利用綠化苗木修復(fù)Cd污染土壤研究.pdf

1、土壤作為人類社會賴以生息的重要自然資源,目前,受重金屬污染的形式日益嚴(yán)峻。修復(fù)重金屬污染的土壤已成為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。本研究針對土壤重金屬鎘(Cd)污染問題(尤指開采的礦區(qū)污染),采用光照溫室模擬和田間模擬試驗(yàn)相結(jié)合的方法,以當(dāng)?shù)氐暮Ｍ客寥罏椴牧?20種不同的苗木品種為供試植物,研究了不同苗木的耐抗Cd污染的基本規(guī)律,篩選出了不同濃度下的耐抗Cd型綠化苗木品種。并探討了在化學(xué)改良劑施用條件下耐抗型苗木對土壤Cd污染的修復(fù)

2、效果及作用機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴第一次耐抗Cd型綠化苗木的篩選研究結(jié)果。在植物的生長狀況上,7種苗木在不同的Cd處理濃度上表現(xiàn)出了不同程度的中毒現(xiàn)象。50 mg·kg-1的土壤Cd含量對苗木生物量的抑制影響主要發(fā)生在根部而非莖和葉。而在100和200 mg·kg-1 Cd處理下,莖葉的生物量下降比根明顯。在植物對Cd的吸收特征上,供試苗木根部的表皮Cd累積顯著高于皮層和中柱,成為根部對Cd固定的一個(gè)重要器官組織。在5

3、0 mg·kg-1 Cd處理下,海桐相對吸收值最高(12.74‰),其次為藍(lán)冰柏和金邊黃楊。在100和200 mg·kg-1 Cd處理下,藍(lán)冰柏相對吸收值最高,分別為15.1‰和13.64‰。在耐抗Cd型植物的篩選上,金邊黃楊、海桐、藍(lán)冰柏三種苗木在50 mg·kg-1 Cd處理下,具有較好的耐Cd能力和高Cd積累量。推薦其作為Cd污染土壤植物修復(fù)的有前景的木本植物。海桐適于用作中度Cd污染植物固定(低于50 mg·kg-1 Cd)。藍(lán)

4、冰柏適于用作嚴(yán)重Cd污染的植物固定(高于100 mg·kg-1)。
　　 ⑵第二次耐抗Cd型綠化苗木的篩選研究結(jié)果。在植物的生長狀況上,一個(gè)月的生長期間內(nèi)先后出現(xiàn)不同程度的Cd中毒現(xiàn)象,各苗木品種長勢呈現(xiàn)很大差異,Cd處理后的13種苗木品種的株高差均低于對照,表現(xiàn)出了Cd的抑制現(xiàn)象。在植物對Cd的吸收特征上,13種苗木品種Cd含量根部均明顯高于地上部。厚皮香和茶梅地上部及根部Cd濃度較低且吸收Cd總量均小于0.2 mg／株。13

5、種苗木品種根際土壤Cd含量均低于非根際土。在耐抗Cd型植物的篩選上,茶梅和厚皮香可以作為低濃度Cd污染土壤上的耐性植物。
　　 ⑶移栽苗木Cd釋放的風(fēng)險(xiǎn)分析。在移栽苗木Cd釋放的風(fēng)險(xiǎn)上,移栽后的植物Cd在三個(gè)月生長期間由根部轉(zhuǎn)移到地上部。非根際和根際土壤Cd濃度在50 mg·kg-1 Cd處理下沒有明顯變化。在100和200 mg·kg-1 Cd處理中非根際土壤Cd濃度增加。非根際土壤Cd含量最高(0.43mg·kg-1)的為2

6、00 mg·kg-1 Cd處理的海桐,但該濃度遠(yuǎn)仍低于中國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(1mg·kg-1)。本試驗(yàn)處理濃度下的苗木移栽后的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較小。
　　 ⑷施用改良劑(Si和礬漿)對耐抗型苗木生長及土壤Cd形態(tài)的影響。在添加外源Si對耐抗型苗木生長的影響上,不管土壤是否存在Cd污染的脅迫,100mg·kg-1 Si處理與無Si處理相比較,對龍柏和側(cè)柏的生長均具有明顯的促進(jìn)作用。在兩種耐抗型苗木對Cd吸收的影響上,呈現(xiàn)出了兩種相反的趨勢

7、。添加100mg·kg-1 Si有利于側(cè)柏根、莖、葉對Cd的吸收,卻降低了龍柏根、莖、葉對Cd的吸收。在耐抗型苗木的生化指標(biāo)上,在Cd脅迫下,不同Si處理水平均增加了側(cè)柏和龍柏葉片POD活性和CAT活性,而對SOD酶活性卻有一定的抑制作用,從而提高了植物的耐抗Cd污染的性能。添加100 mg·kg-1Si比無Si處理降低了側(cè)柏和龍柏葉片中MDA的含量,顯著減輕了Cd對兩種柏樹的毒害。在施用改性干礬漿對紅葉石楠生長的影響上,隨著礬漿量的增

8、加紅葉石楠干重呈現(xiàn)出增長趨勢,在2.5％礬漿量情況下干重達(dá)最大,并且植物根、莖、葉Cd含量隨礬漿量的增加而減少。在熱堿改性礬漿對Cd的鈍化效果上,熱堿改性礬漿比表面積增大了1倍,吸附Cd的效果達(dá)到最好。在紅葉石楠生長期間,隨著熱堿改性礬漿的增加,土壤pH值逐漸增加,而土壤Cd有效性逐漸降低,對Cd的鈍化有明顯的效果。相比較而言,2.5％礬漿處理適中,紅葉石楠對Cd積累較少,且生長情況較好,可視為比較理想的改良劑及其適宜的比例配置。