集约化菜地重金属复合污染化学行为及调控技术研究

论文摘要

本论文采用盆栽实验研究了菜地土壤中重金属Cd、Pb和Cu的分级形态及其对植株生长行为和植株吸收累积重金属的影响,发现Cd、Pb和Cu单因素处理土壤的形态分布及其植物有效性与三元素复合处理有很大的差别。试验结果认为:①土壤Cd形态以水溶态、可交换态与碳酸盐结合态（B1态）为主要存在形态,随Cd浓度升高,镉的形态由残渣态向B1态转化。土壤Pb主要存在形态是铁-锰氧化物结合态（B2态）和有机结合态（B3态）。土壤Cu形态以铁-锰氧化物结合态（B2态）为主要存在形态,随土壤添加Cu浓度的增加,Cu形态分布平衡向结合较弱的方向移动。②Cd、Pb、Cu复合处理降低了土壤B1态Cd,增加了B2态、B3态和残渣态Cd含量;土壤Pb形态的变化表现为B1态和残渣态Pb含量增加,B2态和B3态Pb含量降低。受Cd、Pb影响,B3态Cu含量明显增加,B2态和残渣态Cu含量降低,B1态铜变化不明显。③Cd、Pb、Cu交互作用对油菜生物量的影响表现出两种效应,即协同作用和屏蔽作用。分析结果表明,某种元素在植物体内的累积,首先受到该元素在土壤中添加量的影响（且影响最大）,此外,还受共存元素及元素间交互作用的影响。 本论文在上述研究的基础上,进一步探讨了施用有机物料和无机功能膜材料等化学改良剂对植物吸收土壤重金属Cd、Pb和Cu的效应及其调控机理,试验结果表明:①有机物料能明显降低土壤Cd、Pb的植物可利用性,但却能提高土壤Cu的有效活性。②无机功能膜材料对植物吸收土壤重金属Cd、Pb和Cu的效应影响较大,且对Pb的钝化作用尤其显著,可明显地降低Pb在植物体内的累积。③不同化学改良剂还可影响土壤重金属形态分配,进而影响植物对重金属的吸收。对土壤重金属形态的影响表明,施加改良剂干扰了土壤中的重金属形态平衡,该机理有待进一步的研究。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 土壤重金属形态的研究方法
• 1.2 土壤中影响微量元素形态的部分因素
• 1.2.1 土壤性质的影响
• 1.2.2 植物的影响
• 1.2.3 金属之间的交互作用
• 1.3 重金属在土壤-植物系统的迁移
• 1.4 土壤重金属污染的植物修复
• 1.5 土壤重金属污染治理措施
• 1.5.1 工程措施
• 1.5.2 生物措施
• 1.5.3 化学措施
• 1.5.4 农业措施
• 第二章 土壤-植物系统重金属铅、镉和铜污染行为研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 分析方法
• 2.1.4 数据处理
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 Cd添加量对土壤Cd形态的影响
• 2.2.2 Pb添加量对土壤中Pb形态的影响
• 2.2.3 Cu添加量对土壤中Cu形态的影响
• 2.2.4 Cd、Pb、Cu添加量对油菜生物量及Cd、Pb、Cu积累量的影响
• 第三章 土壤-植物系统重金属铅、镉和铜复合污染行为研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 分析方法
• 3.1.4 数据处理
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 Cd、Pb、Cu复合污染对土壤中Cd形态的影响
• 3.2.2 Cd、Pb、Cu复合污染对土壤中Pb形态的影响
• 3.2.3 Cd、Pb、Cu复合污染对土壤中Cu形态的影响
• 3.2.4 Cd、Pb、Cu复合污染对油菜生物量的影响
• 3.2.5 Cd、Pb、Cu复合污染对油菜Cd、Pb、Cu积累量的影响
• 3.2.6 土壤中Cd、Pb、Cu形态与油菜吸收重金属相关性分析
• 第四章 土壤-植物系统重金属污染调控技术研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.3 分析测试方法
• 4.1.4 数据处理
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 有机物料对油菜重金属含量的影响
• 4.2.2 功能膜材料对油菜重金属含量的影响
• 4.2.3 土壤改良剂对土壤重金属残留量的影响
• 4.2.4 改良剂对污染土壤上油菜生长的影响
• 4.2.5 改良剂对污染土壤重金属元素形态分布的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简历