茶皂甙對(duì)土壤中鎘的解吸及植物吸收行為的影響.pdf

1、重金屬是土壤最主要的污染物之一，重金屬污染土壤后會(huì)通過(guò)食物鏈危害人類(lèi)健康。其中，鎘(Cd)是所有有毒微量元素中對(duì)人類(lèi)健康威脅最大的一種。因而，對(duì)Cd污染土壤的修復(fù)治理技術(shù)已成為環(huán)境工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前，對(duì)重金屬污染的土壤可通過(guò)物理、化學(xué)和生物修復(fù)技術(shù)等方法進(jìn)行。表面活性劑可以通過(guò)與土壤溶液中的重金屬離子結(jié)合，改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使重金屬?gòu)耐寥李w粒表面解吸，由不溶態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)，從而大大活化土壤中的重金屬，為土壤淋洗和植

2、物的吸收創(chuàng)造有利條件。本文在綜述表面活性劑在土壤重金屬污染修復(fù)中的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，選擇了生物型表面活性劑茶皂甙促進(jìn)Cd從土壤顆粒表面解吸，從而增加了Cd的生物有效性，為強(qiáng)化植物修復(fù)創(chuàng)造有利條件，旨在探討茶皂甙應(yīng)用到植物修復(fù)Cd污染土壤的可行性，以期為選擇適當(dāng)?shù)闹亟饘傥廴就寥懒芟葱迯?fù)材料和化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)材料提供理論依據(jù)，同時(shí)為實(shí)際修復(fù)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1．通過(guò)土壤淋洗模擬試驗(yàn)，證實(shí)了生物型表面活性劑茶皂

3、甙對(duì)解吸土壤中Cd的可行性。本研究選用兩種不同的土壤，小粉土和黃壤土，隨著茶皂甙濃度的增加，這兩種土壤中的Cd的解吸率呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，最大解吸率分別為74.5％和64.6％。支持電解質(zhì)(NaNO3)的添加有利于茶皂甙對(duì)Cd的解吸。解吸動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，茶皂甙對(duì)土壤中Cd的解吸率呈現(xiàn)先增加后減少最后趨于穩(wěn)定，兩種土壤均于10min達(dá)到最大值，茶皂甙對(duì)小粉土中Cd的解吸率為68.1％，而對(duì)黃壤土為84.3％。該解吸過(guò)程遵從擬

4、二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，R2分別為0.99877和0.99975，擬合曲線線性關(guān)系良好。模擬Cd和殺螟硫磷復(fù)合污染的土壤，研究茶皂甙對(duì)復(fù)合污染物的解吸試驗(yàn)，結(jié)果表明，有機(jī)污染物的存在會(huì)對(duì)茶皂甙解吸Cd有一定的抑制作用。
　　 2．盆栽試驗(yàn)結(jié)果顯示，茶皂甙作為一種天然的生物型表面活性劑可以有效促進(jìn)玉米對(duì)Cd的吸收。在玉米的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，隨著玉米的生長(zhǎng)，玉米根系對(duì)Cd的吸收也不斷增加，而莖葉里Cd的含量在一開(kāi)始迅速增加，并在短期內(nèi)達(dá)到最大，然

5、后逐漸減少，當(dāng)玉米生長(zhǎng)到第五天時(shí)，根中Cd的濃度為116.9mg/kg，莖葉中為104.19mg/kg，是不添加茶皂甙的對(duì)照組Cd含量的1.6倍。玉米對(duì)Cd的吸收能力隨著茶皂甙濃度的增加而增加，玉米的根中Cd的最高濃度達(dá)到183mg/kg，莖葉中的最高濃度達(dá)到71mg/kg，分別是對(duì)照的155％和264％。轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TF)用來(lái)評(píng)價(jià)植物將重金屬?gòu)牡叵虏肯虻厣喜康霓D(zhuǎn)移運(yùn)輸和富集能力。茶皂甙可提高Cd在玉米體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，在25-200mg/

6、kg濃度下，隨著茶皂甙濃度的提高，TF遞增，濃度為200mg/kg時(shí)，TF為對(duì)照的1.74倍。采用差速離心法研究了在茶皂甙的存在下Cd在玉米亞細(xì)胞水平的分布情況，結(jié)果表明含細(xì)胞質(zhì)和液泡的可溶性部分是Cd在玉米細(xì)胞內(nèi)的主要結(jié)合位點(diǎn)，其次為細(xì)胞壁部分，只有少量的Cd分布在葉綠體、線粒體和細(xì)胞核等細(xì)胞器組分中。同時(shí)，在茶皂甙的誘導(dǎo)下，玉米在莖葉細(xì)胞內(nèi)的Cd有從細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞壁轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。
　　 綜上所述，茶皂甙作為一種天然的生物表面活性