重金属污染土壤植物修复 PPT

1 材料与方法
1.1 供试材料
土壤样品：试验土样采自陕西省杨凌示范区南庄村农田 0～20 cm 的表层土。土 样经自然风干后，混合均匀，过 4 mm 筛，室温保存备用。土壤基本理化性质： pH7.9（水土比为 2.5:1），阳离子交换量 161.8 mmol/kg，有机质 14.7 g/kg，碱解 氮 58.2 mg/kg，有效磷 575.98 mg/kg，速效钾 1.11 g/kg，全 Cd 含量 0.38 mg/kg。 供试作物：甘蓝型油菜秦油 8 号（购自杨凌示范区金道种业有限公司） 螯合剂：EDTA+乙酸（c/c=2:1）
2008年3月20日，选择生长健壮，长势和个体大小一致的油菜幼苗分别移栽至盆中， 每盆6株。植物在自然光照下生长，定期以称重法加自来水浇灌，保持土壤湿度为田 间持水量的60～70%。幼苗移栽生长40天后测定株高，并采集叶片测定叶绿素、游离 脯氨酸含量；移栽50天后以Cd添加量40 mg/kg为例，添加螯合剂（分别为0、2、6和10 mmol/kg四个水平），进行螯合强化试验；加入螯合剂10天后收获所有植株，用蒸馏 水洗净整个植株，晾干，再将地上部和地下部分开，在105℃下杀青0.5 h，70 ℃烘干 至恒重，用电子天平称取各部分干重。烘干样品粉碎过40目筛，用于测定重金属Cd含 量。
1.2 主要仪器
自动控温电炉、721 型分光光度计、101-2 型电热鼓风干燥箱、6400A 型火焰光度计、 DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器、PHS－3C 型精密 pH 计（雷磁）、尼龙筛、 FW100 型高速万能粉碎机、电子天平、TDL-60C 台式离心机、MDS-6 型微波消解仪、 日立Z-5000 型原子吸收分光光度计。
从试验中可以看出，土壤添加外源Cd在一定程度上对油菜的生长造成了影响。试验中当 Cd处理浓度大于20 mg/kg时，油菜逐渐出现了植株细小、叶片失绿、脱落等症状，但并没 有死亡。所加的重金属量不同，油菜的株高、地上部和根部干重都有所不同。表3-1为各水 平Cd处理下油菜的生物量指标的平均值及5%水平下不同水平处理平均值之间的差异显著性 检验结果。
重金属Cd污染土壤的植物修复研究
重金属
。
目录：
摘要
材料 与方 法
结果 与分 析
结论 与展 望
引言
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。然而 近年来，随着工业 “三废”和机动车尾气的排放、污水灌概及农药、除草剂和化肥的使 用，土壤污染迅速蔓延，污染程度也逐渐加深。尤其是重金属污染不仅范围广、易累积， 而且隐蔽性和毒性强，它能影响作物的正常生长发育，直接导致粮食减产，并可通过食物 链影响人类健康。因此重金属污染土壤的治理已经引起国内外的广泛重视。治理土壤污染 有许多传统的方法，但是这些方法成本昂贵，操作复杂，而且容易破坏土壤结构，改变土 壤性质，易造成二次污染，且往往并不能达到彻底清除重金属的目的。目前兴起的植物提 取修复技术能利用植物将土壤中的重金属吸收、转移到植物的可收获部分，通过收获植物 来减少土壤重金属含量。具有成本低、简便易行、安全可靠、环境友好等诸多优点，已经 成为国内外重金属污染环境治理研究的热点和前沿领域。
1.3 试验方法
采用盆栽土培试验，用直径 36.5 cm、高 26 cm 带有托盘的塑料盆，每盆盛过筛风 干土 7.5 kg，按照盆栽植物对养分的需求比例，分别加入尿素、磷酸二氢钾和硫酸钾 2 000、400、400 mg/kg 作为底肥，并充分混匀。以分析纯 CdCl2·2.5H2O作作为 Cd污染 试剂，用去离子水配成母液，再逐级稀释配成溶液，按照 Cd 添加量为 0、5、20、40、 80 mg/kg 的设计水平，喷洒到盆栽试验的土壤中，边喷边搅拌，以保证 Cd 的均匀分 布，保持土壤湿度为田间持水量的 60～70%，并在温室中稳定 3 个星期，每处理重复3 次。
（一）油菜对 Cd 的耐性和富集特性研究
油菜是我国主要农作物之一，有研究表明某些油菜具有修复铅镉污染土壤的能力 且在污染条件下具有高生物量。但目前对油菜的研究多集中在芥菜型油菜上，对甘蓝 型油菜的 Cd 富集效果以及 Cd 在油菜籽实中的积累报道较少。本试验以关中地区普 遍种植的甘蓝型油菜“秦油 8 号”为供试材料，采用盆栽试验研究了土壤不同浓度梯 度重金属 Cd 污染下油菜的生长行为和累积效应，并对螯合剂辅助下油菜的修复效果 进行了初步探讨，以期为受 Cd 污染土壤的植物修复提供理论参考。
源自文库
2 结果与分析
2.1 Cd 对油菜生物量的影响
某些重金属是植物生长的必需元素，对植物的生长发育起着十分重要的作用。无论是 必需元素还是非必需元素，当超过某一数值时，都会对植物产生一定的毒害作用。当外界 重金属浓度超过植物的生长极限值时，植物各种生理生化过程、生长环境和营养状况受到 不同程度的伤害，最后使植物的生长发育受到不同程度的抑制，轻则植物体的代谢过程发 生紊乱，生长发育受阻，重则导致植物死亡。
本试验将以油料作物甘蓝型油菜“秦油八号”、向日葵“新葵杂四号” 为研究材料， 采用盆栽试验，研究其对重金属Cd的耐性以及富集效应，并施加不同水平螯合剂对其修复 效果进行强化，同时初步探讨了这些植物在重金属Cd污染土壤修复实践中的应用前景，以 期为深入研究植物对重金属Cd的耐性和富集的分子机理及Cd污染土壤的植物修复技术的应 用等提供科学依据和理论基础。
2.2Cd 对油菜叶绿素和脯氨酸含量的影响
叶绿素是植物进行光合作用的重要物质，其含量的多少直接标志着生长能力的强
弱。脯氨酸是植物细胞内最重要的渗透调节物质之一。在正常环境下生长的植物体内 脯氨酸含量较低，但在干旱、高盐、高温、冰冻、紫外线以及重金属等胁迫条件下， 脯氨酸的含量可增加 10～100 倍。因此可将二者作为油菜对重金属 Cd 污染的耐性指 标。
2. 3 油菜对重金属 Cd 的积累作用
油菜对 Cd 的吸收总量则呈现先上升后下 降的趋势，在土壤 Cd 添加量为 40 mg/kg 时达到最高值，大于土壤 Cd 添加量为 80 mg/kg 时的吸收总量，这主要是由于油菜 受 Cd 胁迫生物量显著下降而引起的。