土壤重金属治理以及NO减排效果尚不明确。本研究通过对比分析生物质炭、改性生物质炭和羟基磷灰石施用对油茶林酸性土壤重金属镉(cd)污染以及土壤NO排放的影响,研究生物质炭、改性生物质炭和羟基磷灰石对酸性土壤重金属污染治理以及NO减排的潜在影响和机制。同时探讨了不同改良措施下土壤NO微生物功能基因丰度,深入分析其微生物机制。结果表明:(1)羟基磷灰石对土壤cd污染的治理效果最佳,在不施氮肥和施氮肥土壤中分别降低73.4%和64.9%,其次是生物质炭和改性生物质炭。(2)cd显著降低施氮土壤64.1%NO排放,抑制土壤微生物氨氧化古菌(AOA)基因的丰度,这可能是cd降低土壤NO排放的机制之一。(3)羟基磷灰石降低施氮土壤NH-N和NO-N浓度、AOA和nir S基因丰度,改性生物质炭增加cd污染土壤nos Z基因丰度,生物质炭增加cd污染土壤氨氧化细菌(AOB)基因丰度。(4)施氮肥下,羟基磷灰石、改性生物质炭和生物质炭显著降低了无镉污染土壤NO排放,抑制效果为羟基磷灰石>改性生物质炭>生物质,这与p H值的增加密切相关。虽然羟基磷灰石对土壤NO排放的抑制作用比改性生物质炭和生物质炭更为有效,但增加了114.9%土壤CO排放。生物质炭促进了镉污染土壤NO排放,羟基磷灰石和改性生物质炭对土壤NO排放有显著抑制作用。(5)油茶土壤酸化改良方面,改性生物质炭和生物质炭改良后的土壤p H值在5.4-6.5之间,属于油茶的适宜生长范围,而羟基磷灰石极大提高土壤p H值,超出了油茶适宜p H范围。因此,改性生物质炭和生物质炭在油茶土壤酸化改良上更值得推广。(6)结构方程模型表明,土壤改良剂对土壤NO排放影响更多是通过间接作用影响,如通过影响土壤p H、铵态氮和硝态氮等。重金属cd对NO排放直接影响为抑制,间接影响为通过减少土壤硝态氮含量对NO排放产生抑制作用。综上,生物质炭、改性生物炭和羟基磷灰石均可通过改变土壤微生物功能基因及氮转化对土壤NO排放产生抑制作用。但生物质炭在cd污染土壤中会促进NO排放,适用于无重金属cd污染的土壤减排和酸性改良。羟基磷灰石在减排和治理重金属cd污染上潜力巨大,但不适用于油茶土壤的酸性改良。改性生物炭在降低cd污染和NO排放,油茶酸性改良方面适用性更强,具有广泛应用前景。

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重金属污染对土壤酶活性影响及植物修复的研究

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作者：葛芳芳河南师范大学

学位级别：硕士

本论文以新乡市本地的土壤环境为研究对象,对重金属污染土壤的酶活性进行研究,并对某工业区周边土壤的重金属污染现状调查,通过筛选污染区的镉富集植物初步探索植物修复技术对污染的治理效果。选取土壤脲酶,蔗糖酶和过氧化氢酶为研究对... 详细信息

本论文以新乡市本地的土壤环境为研究对象,对重金属污染土壤的酶活性进行研究,并对某工业区周边土壤的重金属污染现状调查,通过筛选污染区的镉富集植物初步探索植物修复技术对污染的治理效果。选取土壤脲酶,蔗糖酶和过氧化氢酶为研究对象,对cd、Zn污染情况下土壤酶活性进行研究。结果表明,在cd污染下,对蔗糖酶和过氧化氢酶均表现为抑制作用,而低浓度的cd对土壤脲酶活性有一定的促进作用,高浓度的cd对土壤脲酶存在抑制作用。Zn处理下,低浓度的Zn可以促进土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性,高浓度的Zn会对其产生抑制作用。在cd、Zn复合污染条件下,随着污染物处理浓度的提高,对脲酶的抑制作用逐渐增强,对蔗糖酶和过氧化氢酶的活性呈现先促进后抑制的现象。综合比较,对三种酶活性的影响大小为脲酶>过氧化氢酶>蔗糖酶。对新乡市某工业区周边土壤采样调查,发现该地区采集的所有土壤样品中重金属cd与Ni均存在超标现象,Pb、Cr、Cu、Zn、As未出现超标。土壤中的cd与Ni主要以易被植物吸收的铁锰化合物结合态存在,污染指数法、潜在生态危害指数法和地质累积指数法分析结果均显示该地区的土壤受到cd的严重污染。对该区某废弃的氧化镉厂内的16种植物及其根际土壤采样,从植物的生长情况、植物对重金属cd的富集量、转运系数和生物富集系数等方面分析比较,得出小藜适合修复cd浓度较高的污染土壤,而对于低浓度的镉污染土壤更适合选择八宝景天进行治理。以调查取样的新乡市某地区周边农耕土壤中的cd含量为参考依据,选取八宝景天作为研究对象,在实验室条件下设置不同的cd污染及cd、Zn复合污染处理组,对八宝景天的生长状况和富集特性进行进一步的探究。实验表明,在cd污染处理下,低浓度的cd对八宝景天的生长有促进作用,高浓度的cd对八宝景天生长的有抑制作用。八宝景天对cd的富集量随着土壤中cd浓度的增加逐渐升高,各cd污染处理组的TF值和BCF值均大于1,说明八宝景天具有较强的转运能力和cd元素的富集能力,具备作为cd的超富集植物的潜能;在cd、Zn复合污染条件下,同一Zn处理浓度中随着添加cd浓度的增加,八宝景天的株高、根长、地上与地下部分的干重逐渐下降,反之亦有相同的趋势。与相对应的单一cd污染处理组相比,Zn的加入增加了八宝景天对土壤中cd的富集量。

