淮南矿区植物修复潜力研究及农作物重金属评价

论文摘要

本论文以淮南市大通湿地生态区、潘一复垦区与新庄孜矿为研究区域,通过对植物及其根际土壤的调查与采样,分别测定了土壤与植物样品中的重金属含量,对样品重金属污染状况进行了分析与评价；采用污染负荷指数法与健康风险模型对农作物重金属污染状况进行综合评价,从而为矿区农作物食品安全提供理论基础与科学依据；分析杂草的富集转运能力,并筛选出具有一定修复潜力的高富集植物；同时还对作物根际土壤与杂草中重金属含量进行了相关性分析。本论文得到的主要结论如下：1.农作物根际土壤中除元素Cd外,其余7种重金属元素含量都达到土壤环境质量二级标准,符合农业利用的要求；与淮南市土壤环境背景值比较,杂草生长区的土壤除As未达到污染水平外,其他7种重金属含量均高出背景值,高出大小顺序依次为Cd>Cr>Pb>Ni>Hg>Cu>Zn。2.农作物根际土壤重金属含量相关性分析表明元素Zn与Cu, Ni与Cr, As与Cu、Zn、Cr, Cd与Cr、Pb、Ni都具有显著相关性,来源可能相同；杂草地上部元素Ni与Cr, As与Cd相关性水平分别为1%、5%；杂草地下部元素Ni与Cu达到1%正相关水平,Ni与Cr, Cr与Cu, Cd与Zn、Ni均为5%正相关水平；杂草地上部与地下部中元素Ni、Cr与Pb相关性水平较高。3.与食品限量标准比较,农作物超标最严重的元素是Hg、As与Pb,且多富集在农作物的可食用部位,因此应采取适宜的措施,减少重金属在作物食用部位的富集,减低其经过食物链对人类健康的危害,除萝卜与辣椒外,元素Cd对其他农作物均无污染。4.基于污染负荷指数法与健康风险评价法得出农作物的重金属污染状况基本一致,都认为Hg是主要的污染元素,雪里蕻、萝卜与红薯污染较严重,对人类健康威胁较严重。5.与一般植物中重金属含量相比,所研究的杂草中元素Cr与Cd含量高出一般植物含量的10倍以上,而元素Zn含量比一般植物体内含量低。6.杂草对重金属元素的富集能力表现出较大的差异,重金属富集系数高低依次为Cu>Cd>Zn>Ni>Pb>As>Cr,说明不同的耐性机制使植物对重金属的富集转运特征表现不同,富集系数加和值大小依次为野豇豆>苍耳>菊芋>鬼针草>麦冬>苦苣>艾蒿>钻叶紫苑>狗尾草>加拿大一枝黄花>扁竹兰>芦苇。7.采集的12种杂草,隶属5科12属,主要为菊科与禾本科。按照筛选标准,发现野豇豆、菊芋与苍耳是铜的高富集植物,同时野豇豆是锌与砷的高富集植物,菊芋与苍耳是镉的高富集植物,但没有发现镍、铅与铬的高富集植物。8.野豇豆是Cu/Zn/As的高富集植物,菊芋和苍耳是Cu/Cd的高富集植物。图[25]表[25]参[109]

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图清单
• 附表清单
• 1 绪论
• 1.1 论文的选题背景
• 1.2 论文选题的目的与意义
• 1.3 论文研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 文献综述
• 2.1 土壤重金属污染
• 2.1.1 土壤重金属污染的来源
• 2.1.2 土壤重金属污染的危害
• 2.1.3 重金属污染土壤治理的传统技术
• 2.2 植物修复技术
• 2.2.1 植物修复技术概述
• 2.2.2 植物修复技术优缺点
• 2.3 国内外植物修复技术研究进展
• 2.3.1 国外植物修复技术研究现状
• 2.3.2 国内植物修复技术研究现状
• 3 研究区域背景概况
• 3.1 自然地理概况
• 3.2 地质地貌
• 3.3 气候与水文特征
• 4 样品的采集与处理
• 4.1 样品的采集
• 4.1.1 土壤样品的采集
• 4.1.2 植物样品的采集
• 4.2 样品的预处理
• 4.2.1 土壤样品的预处理
• 4.2.2 植物样品的预处理
• 4.3 样品的消解
• 4.3.1 土壤样品的消解
• 4.3.2 植物样品的消解
• 4.4 样品采集与处理图片
• 5 新庄孜矿区农作物重金属污染现状与评价
• 5.1 农作物重金属污染现状
• 5.1.1 标准选用
• 5.1.2 农作物不同部位重金属污染现状
• 5.2 根际土壤重金属污染现状
• 5.2.1 根际土壤重金属含量分析
• 5.2.2 重金属之间相关性分析
• 5.3 农作物重金属污染评价
• 5.3.1 污染负荷法
• 5.3.2 健康风险评价
• 5.3.3 两种方法的比较
• 5.4 本章小结
• 6 淮南矿区优势植物修复潜力研究
• 6.1 淮南矿区植被特征
• 6.2 植物与对应土壤的重金属含量
• 6.2.1 根际土壤重金属含量分析
• 6.2.2 杂草植物的重金属含量分析
• 6.2.3 植物中重金属含量相关性分析
• 6.3 矿区杂草植物的富集迁移特征研究
• 6.3.1 植物对重金属的富集特征
• 6.3.2 植物对重金属的转运特征
• 6.4 矿区高富集植物的筛选
• 6.4.1 高富集植物筛选标准
• 6.4.2 高富集植物的筛选
• 6.5 本章小结
• 7 主要结论及存在问题
• 7.1 主要结论
• 7.2 存在问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果