不同营养水平和EDTA对铅污染土壤植物修复的影响及植物对铅胁迫响应的研究

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1、东北师范大学博士学位论文不同营养水平和EDTA对铅污染土壤植物修复的影响及植物对铅胁迫响应的研究姓名：林长存申请学位级别：博士专业：生态学指导教师：祝廷成;王德利20090501剂。2．通过试验比较了在铅污染土壤上三种植物菠菜、苣荬菜和马齿苋生物量、不同部分铅浓度和铅积聚的量。在三种植物中，菠菜和苣荬菜属于C3型植物种，而马齿苋属于C4型植物种。C4型植物种对热、干旱和盐环境的适应能力比C3型植物种强，同样C4型植物种的马齿苋对重金属Pb的胁迫环境的适应性也强于菠菜和苣荬菜。C4型植物种的马齿苋

2、生物量在生长初期的8月25日达到了最大，而C3型植物种生物量在生长末期9月26日才达到最大。三种植物地上部和地下部的Pb浓度存在着差异，菠菜的地上部Pb浓度小于地下部，马齿苋的两者没有显著差异，而苣荬菜地上部的Pb浓度显著大于地下部，但是由于苣荬菜的生物量较小，因此整个苣荬菜体内富集的Pb总量是三种植物中最低的。体内Pb总量最大是菠菜，因此在中等Pb污染的土壤修复过程中应该选用菠菜。由于C4型植物种的马齿苋具有能够在生长早期就达到构件的成熟，并且有较高的重金属积聚量，因此在短期的修复工程，应该选

3、用C4型植物种修复，这样可以在有限的时间内增加植物修复的次数。3．通过试验，比较了有机营养和EDTA对向日葵体内铅积累的影响及其EDTA添加次数对向日葵铅积累和产生的环境威胁进行了研究。结果表明：EDTA对铅的移动性存在着浓度依赖性，随着EDTA的浓度提高增加移动性(P<0．001)。有机营养处理对铅移动性的影响则存在着明显的不同，因为有机营养腐殖质对重金属铅存在移动和固定两种影响，因此中等有机营养对植物修复最为有效(P=-0．002)。在低营养土壤中，相同浓度EDTA的单次添加相对于两次添加使

4、植物地上部的铅浓度更低，因此EDTA的分次添加对植物修复更加有效，这是因为低浓度EDTA的分次添加对土壤的影响时效要长于同等浓度EDTA的单次添加(削．001)。通过试验也可以观察出向日葵是中等铅污染土壤植物修复非常有推广潜力的植物种。根据上述结果，不同营养水平和EDTA对铅污染土壤植物修复的机理及效率可以归纳为：N、P、K的添加能使土壤中的非残留态Pb向残留态转化，因此N、P、K的添加能够增加菠菜和苣荬菜体内的铅积累；与C3型植物菠菜、苣荬菜相比，C4型的植物马齿苋由于构件成熟期短，较为适合作

5、短期内铅污染土壤修复工程；在植物修复过程中，低浓度EDTA的分次添加能够显著提高修复的效率，并且能够减小螯合剂增加产生的二次污染。本文的创新点在于：首次对植物修复过程中无机营养N、P、K元素和低剂量多频次添加EDTA的效果进行了比对研究，特别是研究了N、P、K元素对土壤中Pb形态的影响和土壤的肥力情况与分次添加EDTA的交互作用，初步解决了采用东北地区本地植物种进行植物修复的治理效率问题，避免采用非本地种可能引起的生态入侵等次生环境风险，对面源污染的植物修复的实施提供了科学依据和理论基础。低成本

6、的N、P、K元素和II低剂量多频次EDTA的添加也加强了植物修复过程中的成本控制，对在空间尺度较大的中等程度铅污染土壤上实施植物修复的广泛应用具有重要的意义。关键词：植物提取；铅；无机养分；有机养分；EDTA；铅的移动性；植物修复IIIAbstractSoilscontaminatedwithmetalsposeamajorenvironmentalandhumanhealthproblem，whichiSstillinneedofaneffectiveandafrordabletechnolo

7、gicalsolution．Thephytoremediationisacost-effective“green'’technologybasedontheuseofmetal-accumulatingplantstoremovetoxicmetals．Inphytoremediationprocess，PbmobilityandthechangeofPbfractionationswerecontrolledbythephysio．chemicalpropertiesofthesoils，an

8、dPbfractionationsimpactedonthetoxiclevelsofheavymetal．nleSUCCESSofreclamationschemesisdependentgreatlyuponthechoiceofplantspeciesandtheirmethodsofestablishment．MixedsubstrateofEDTAandNPKfertilizerhasbeenusedtorestorecontaminatedsoil．inrecentyears．how