Phytoremediation of Cadmium Contaminated Arable Soil by Poplar in Arid Region

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  • Published : May 22, 2013
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毕 业 论 文
(本科生)

中文标题 杨树对干旱区Cd污染农田土壤的修复研究

英文标题 Phytoremediation of Cadmium Contaminated
Arable Soil by Poplar in Arid Region

学生姓名 王 宁

指导教师 南忠仁 王胜利 王兆炜

学 院 资源环境学院

专 业 环境科学

年 级 2007级

兰州大学教务处

诚信责任书

本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。 特此声明。

论文作者签名: 日 期:
目录
(一)中文摘要1
(二)英文摘要2
(三)正文3
引言3
1 材料与方法4
2 实验结果5
3 讨论6
4 结论7
(四)参考文献:8
(五)致谢9

杨树对干旱区Cd污染农田土壤的修复研究
王宁
(兰州大学资源环境学院 环境系,甘肃 兰州 730000) 摘要:本文通过大田试验的方法,以Cd污染农田土壤为供试土壤,杨树为供试植物,研究了Cd在干旱区农田土壤剖面中的垂直分布特征及杨树对Cd的吸收和富集特征,为利用杨树修复Cd污染农田土壤奠定了基础。实验结果表明:Cd在干旱区农田土壤中的分布具有表聚性的特点,当土层深度大于40 cm时,Cd均未被检出。杨树各部分对Cd的富集系数(BCF)为:树干韧皮部>树枝>根部>树干木质部,其中树枝与根部的Cd含量接近,韧皮部的富集系数是树枝的1.65倍,是木质部的3.78倍。树干韧皮部和树枝的转移系数(TF)均大于1,表明树干韧皮部是Cd从根部向地上部分转移的主要运输通道和累积部位。 关键词:干旱区;镉;杨树;植物修复

Phytoremediation of Cadmium Contaminated Arable Soil by Poplar in Arid Region Wang Ning
(Resource and Environment Department,Lanzhou University,Lanzhou730000,China) Abstract:A field experiment was conducted with cadmium (Cd) contaminated arable soil as the testing soil, poplar as the testing plant. The distribution characteristics of Cd in different depths of the soil and the accumulating characteristics of poplar to Cd were examined. The results indicated that Cd mainly gathered in the surface of the soil, which didn’t detected when the depths of the soil > 40 cm. The bio-concentration factor (BCF) of poplar’s different organs to Cd was trunk phloem > branch > root > trunk xylem, BCF of trunk phloem is 1.65 times the branch and 3.78 times the trunk xylem, respectively. The transfer factor (TF) of both trunk phloem and branch is all bigger than 1, which implied that trunk phloem was the main path for Cd to transport from root to aboveground parts of poplar and the main accumulating organ for Cd. Key words:Arid region;Cadmium;Poplar;Phytoremediation 土壤重金属污染是指由于人类活动使重金属进入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于土壤背景值,并造成生态环境质量恶化的现象((陈志良,2002)。当前土壤重金属污染主要包括Cd、Hg、Pb、Cr、As等生物毒性显著的元素污染。其中Cd、Pb等被认为是动植物的非必需元素,由于它们能与氨基酸侧链上的S原子和N原子发生作用,具有很高的毒性((Wei et al., 2003)。土壤中的水溶性Cd能被植物吸收,可损伤植物根部、抑制其水分的吸收、阻碍光合作用和蒸腾作用等((康浩等,2008)。Cd通过食物链进入人体可导致骨质疏松、软化和骨折,并有致癌作用。目前,Cd已被国际癌症研究机构(IARC)归为第一类致癌物((陈凌,2009)。据估计,过去50年中全球排放到环境中的Cd达到2.2×104 t,农业部调查表明,我国Cd污染耕地1.3万hm2,涉及11个省市的25个地区((王松良、郑金贵,2007)。 重金属污染土壤的修复技术主要有物理、化学和生物的方法。相比较而言,物理修复投入大,而化学方法难持久,且容易带来二次污染和破坏土壤结构,所以两者在大面积污染土壤治理中均难以推广。据报道,对污染土壤进行物理工程治理时,客土深度为1 m的土体耗费高达800万~2400万美元((朱雅兰,2010a)。植物修复技术是一种新型绿色环境净化技术,与传统的化学修复、物理修复等技术手段相比具有治理效果的永久性、治理过程的原位性、投资和维护成本低、不造成二次污染等特点。植物修复技术按作用机理主要分3类:植物固定作用、植物挥发作用以及植物提取作用,本文采用的植物提取作用即利用重金属超富集植物的吸收和转运,将土壤中的一种或几种重金属转移并储存在地上部分,随后收获地上部分并集中处理((朱雅兰,2010b)。 目前,利用超富集植物修复重金属污染的土壤已然成为学术界研究的热点,但其仍存在着一些缺陷。目前发现的重金属超富集植物仅有400多种,不足被子植物的0.2%((武正华等,2002),并且它们生长缓慢、生物量低、植株矮小((王红新,2010),因此人们将视线转向了生物量大、重金属绝对积累量较高的农作物和树木((张炜鹏,2007)。 本文所研究的新疆杨属落叶乔木,其最大的特点即生物量大,并且生长快,生命周期长,易人工栽培,抗旱和抗盐能力都很强,针对干旱区土壤水分含量低、盐分含量高、肥力低下、重金属的生物有效性低下的特点有着很强的适应能力。国内外关于杨树用于重金属污染土壤修复方面已经有一定的研究,Baccio等研究发现杨树对重金属污染土壤中的Zn有提取作用((Baccio et al., 2003)。周启星等则利用乔木巨大的生物量以及其不与食物链相连的特点,开展了利用木本植物对沈阳张士污灌区土壤重金属污染的治理研究((周启星、高拯民,1995)。但是,真正将杨树用于干旱区重金属污染场址原位连续修复的研究还比较少,国内绝大多数的研究还只是停留在盆栽模拟试验的阶段。 1 材料与方法

1.1 试剂与仪器
浓硝酸、高氯酸、氢氟酸(均为优级纯),Milli-Q 超纯水(18.2 MΩ)。电热板,SOLLAR AA M6原子吸收光谱仪(美国热电公司)。 1.2 供试土壤
实验土壤采自白银市白银区民勤三队,为灰钙土,其基本理化性质见表1。

表1 供试土壤基本理化性质
Tab.1 Soil basic characteristics of experimental soil
|pH |全磷 |有效磷(mg/kg) |有机质 |EC | 碳酸钙 | | |(g/kg) | |(g/kg) |(mS/cm) |(g/kg) | |7.5 |0.18 |23 |15.1 |2.3 |52.3 |

样地位于36°29′41〞N,104°16′14〞E,海拔1572...
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