重金屬污染疏浚底泥的植物-微生物聯(lián)合修復(fù).pdf

1、疏浚底泥泥量大、含水率高、組成成分復(fù)雜，隨意堆積不僅影響景觀，還可能產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境和人類健康造成不利影響。而疏浚底泥中含有的有機(jī)質(zhì)和植物所需營養(yǎng)成分，是有價(jià)值的生物資源，因此，針對不同污染特征的疏浚底泥，研究不同的生物修復(fù)方法和利用途徑，可有效實(shí)現(xiàn)疏浚底泥的無害化和資源化。本文根據(jù)長江流域疏浚底泥養(yǎng)分特征，分析了底泥園林利用的可行性;通過對其中重金屬的污染評價(jià)，確定Cd為修復(fù)目標(biāo)，并從中篩選出對Cd吸附性好的耐鎘微生物，以及適于長

2、江流域疏浚底泥生長且Cd富集效果好的修復(fù)植物;研究了耐鎘微生物對修復(fù)植物吸收Cd效果的強(qiáng)化作用，最終建立了適合長江流域航道疏浚底泥的植物-微生物聯(lián)合修復(fù)體系。通過以上研究得出如下結(jié)論：
　　1.長江流域航道疏浚底泥pH、含水率、石油烴、有機(jī)質(zhì)和速效磷含量范圍分別為7.28～7.74、3.75％～28.27％、14.21～121.84ppm、1.88％～5.29％和16.96～65.38ppm,含量適中;堿解氮和速效鉀含量分別為67

3、.12～87.97ppm和2.78～20.11ppm，含量較低，因此在資源化利用時(shí)可考慮額外添加氮源和鉀源，以滿足植物生長所需。疏浚底泥受到不同程度的Cu、Pb和Zn污染，但評價(jià)結(jié)果顯示，其富集效果不明顯，不影響底泥的資源化利用;Cd污染普遍嚴(yán)重(0.05～2.68mg/kg)，且具有一定的富集效應(yīng)，因此本研究選擇Cd作為修復(fù)目標(biāo)污染物。
　　2.從長江流域航道疏浚底泥中篩選出兩株耐鎘微生物:Bc2為短穩(wěn)桿菌(Empedobac

4、ter brevis)，Bc4為戴爾福特菌(Delftia tsuruhatensis)。兩株菌對Cd的耐受性分別為150mg/kg和125mg/kg，能夠吸附液體培養(yǎng)基中約80％的Cd，并能促進(jìn)土壤中的Cd由穩(wěn)定態(tài)向可生物利用態(tài)轉(zhuǎn)化。Bc2和Bc4最適生長溫度分別為24℃和37℃，最適生長pH范圍均為6.8～7.6，最適碳源均為小分子醇和葡萄糖，也可少量利用乙酸乙酯、柴油和檸檬酸作為碳源。
　　3.從長江流域采集到14種植物，其

5、中有幾種植物能夠累積一定的Cd，但累積系數(shù)很低，未予進(jìn)一步研究。本研究選擇兩種Cd超富集植物印度芥菜(Brassicajuncea)和龍葵（Solanum nigrum L.）以及四種常見園林花卉植物黑麥草（Lolium perenne L.）、披堿草(Elymus dahuricus Turcz.)、美人蕉(Canna indica)和紫花苜蓿(Medicagosativa L.)作為備選修復(fù)植物。設(shè)置不同Cd濃度梯度的盆栽實(shí)驗(yàn)，種植

6、2個月后，六種植物地上部分富集Cd含量最高可分別達(dá)318.77mg/kg、182.58mg/kg、148.22mg/kg、225.47mg/kg、42.32mg/kg和137.32mg/kg，對應(yīng)土壤中Cd濃度分別為125mg/kg、50mg/kg、80mg/kg、80mg/kg、50mg/kg和80mg/kg;植株地上部分生物量和Cd含量均隨土壤中Cd濃度的增加呈增大再降低的趨勢;綜合生物量和Cd含量，植物對Cd的最大吸收量由高到低分

7、別為印度芥菜＞黑麥草＞龍葵＞披堿草＞美人蕉＞紫花苜蓿。
　　4.根據(jù)以上研究結(jié)果，選取生物量高且修復(fù)效果好的印度芥菜、龍葵、黑麥草和披堿草進(jìn)行植物-微生物聯(lián)合修復(fù)研究。選擇各植物適宜的Cd修復(fù)濃度進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，種植2個月后，不同聯(lián)合修復(fù)體系中，植物地上部分對Cd吸收量由高到低分別為印度芥菜-混菌＞印度芥菜-Bc2＞印度芥菜-Bc4＞黑麥草-混菌＞黑麥草-Bc4＞黑麥草-Bc2＞披堿草-混菌＞披堿草-Bc4＞披堿草-Bc2＞龍葵-混