重金属复合污染物在土壤—作物系统中的迁移分配研究

论文摘要

重金属复合污染研究是当前环境保护研究的热点与难点之一。研究重金属复合污染物在土壤-作物系统的迁移分配情况,可为土壤重金属复合污染生态效应预测、土壤环境容量评价以及土壤环境质量标准的修订提供科学依据。以空心菜、红苋菜为指示作物,通过盆栽实验,研究了Cu、Zn、Pb、Cd单一与复合污染条件下重金属在土壤.作物系统的迁移分配情况;并探求了Cu、Zn、Pb、Cd复合污染条件下重金属在土壤中的化学形态分布。结果表明:（1）重金属复合污染对2种作物的生长均具有抑制作用。本实验条件下,造成作物减产的主要因素是Zn,土壤中Zn的含量与作物的生物量达到了极显著负相关水平。（2）与单一污染相比,复合污染处理使空心菜中Cu、Zn、Pb、Cd的富集系数都下降;Cu的转运系数升高,而Zn、Pb、Cd的转运系数下降。（3）4种重金属在2种作物中的富集系数大小均表现为Cd＞Zn＞Cu＞Pb;作物地下部重金属的富集系数远远高于地上部。复合污染条件下,红苋菜地上部对4种重金属的吸收富集能力大于空心菜,尤其是Zn和Cd。（4）4种重金属在空心菜中的转运系数大小表现为Cd＞Zn＞Pb＞Cu,而在红苋菜中则表现为Zn＞Cu＞Cd＞Pb。复合污染条件下,红苋菜中Cu、Zn的转运系数远高于空心菜,红苋菜中Cu和Zn的转运系数分别为空心菜的2～7倍和2～4倍。（5）土壤中重金属的赋存形态对其生物有效性有重要影响。复合污染条件下,Cd主要以水溶态、可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态为主;Pb主要以残渣态为主;Zn主要以残渣态和水溶态、可交换态、碳酸盐结合态为主;Cu在土壤中的形态分布与土壤中Cu的含量有关。4种重金属的生物有效性表现为Cd＞zn＞Cu＞Pb。（6）重金属在土壤-作物系统中的最佳响应模型大多是非线性的。重金属在土壤.作物系统中的迁移分配,不仅取决与该元素的含量,而且深受共存元素及元素间交互作用的影响。重金属在土壤-作物系统中迁移分配的交互作用因重金属种类、作物种类的不同而发生很大的变化。通过盆栽实验,还研究了酸雨和Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni复合污染条件下,重金属在萝卜和上海青中的吸收富集情况,并探讨了酸雨和共存元素对作物吸收重金属的影响。结果表明:（1）复合污染条件下,6种重金属在2种作物体内富集系数大小均表现为Zn＞Cd＞Ni＞Cu＞Pb＞Cr。（2）酸雨对作物体内重金属吸收积累的影响与重金属的种类和作物的种类有关。（3）酸雨影响下和复合污染条件下,重金属在作物体内的积累量与土壤中相应重金属含量成显著的正相关;共存元素大多对作物体内重金属（除Cr外）的吸收积累具有促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 土壤重金属污染现状、来源和危害
• 1.2.1 土壤、蔬菜重金属污染现状
• 1.2.2 土壤重金属来源
• 1.2.3 重金属对作物及人类的危害
• 1.3 重金属在土壤-作物系统的迁移分配
• 1.3.1 重金属在土壤中的垂直分布性
• 1.3.2 影响重金属在土壤-作物系统中迁移分配的因素
• 1.4 土壤-作物系统中重金属复合污染
• 1.4.1 复合污染概念的形成
• 1.4.2 复合污染的分类
• 1.4.3 复合污染中元素之间的交互作用
• 1.5 重金属复合污染土壤中重金属的形态分布研究
• 1.5.1 土壤环境中重金属各种形态连续提取研究概况
• 1.5.2 BCR连续提取法
• 1.6 本课题的资金来源及主要研究内容和目的
• 1.6.1 本课题的资金来源
• 1.6.2 主要研究内容和目的
• 第二章 重金属在土壤-空心菜系统中的迁移分配研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 盆栽实验
• 2.2.2 测试方法
• 2.2.3 数据分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 重金属污染对空心菜生长发育的影响
• 2.3.2 重金属在土壤-空心菜系统中的迁移分配
• 2.3.3 重金属在土壤-空心菜系统中迁移分配受共存元素的影响规律
• 2.3.4 土壤-空心菜系统中重金属复合污染的交互作用
• 2.4 本章小结
• 第三章 重金属在土壤-红苋菜系统中的迁移分配研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 盆栽实验
• 3.2.2 测试方法
• 3.2.3 数据分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 重金属复合污染对红苋菜生长发育的影响
• 3.3.2 重金属复合污染物在土壤-红苋菜系统的迁移分配
• 3.3.3 土壤-红苋菜系统中重金属复合污染的交互作用
• 3.4 本章小结
• 第四章 复合污染盆栽土壤中重金属的形态分布
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 土壤样品的预处理
• 4.2.2 实验所需试剂及仪器
• 4.2.3 测试方法
• 4.2.4 数据分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 复合污染盆栽空心菜土壤中重金属的形态分析
• 4.3.2 复合污染盆栽红苋菜土壤中重金属的形态分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 酸雨影响下重金属在萝卜和上海青中的吸收和富集研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验材料与方法
• 5.2.1 盆栽实验
• 5.2.2 测试方法
• 5.2.3 数据分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 复合污染条件下萝卜和上海青对重金属的吸收和富集作用
• 5.3.2 酸雨和共存元素对作物吸收重金属的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间发表论文目录）