鎘污染土壤的植物修復(fù)研究.pdf

1、污染土壤的修復(fù)是當(dāng)今環(huán)境科學(xué)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，也是最具有挑戰(zhàn)的研究方向之一。而重金屬對(duì)土壤的污染比其對(duì)大氣和水體的污染更具有隱蔽性、滯后性、累積性和不可逆轉(zhuǎn)性，也不易被感官直接發(fā)現(xiàn)。鑒于土壤重金屬污染危害的嚴(yán)重性，早期發(fā)現(xiàn)及時(shí)治理和修復(fù)是十分必要的。目前植物修復(fù)技術(shù)以其安全、廉價(jià)的特點(diǎn)正成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)，比較適合在發(fā)展中國家采用，所以是一項(xiàng)非常有前途的新技術(shù)。在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，本研究通過室外盆栽試驗(yàn)，選取前人未研究過的20種植物種

2、植在不同Cd濃度的土壤中，通過測(cè)定植物各部位的生物量、含Cd量、富集系數(shù)以及轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，分析其生長(zhǎng)及富集規(guī)律，以期篩選出能夠用來修復(fù)Cd污染土壤的植物。 本研究的主要結(jié)論如下： (1) 以植株地上部、地下部含Cd量、根、莖、葉的富集系數(shù)以及莖、葉中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為篩選指標(biāo)，從20種植物中篩選出了8種可用于修復(fù)Cd污染土壤的植物，按其富集Cd能力的大小依次是三色堇、大青菜、孔雀草、百日草、雞冠花、茶花風(fēng)仙、黃心烏以及茼蒿。

3、 (2) 三色堇、大青菜以及孔雀草地上部Cd含量均超過了100mg/kg。當(dāng)土壤Cd濃度為75mg/kg時(shí)，三色堇和大青菜地上部Cd含量分別是108.30mg/kg和102.70mg/kg；當(dāng)土壤Cd濃度為100mg/kg時(shí)，孔雀草地上部Cd含量為101.70mg/kg;轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的變化為，三色堇除了在土壤鎘濃度為100mg/kg時(shí)地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為0.47外，其它Cd處理濃度之下的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)都大于0.9；而大青菜地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)除在土壤

4、鎘濃度為5 mg/kg時(shí)大于1之外，其它Cd處理濃度時(shí)均大于0.49，小于l：孔雀草地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)只有在土壤Cd濃度為5mg/kg時(shí)才大于1，其它Cd處理濃度均小于1。因此，這三種植物對(duì)Cd污染土壤的修復(fù)效果是三色堇最好，大青菜次之，孔雀草最差。 (3)百日草在土壤Cd濃度為50mg/kg時(shí)，地下部的Cd含量為110.79mg/kg，當(dāng)土壤中Cd濃度為100mg/kg時(shí)，其地上部的Cd含量為94.51 mg/kg，接近Cd富集

5、植物的臨界濃度。而其地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)也小于1，說明Cd元素大部分都在百日草的根內(nèi)，部分已經(jīng)轉(zhuǎn)移至莖內(nèi)，但向葉片轉(zhuǎn)運(yùn)的能力卻很小。 (4)雞冠花地上部和地下部對(duì)Cd的吸收富集的量雖然不大，但是當(dāng)土壤Cd濃度在5 mg/kg～50 mg/kg時(shí)，地上部富集的Cd含量大于地下部的Cd含量，說明在這一濃度區(qū)域內(nèi)雞冠花地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較好，把重金屬Cd都已經(jīng)從地下轉(zhuǎn)移至地上部；當(dāng)土壤中Cd濃度為50mg/kg～100mg/kg時(shí)，其地上部

6、、地下部的富集規(guī)律滿足地下部>地上部，也說明了隨著土壤鎘濃度的不斷升高，雞冠花地下部向地上部轉(zhuǎn)移Cd的能力在不斷降低。 (5)茶花鳳仙雖然地下部的含Cd量都超過了Cd超富集植物的標(biāo)準(zhǔn)，但是地上部的含Cd量較低，而且地上部的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)也都較小。不能將其用于修復(fù)Cd污染的土壤。 (6) 本試驗(yàn)所研究的20種植物當(dāng)中，向日葵、人莧菜、蓖麻、紫花苜蓿、白蘿卜、金魚草、須苞石竹、綠豆、荷蘭豆、茼蒿、生菜以及圓葉菠菜地上部和

7、地下部富集Cd的含量都比較少。尤其是蓖麻、綠豆以及荷蘭豆，這三種植物富集Cd的含量為最高為3.87mg/kg、8.47mg/kg和5.22mg/kg。因此，這十二種植物不能作為富集植物修復(fù)Cd污染的土壤。 (7) 黃心烏地上部和地下部積累的Cd含量雖然沒有達(dá)到或者超過100mg/kg，但是，隨著土壤中Cd濃度的不斷升高，黃心烏地上部和地下部對(duì)Cd的富集含量在不斷增加，而且當(dāng)土壤Cd濃度為100mg/kg時(shí)，黃心烏地上部Cd含量為

8、94.97mg/kg，接近Cd超富集植物的臨界濃度。因此，還需要更進(jìn)一步的試驗(yàn)來判斷黃心烏對(duì)Cd污染土壤的修復(fù)能力。 (8)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大部分植物對(duì)Cd吸收積累的量隨土壤中Cd處理濃度的增大而增加，而少數(shù)幾種植物在高濃度時(shí)的變化規(guī)律不明顯，這是因?yàn)楦邼舛认逻^量的Cd對(duì)植物的生理生化產(chǎn)生了毒害作用，并且植物會(huì)改變對(duì)Cd的吸收來保證自身的正常生長(zhǎng)。例如，向日葵體內(nèi)Cd含量在0mg/kg～50mg/kg時(shí)隨土壤中Cd濃度的升高而增加，

9、但在50mg/kg～100mg/kg時(shí)，隨土壤中Cd濃度的升高而降低：說明了向日葵在0mg/kg～50mg/kg時(shí)對(duì)Cd污染的土壤的修復(fù)效果較好。 (9) Cd在一定的低濃度范圍時(shí)對(duì)修復(fù)植物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而在高濃度時(shí)，對(duì)植物的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生抑制作用。由于不同植物種類其生理特性不同，Cd對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用的臨界濃度以及對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生的抑制程度也有差別。例如，茶花鳳仙、人莧菜、紫花苜蓿以及茼蒿受Cd毒害的臨界濃度為5mg/kg，百日