土壤重金属铅污染的修复-2019年精选文档

1、土壤重金属铅污染的修复DOI: 10.14088/jki.issn0439-8114.2021.20.012: Through pot experiment , the EDTA chelating agent for the growth of maize seedling under the soil of Pb pollution effects and the characteristics of Pb accumulation were researched. The results showed that the concentration of 100 500 mg/kg ran

2、ge , Pb treatment effect on the growth of maize seedlings had little difference.While the Pb content of corn upper soil increase with the increase of the concentration of Pb treatment. Compared with not adding EDTA treatment , the growth of maize was badly damaged. And aboveground dry weight , plant

3、 height ratio decreased obviously ; Adding EDTA chelating treatment could promote the dissolution of the Pb in soil , the effective Pb content of soil and corn upper were significantly increased after processing , which promoted the absorption and accumulation of heavy metals by corn.Key works : cor

4、n ； EDTA； plumbum； absorption and accumulation随着工业化和城市化的快速开展,尤其是汽车尾气排放等人为原因,使得铅污染已逐渐成为了一个世界性的环境问题.土壤铅污染严重影响农作物的产量和品质,并且通过食物链进入人体危害人类健康.铅是一种重金属元素,它不是农作物生长所必需 的微量元素,而是一种对植物有积累性危害的污染物质.研究表明,影响作物产量和品质的主要是土壤中的有效铅含量,而土壤全铅含量与作物的产量相关性较小,为了更好地揭示铅的生物效 应,研究土壤有效铅有着更为重大的意义1 o所谓有效铅就是植物能吸收利用的铅离子2 o 土壤中的铅离子被植物吸收后,

5、再通过食物链进入人体, 干扰神经细胞的正常工作,破坏血红素的生存和脑微血管的渗透性,导致大脑发育缓慢、不健全,最终 影响人的身体健康和智力3 o因此,对铅污染土壤进行修复治 理的深入研究,具有极其重要的意义. 土壤中重金属的植物修复 是指利用重金属富集水平较强的超积累植物吸收土壤中的重金 属,转运储存到植物地上局部,然后通过收获地上局部进行燃烧 销毁,来到达去除或减少重金属的目的 4 o重金属在土壤中存 在的形态主要有可交换态、有机结合态、水溶态、沉淀或难溶的 复合物,能够被植物吸收的是可交换态和水溶态,而土壤中的重金属大多数都与土壤固相结合相当紧密,能被植物体吸收的量比较少,重金属的生物有效

6、性相当低,在一定程度上限制了植物修复的效率5 o Huang等6研究发现玉米生长在受 Pb污染的土 壤中,根部吸收的铅离子量很少,向地上局部运输铅离子的量就更少.研究发现,螯合剂能够有效地活化土壤中的重金属,已被 广泛应用于植物修复重金属污染的土壤中.Blaylock等7研究？l现,在Ni、Pb Cd Cu和Zn复合污染的土壤中添加 EDTA,印度芥菜地上部铅离子的浓度最大,其次是Cu和Zn,浓度最低的是Cd和Nio本试验通过人工模拟重金属铅污染土壤,添加螯 合剂EDTA各铅活化成有效态铅,被玉米幼苗吸收,再将收获的 玉米地上局部进行燃烧处理,从而到达去除或减少土壤重金属铅 的目的.1材料与方

7、法1.1 材料供试土壤取自肇庆学院生物园未污染的土壤.玉米品种为农大108,购自肇庆市种子公司.1.2 方法1.2.1 土壤的处理 土壤经自然风干后敲碎,过 20 mm孔径 筛.每盆装土壤1.5 kg ,然后施尿素100 mg/kg 土、磷酸氢二 钾300 mg/kg 土作基肥.以Pb (NO3 2溶液的形式与土壤充分 搅拌混匀.试验设 0、100、250、500 mg/kg 4个处理浓度,调 节土壤中的含水量为最大持水量的60%在温室条件下平衡处理两周.1.2.2 玉米苗的培养 挑选子粒饱满健康无虫害的玉米种 子,用0.1%升汞水浸泡20 min,去离子水冲洗3次,去离子水 浸泡12 h,将

8、种子均匀放置于垫有滤纸的培养皿中,用去离子 水浸润种子,置于28 c的人工气候培养箱培养催芬.每天加水 保湿,当胚芬长至1.52 cm时,挑选长势一致的玉米幼苗转移至已处理过的土壤中栽培,在玉米生长期间用去离子水浇灌.1.2.3 螯合剂EDTA勺处理 玉米生长14 d后,用50 mmol/L EDTA 处理.共设 7个处理：CKPbA100加 Pb 100 mg/kg 土； PbA250 力口 Pb 250 mg/kg ;PbA500:力口 Pb 500 mg/kg ; PbC100 处理+50 mmol/L EDTA PbC250 处理+50 mmol/L EDTAPbC500处理+50 m

9、mol/L EDTA.每个处理 3盆.处 理14 d后,对土壤中的植株进行测定分析,同时测定种植前后 土壤中铅的含量.1.2.4 土壤和玉米幼苗Pb含量以及玉米株高、？干重的测 定 取各处理种植前后的土壤 2 g ,烘干,参加20.0 mL ASI8 浸提剂土液比为1 ： 10,盖上瓶塞,摇匀,25 C、180 r/min 振荡30 min ,过滤后,5 000 r/min 离心10 min.滤液直接采 用原子吸收分光光度计火焰法测定.土壤Pb含量采用原子吸收分光光度法测定玉米幼苗 Pb含量.每盆选取45株生长一 致的植株,定点测定株高.将玉米的地上部用去离子水清洗干净 后吸干,测定植株鲜重.

