海三棱藨草根际沉积物常见重金属环境化学行为研究

论文摘要

本文在综述了植物修复技术的定义、类型、机理、应用及影响因素等基本理论基础上,分析了该技术在滨海湿地降解污染物过程中研究进展情况。针对解决滩涂污染物治理中的关键技术问题——植物根系如何直接影响根际沉积物中污染物的总量及化学形态而间接影响污染物生物有效性的机制,确定了以滩涂优势植物——海三棱藨草根际中常见重金属环境化学行为为研究目标,探讨滩涂污染物的植物修复的技术可行性。在调查杭州湾南岸(以庵东、崇寿、蟹浦和镇海炼化等4个滩涂为典型采样滩涂)常见重金属的时空背景分布特征的基础上,本文选择以重金属污染比较严重的宁波慈溪崇寿镇附近的滩涂为采样区域进行实验研究。采用野外连续调查和实验分析方法,连续三年研究了海三棱藨草(Scirpus mariqueter)生理周期内(春、夏、秋、冬)根际沉积物重金属(Cu、Zn、Pb和Cd)总量、不同化学形态季节变化及生物有效性的主要影响因素(pH、P、Eh和DO等)。结果表明该植物对重金属污染有修复作用,根际沉积物重金属的总量和化学形态季节变化引起其生物可利用性的季节变化,它显著地影响植物对重金属的吸收。植物不同生长季节的变化影响根际沉积物生物有效性的季节变化;具体表现为:Cu和Pb均在春季和夏季可交换态含量较高,生物有效性较高,而秋、冬季可交换态较低,生物有效性较低,但碳酸盐结合态和铁锰氧化态二者之和也比较高,具有一定的潜在生物有效性;Zn在任何季节的可交换态比例均不高,以有机结合态和残渣态的形态为主,生物有效性较低;Cd一般以残渣态为主,基本不具有生物有效性。pH值下降,春、夏季可交换态和铁锰氧化物结合态增加,而有机结合态和碳酸盐结合态减少,提高了生物有效性,而秋、冬季正好相反;磷对重金属生物有效性具有直接影响的为无机磷,春、夏季随着无机磷的减少,pH值下降,提高了生物有效性。春、夏季根际Eh和溶解氧含量增加,降低了其生物有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 植物修复的定义和类型
• 1.2 植物修复机理及影响因素
• 1.2.1 植物修复机理
• 1.2.2 植物修复的影响因素
• 1.3 植物修复的应用
• 1.3.1 重金属的植物修复
• 1.3.2 富营养化水体的植物修复
• 1.3.3 有机污染物的植物修复
• 1.4 研究背景及意义
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 研究意义
• 2 滨海湿地植物修复研究进展及本文研究对象
• 2.1 滨海湿地植物修复研究进展
• 2.1.1 滨海湿地重金属污染的植物修复研究进展
• 2.1.2 滨海湿地富营养化水体的植物修复研究进展
• 2.1.3 滨海湿地有机污染的植物修复研究进展
• 2.2 研究对象的确立和研究内容
• 2.2.1 滩涂植物的研究进展及研究对象的确立
• 2.2.2 研究内容
• 3 研究区域概况及常见重金属的背景分布特征
• 3.1 研究区域概况
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 样品采集方法
• 3.2.3 分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 基本理化性质分析
• 3.3.2 不同层位沉积物常见重金属背景分布的季节变化
• 4 根际沉积物中重金属总量和化学形态季节变化
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 样品采集方法
• 4.1.3 分析方法与数据处理
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 重金属总量季节变化
• 4.2.2 重金属化学形态季节变化
• 5 根际沉积物中几种常见重金属生物有效性的影响因素
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 仪器与试剂
• 5.1.2 样品采集方法
• 5.1.3 分析方法及数据处理
• 5.2 生物有效性的影响因素
• 5.2.1 植物不同生长季节对重金属生物有效性的影响
• 5.2.2 pH 对根际沉积物中Cu、Zn、Pb 和Cd 生物有效性的影响
• 5.2.3 磷对根际沉积物中常见重金属生物有效性的影响
• 5.2.4 Eh 和DO 对根际沉积物中常见重金属生物有效性的影响
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录A 原始数据
• 在学研究成果
• 致谢