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象草对镉污染土壤的田间植物提取修复效果研究

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作者：周志强福建农林大学

学位级别：硕士

中国南方部分农田镉(cd)污染较为严峻,严重威胁着农产品安全,迫切需要对cd污染土壤进行修复和安全利用。植物提取修复技术二次污染小、成本低、易操作,是污染土壤原位治理技术的热点。能源作物象草(Pennisetum purpureum Schumach)已被... 详细信息

中国南方部分农田镉(cd)污染较为严峻,严重威胁着农产品安全,迫切需要对cd污染土壤进行修复和安全利用。植物提取修复技术二次污染小、成本低、易操作,是污染土壤原位治理技术的热点。能源作物象草(Pennisetum purpureum Schumach)已被证实是一种具有提取修复潜力的植物。本研究通过野外小区试验,探讨象草在不同类型土壤(壤土、砂壤土和粘壤土)和cd污染程度(0、0.25、0.5、1、2、4、8、16 mg·kg)下的实际修复效果,以及不同生长时期刈割(第一茬70天生长期F,第一茬120天生长期F)和刈割次数(第一茬120天生长期F,第二茬120天生长期S)对象草提取修复的影响。主要结论如下:(1)在土壤cd含量≤16 mg·kg的范围内,象草均可存活;当土壤cd含量≤0.5 mg·kg时可轻微促进象草的生长,而当土壤cd含量≥8 mg·kg时,则显著(P叶>根。随土壤cd含量的增加(特别是当土壤cd含量≥2 mg·kg时),象草各部位(茎、叶和根)cd浓度和提取量均大幅提升,并显著高于对照(Pcd浓度远高于茎和叶,象草将cd从根部向地上部转运的能力一般;各处理条件下象草的TF(转运系数)值均1之外,120天生长期收获的两茬象草BCF均cd浓度分别为0.27-5.91、0.32-6.00和0.28-4.89 mg·kg,分别是F时期的2.31-4.59、2.05-3.97和2.36-5.55倍;F时期象草的TF和BCF值均高于F时期,表明F时期象草地上部对cd的转运和富集能力强于F时期。F时期,在壤土、砂壤土和粘壤土中,象草地上部cd的提取量分别为0.06-2.03、0.10-2.32、0.06-1.82 mg·株,而F时期上述对应提取量分别为0.17-3.73、0.19-3.19、0.19-2.40 mg·株;F时期象草地上部对土壤cd的提取量高于F对应值。选择在120天生长期收获象草,地上部cd提取量要优于70天生长期。(3)对比刈割次数(F和S)对象草提取修复土壤cd的影响,在壤土、砂壤土和粘壤土中,第二茬象草地上部的生物量均高于第一茬,分别是第一茬的1.80-2.23、1.43-2.16和1.73-2.46倍;第一茬象草地上部cd浓度高于第二茬,分别是第二茬的1.00-2.04、0.86-1.82和0.87-2.46倍。第二茬象草地上部的TF和BCF值均低于第一茬,表明第二茬象草地上部对于cd的转运和富集能力较第一茬出现了下降。在壤土、砂壤土和粘壤土中,第二茬象草地上部的cd提取量分别为0.31-4.66、0.33-4.32和0.29-2.68 mg·株,略高于第一茬象草。(4)将土壤理化性质(全cd、有效态cd、p H、土壤有机质含量、粘粒含量、CEC等)与象草地上部和根部cd浓度进行多元逐步回归。结果表明,三个不同时期收获的象草地上部与根部的cd浓度均与土壤有效态cd和全cd含量呈正相关关系,而与土壤p H和粘粒含量呈负相关关系。土壤有效态cd含量是影响象草地上部和根部cd浓度的主要因素。随着土壤有效态cd含量的增加象草地上部和根部的cd提取量也显著(Pcd是象草吸收土壤cd的主要形态。当土壤cd含量和收获时期相同时,三种类型土壤中象草地上部cd提取量均表现为:壤土>砂壤土>粘壤土。综上,在使用象草修复cd污染土壤时,土壤有效态cd含量是影响象草地上部cd提取量的关键土壤因素。适当延长象草的生长时间,选择在120天生长期进行收获可提升象草地上部的cd提取量,进而提升象草的修复效率;使用刈割方式多次收获象草地上部,在节省工作量的同时也可提升象草对土壤cd的修复效率,进而缩短修复时间。