10、将称量好的玉米地上部在105 c左右杀青0.5 h ,并转至80 C烘至恒重,称干重.2结果与分析2.1 Pb处理对玉米生长的影响由图1可以看出,土壤添加一定浓度 Pb处理后,玉米均能 正常萌发长出幼苗.在玉米幼苗生长到第28天时,不同浓度处理玉米地上局部受害不明显, 其生长状况与CK对照组差异不大.说明Pb (NO3 2在100500 mg/kg处理浓度范围内,Pb对玉 米的地上局部毒害效果不明显.添加螯合剂EDTAM理后,玉米幼苗生长表现出严重的受害病症.不同处理下铅污染对玉米幼苗地上局部影响不明显,但大局部玉米幼苗随着时间的延长出现根 部腐烂,这是由于重金属与植物作用时,总是最先接触到地

11、下根部,根部细胞壁中存在大量交换点,能将重金属离子固定在这些点上,从而阻止重金属离子进一步向芬转移9-11 o2.1.1 对玉米株高的影响由图2可以看出,与CK相比,在 不添加螯合剂 EDTA寸,在100500 mg/kg浓度范围内,Pb处 理对玉米幼苗株高的影响差异不明显,在添加螯合剂EDTA寸,不同浓度Pb处理的玉米幼苗株高明显下降,说明螯合剂EDTM理抑制含Pb土壤玉米幼苗的生长.2.1.2 对玉米干重的影响 由图3可以看出,与CK相比,在 不添加螯合剂EDTA寸,在100500 mg/kg浓度范围内,不同浓 度Pb处理土壤后,玉米幼苗干重的差异不明显.在土壤中添加 螯合剂EDTAt,玉

12、米幼苗干重明显下降,且随着Pb浓度增加,干重下降更明显.说明螯合剂EDTA#理抑制含Pb土壤玉米地上 局部的生长.2.2 Pb处理对玉米幼苗Pb含量的影响由表1可以看出,在不添加螯合剂EDTA寸,不同浓度Pb处 理对玉米吸收Pb有明显的影响,随着土壤中Pb处理浓度的增加, 玉米地上部 Pb含量均增加,100、250、500 mg/kg Pb处理玉米 地上部Pb含量分别为15、70、104 mg/kg.在添加螯合剂 EDTA 时,100、250、500 mg/kg Pb处理玉米地上部 Pb含量分别为50、 100、201 mg/kg.由此可见,螯合剂 EDT颂理后,玉米地上部 富集的Pb含量明显

13、增加.说明螯合剂 EDTA能活化土壤中的Pb, 促进玉米地上部Pb的积累.2.3 玉米种植前后土壤有效 Pb含量由表2可以看出,土壤中随着处理 Pb浓度的增加,有效Pb 浓度也增加.在不添加螯合剂EDTA寸,土壤有效Pb浓度较低,在添加螯合剂EDTAt ,3个浓度处理土壤有效态 Pb分别为109、 300、614 mg/kg,分别为不添加螯合齐1J EDTA勺1.07、1.21、1.14 倍.说明EDTA容解土壤中Pb的水平很强.种植玉米后,均能使土壤中的有效 Pb浓度减少,但添加EDTA 的玉米幼苗能吸收更多土壤中的有效Pb,使土壤中的有效Pb浓度减少幅度更大.说明在 100500 mg/k

14、g Pb处理浓度范围内, 玉米能吸收土壤中的有效 Pb,从而降低其浓度,起到修复土壤 Pb污染的效果.3小结与讨论植物修复是近年来开展起来的一种主要用于去除土壤重金 属汞、铅、铭、镉等污染的绿色生态技术,是一条从根本上 解决土壤重金属污染的重要途径.试验结果说明,土壤添加Pb离子浓度为100500 mg/kg时, 对玉米幼苗长势、株高、鲜重、干重影响不大；但土壤参加EDTA后,显著提升了土壤中Pb的溶解度,使Pb从根系向地上部运输, 促进玉米幼苗及地上局部对土壤Pb的吸收与积累,表现为玉米幼苗长势不佳,株高、鲜重、干重3个指标值都显著下降.可见, EDTA曾大了 Pb离子对玉米幼苗的胁迫作用.Pb是植物生长过程 中不可缺少的一种元素,但是过量的Pb又会抑制植物种子的萌发,延缓植物的生长,使植物各种酶活性降低,甚至导致植物萎 慝死亡.EDTA容解土壤Pb的水平很强,这与 Huang等6的研究结 果一致.试验中土壤添加浓度为100500 mg/kg Pb ,玉米直接吸收的水平较差,添加 EDTAW,玉米吸收Pb的水平明显增强, 并提升了土壤