太原市污灌区重金属镉、铅的生态毒性效应研究

论文摘要

在当前水资源紧缺的情况下,污水灌溉对我国的农业生产有着重要的意义。太原市污灌区是北方地区典型的污灌区之一,已有近三十多年的污灌历史,现有近40万亩污灌农田,主要分布在小店区、晋源区和清徐县。长期污水灌溉,会导致污水中的有害物质,如各种有机物、重金属等在土壤中富集,或通过渗漏污染地下水,或进一步通过作物富集,经食物链进入人体对健康产生危害。为了解太原污灌区土壤-作物系统重金属镉和铅的污染现状,研究镉和铅的生态毒性效应,继而为土壤污染治理和食品安全评价提供基础数据资料。本文以太原市小店污灌区为研究对象,研究了污灌农田以及灌区作物、蔬菜的重金属镉、铅的污染状况,并通过大棚盆栽试验研究了污水与镉复合处理对菠菜生长及品质的影响,通过室内培养试验研究了污水与铅复合处理对玉米种子萌发及幼苗生长的影响。主要结论如下：1.对小店区表层（0-20cm）以及分层土壤样品（0-20、20～40、40～60、60～80、80～100cm）的镉、铅含量进行了分析,结果表明,所有表层土样的镉、铅含量均超过太原市土壤重金属背景值；50%的表层土样铅含量超过全国土壤重金属铅的背景值,这表明镉和铅在表层土壤中有明显的富集。土壤分层土样分析结果表明,底层土壤镉的含量逐渐降低并趋于稳定,而铅在土壤中纵向迁移趋势不明显。2.污灌区主要作物玉米和22种大田蔬菜镉、铅含量的测定结果表明,玉米镉和铅的含量均超过了《食品中污染物限量》中规定的限值,而且铅的超标倍数远大于镉；22种蔬菜中59%的蔬菜镉含量超标,64%的蔬菜铅含量超标；蔬菜分类重金属含量结果表明,根茎类蔬菜镉含量最高,叶菜类蔬菜铅含量最高。3.对菠菜进行污水与镉的复合处理研究,结果表明,污水与镉的复合处理对菠菜株高、叶面积、叶片数、茎粗等生长指标的影响,表现出低浓度刺激、高浓度抑制的效应。与清水和镉的处理相比,污水与镉的复合处理会降低菠菜叶绿素、维生素C的含量,会提高菠菜蛋白质、可溶性糖的含量,也会使菠菜亚硝酸盐含量增高；随着镉离子处理浓度的增加,除亚硝酸盐含量和镉含量会逐渐上升外,其他指标含量会逐渐下降。4.污水与铅的复合处理对玉米生长影响研究表明,与单独污水处理相比,污水与铅复合处理对玉米种子萌发无明显影响,各处理组种子萌发率均在94%以上；随着铅离子浓度的增加,玉米幼苗株高、根长、鲜重也表现为低浓度刺激、高浓度抑制的效应,铅离子浓度200mg/L为效应转折点。玉米铅含量则随着铅离r处理浓度的增大不断增大。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 污水灌溉简介
• 1.1.1 污水灌溉发展与现状
• 1.1.2 污水灌溉对环境的影响
• 1.2 研究区污水灌溉情况简介
• 1.3 污水灌溉与重金属污染的研究
• 1.3.1 污水灌溉与土壤重金属污染的研究
• 1.3.2 污水灌溉与作物、蔬菜重金属污染的研究
• 1.4 重金属镉、铅的毒性效应研究
• 1.4.1 重金属镉的毒性效应研究
• 1.4.2 重金属铅的毒性效应研究
• 1.5 本课题的研究背景、意义以及研究内容
• 1.5.1 课题的研究背景及意义
• 1.5.2 课题的主要研究内容
• 第二章 污灌区重金属镉、铅污染状况调查
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 主要仪器和试剂
• 2.1.2 实验设计
• 2.1.3 实验方法
• 2.1.4 数据分析
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 污灌区灌溉污水水质情况分析
• 2.2.2 污灌区土壤重金属镉、铅污染情况分析
• 2.2.3 污灌区作物以及蔬菜重金属镉、铅污染情况分析
• 第三章 污水灌溉与镉胁迫对菠菜生长的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 主要仪器和试剂
• 3.1.2 实验设计
• 3.1.3 实验方法
• 3.1.4 数据分析
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 污水灌溉与镉胁迫对菠菜生长情况的影响
• 3.2.2 污水灌溉与镉胁迫对菠菜叶绿素含量的影响
• 3.2.3 污水灌溉与镉胁迫对菠菜品质的影响
• 3.2.4 菠菜镉含量与溶液镉含量的相关性分析
• 第四章 污水与铅复合污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 主要仪器和试剂
• 4.1.2 实验设计
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.4 数据分析
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 污水与铅复合污染对玉米种子萌发的影响
• 4.2.2 污水与铅复合污染对玉米幼苗生长的影响
• 4.2.3 玉米幼苗铅富集情况的研究
• 第五章 结论与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式