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同方学位论文库评论

外源有机酸对秋华柳镉积累效率的影响

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作者：周翠西南大学

学位级别：硕士

植物修复效率往往受限于土壤中重金属的生物有效性,添加有机酸活化重金属以提升植物对重金属的抽提效率是一种行之有效的技术措施。秋华柳是柳属多年生木本植物,生物量大,自然分布广泛。已有对秋华柳镉(cadmium,cd)耐性和积累特性的研... 详细信息

植物修复效率往往受限于土壤中重金属的生物有效性,添加有机酸活化重金属以提升植物对重金属的抽提效率是一种行之有效的技术措施。秋华柳是柳属多年生木本植物,生物量大,自然分布广泛。已有对秋华柳镉(cadmium,cd)耐性和积累特性的研究表明,秋华柳具备修复cd污染土壤的潜力,但如何进一步提升秋华柳对cd污染土壤的修复效率是其应用推广的关键。本研究以秋华柳实生幼苗为研究对象,对不同cd浓度(0、2、5、10、20、40 mg·L cd)胁迫下秋华柳根系分泌物中有机酸的特征进行了研究,从中筛选出可能利于提高秋华柳cd修复效率的有机酸。采用盆栽模拟实验,研究了外源有机酸的添加对秋华柳的生长潜力,植株cd积累特征以及对土壤重金属形态的影响。其中,cd浓度设置均为10 mg·kg,外源有机酸共三种:草酸、酒石酸和EDTA(作为阳性对照),每种酸设置两个浓度:5 mmol·kg,10 mmol·kg。主要结果如下:(1)不同cd浓度胁迫下,秋华柳根系分泌物中共检测出4种有机酸:草酸、酒石酸、琥珀酸和乙酸。其中,草酸是根系分泌物中有机酸的主要成分,含量随cd处理浓度先升高后降低,在5 mg·L cd处理组达到最大值。酒石酸、琥珀酸含量次之,而乙酸仅在20和40 mg·L cd两个高浓度cd处理组下有检测到,且含量仅占已测总酸的0.4%-0.9%。(2)外源添加EDTA严重影响秋华柳的生长,植株株高、基茎及各器官生物量均显著低于对照组,光合色素含量减少,光合作用能力下降,致使植株叶片干枯、卷曲,长势矮小。外源添加草酸、酒石酸未对秋华柳的生长造成影响,秋华柳可维持较高的净光合速率,通过提高叶绿素在光合色素中的比例,确保有充足的反应中心色素,维持较高的光合能力,表现出较强的生长适应性。(3)外源添加低浓度EDTA可提升秋华柳根、茎中的cd含量(分别高出cd胁迫组116.07%、117.74%),但由于EDTA、EDTA-cd络合物对秋华柳产生毒性效应,直接影响植物的正常生长,降低植物的生物量。随外源添加浓度的增大,EDTA对秋华柳生长的抑制作用更明显,导致外源添加EDTA后,秋华柳对cd污染土壤的修复效率不佳。外源添加草酸和酒石酸对植物的生长无抑制作用,而对秋华柳cd积累特征的影响有所差异,外源添加低浓度酒石酸可显著提升秋华柳各器官的cd含量及cd积累量。外源草酸的添加对秋华柳的cd积累特征无显著性影响。(4)外源有机酸的添加,不同程度的降低了土壤中各处理组的残渣态cd含量,同时增加了土壤中可交换态cd含量,EDTA和低浓度酒石酸对重金属cd有较好的活化能力。而外源草酸的添加未能显著提高土壤中重金属cd的生物有效性。综上所述,秋华柳具有较高的cd耐受能力。不同cd浓度胁迫下,秋华柳根系将分泌以草酸为主,酒石酸、琥珀酸和乙酸为辅的有机酸应对环境的改变。将cd胁迫下秋华柳根系分泌物中的有机酸(草酸和酒石酸)作为外源酸,进行cd胁迫下秋华柳的生长、cd积累特征的研究,并将人工合成螯合剂EDTA的添加结果与天然有机酸作对比。结果表明,外源添加低浓度EDTA可提升秋华柳根和茎中的cd含量,对土壤中重金属cd有较好的活化能力,但由于EDTA及EDTA-cd络合物的毒性,EDTA的添加直接影响秋华柳的正常生长,降低植物的生物量,导致外源添加EDTA后秋华柳对cd污染土壤的修复效率不佳。外源添加草酸和酒石酸对植物生长无抑制作用,但对秋华柳cd积累特征的影响存在差异,外源添加草酸未能显著提高土壤中重金属cd的生物有效性,对秋华柳的cd积累特征无显著性影响,但低浓度酒石酸的添加对重金属cd有较好的活化能力,可显著提升秋华柳的cd积累效率,为单独cd胁迫组的2.06倍,是一种加快秋华柳修复cd污染土壤的适宜方法。

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