茶皂甙對土壤中鎘的解吸及植物吸收行為的影響.pdf

1、重金屬是土壤最主要的污染物之一，重金屬污染土壤后會通過食物鏈危害人類健康。其中，鎘(Cd)是所有有毒微量元素中對人類健康威脅最大的一種。因而，對Cd污染土壤的修復(fù)治理技術(shù)已成為環(huán)境工程領(lǐng)域的研究熱點之一。目前，對重金屬污染的土壤可通過物理、化學和生物修復(fù)技術(shù)等方法進行。表面活性劑可以通過與土壤溶液中的重金屬離子結(jié)合，改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使重金屬從土壤顆粒表面解吸，由不溶態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)，從而大大活化土壤中的重金屬，為土壤淋洗和植

2、物的吸收創(chuàng)造有利條件。本文在綜述表面活性劑在土壤重金屬污染修復(fù)中的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，選擇了生物型表面活性劑茶皂甙促進Cd從土壤顆粒表面解吸，從而增加了Cd的生物有效性，為強化植物修復(fù)創(chuàng)造有利條件，旨在探討茶皂甙應(yīng)用到植物修復(fù)Cd污染土壤的可行性，以期為選擇適當?shù)闹亟饘傥廴就寥懒芟葱迯?fù)材料和化學強化植物修復(fù)材料提供理論依據(jù)，同時為實際修復(fù)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1．通過土壤淋洗模擬試驗，證實了生物型表面活性劑茶皂

3、甙對解吸土壤中Cd的可行性。本研究選用兩種不同的土壤，小粉土和黃壤土，隨著茶皂甙濃度的增加，這兩種土壤中的Cd的解吸率呈現(xiàn)遞增趨勢，最大解吸率分別為74.5％和64.6％。支持電解質(zhì)(NaNO3)的添加有利于茶皂甙對Cd的解吸。解吸動力學試驗結(jié)果表明：隨著時間的延長，茶皂甙對土壤中Cd的解吸率呈現(xiàn)先增加后減少最后趨于穩(wěn)定，兩種土壤均于10min達到最大值，茶皂甙對小粉土中Cd的解吸率為68.1％，而對黃壤土為84.3％。該解吸過程遵從擬

4、二級動力學模型，R2分別為0.99877和0.99975，擬合曲線線性關(guān)系良好。模擬Cd和殺螟硫磷復(fù)合污染的土壤，研究茶皂甙對復(fù)合污染物的解吸試驗，結(jié)果表明，有機污染物的存在會對茶皂甙解吸Cd有一定的抑制作用。
　　 2．盆栽試驗結(jié)果顯示，茶皂甙作為一種天然的生物型表面活性劑可以有效促進玉米對Cd的吸收。在玉米的動態(tài)試驗中，隨著玉米的生長，玉米根系對Cd的吸收也不斷增加，而莖葉里Cd的含量在一開始迅速增加，并在短期內(nèi)達到最大，然

5、后逐漸減少，當玉米生長到第五天時，根中Cd的濃度為116.9mg/kg，莖葉中為104.19mg/kg，是不添加茶皂甙的對照組Cd含量的1.6倍。玉米對Cd的吸收能力隨著茶皂甙濃度的增加而增加，玉米的根中Cd的最高濃度達到183mg/kg，莖葉中的最高濃度達到71mg/kg，分別是對照的155％和264％。轉(zhuǎn)運系數(shù)(TF)用來評價植物將重金屬從地下部向地上部的轉(zhuǎn)移運輸和富集能力。茶皂甙可提高Cd在玉米體內(nèi)的轉(zhuǎn)運系數(shù)，在25-200mg/

6、kg濃度下，隨著茶皂甙濃度的提高，TF遞增，濃度為200mg/kg時，TF為對照的1.74倍。采用差速離心法研究了在茶皂甙的存在下Cd在玉米亞細胞水平的分布情況，結(jié)果表明含細胞質(zhì)和液泡的可溶性部分是Cd在玉米細胞內(nèi)的主要結(jié)合位點，其次為細胞壁部分，只有少量的Cd分布在葉綠體、線粒體和細胞核等細胞器組分中。同時，在茶皂甙的誘導(dǎo)下，玉米在莖葉細胞內(nèi)的Cd有從細胞質(zhì)向細胞壁轉(zhuǎn)移的趨勢。
　　 綜上所述，茶皂甙作為一種天然的生物表面活性