耐土壤鉻污染植物種質(zhì)篩選研究.pdf

1、鉻是一種重要的環(huán)境污染元素,鉻及其化合物是冶金、金屬加工、電鍍、制革、油漆、顏料等行業(yè)常用的基本原料,這些行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的含鉻廢水、廢渣等通過(guò)多種途徑進(jìn)入土壤,造成了日益嚴(yán)重的鉻污染。因此,對(duì)鉻污染土壤進(jìn)行修復(fù)成為當(dāng)今環(huán)境科學(xué)家急需解決的重大課題。傳統(tǒng)的鉻污染修復(fù)技術(shù)成本高,需要打擾土壤結(jié)構(gòu),只能小面積污染治理。而利用植物對(duì)鉻的特殊吸收富集能力進(jìn)行鉻污染治理的植物修復(fù)技術(shù)成本低,對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少,能大面積推廣,具有廣泛的應(yīng)用前景。但目前可

2、應(yīng)用的重金屬超富集植物較少,特別是鉻超富集植物幾乎沒(méi)有,極大限制了植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用和鉻污染土壤的修復(fù)。
　　 有鑒于此,本研究針對(duì)我國(guó)制革行業(yè)導(dǎo)致土壤鉻污染日趨嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí),選擇溫州某制革區(qū)為調(diào)查對(duì)象,對(duì)該制革區(qū)土壤和植物進(jìn)行調(diào)查采樣,測(cè)定不同植物的鉻含量,篩選出適合制革區(qū)生長(zhǎng)的鉻富集植物；同時(shí)進(jìn)行土培鉻脅迫試驗(yàn),研究不同鉻脅迫條件下不同植物對(duì)鉻的吸收富集能力的差異,進(jìn)一步篩選出可用于南方制革區(qū)應(yīng)用的良好的鉻富集植物,為利用鉻富

3、集植物進(jìn)行土壤鉻污染生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　 通過(guò)研究浙江溫州某制革區(qū)土壤與植物重金屬含量特征及其與土壤污染之間的關(guān)系,初步確定修復(fù)土壤鉻污染的可用植物種質(zhì)資源。通過(guò)采集的土壤的重金屬含量測(cè)定結(jié)果表明,土壤中Cr含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)污染警戒值,是土壤環(huán)境二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的5～20倍,說(shuō)明該地區(qū)土壤已經(jīng)受到較嚴(yán)重的Cr污染,Cu、Pb、Zn含量均在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi),未造成相應(yīng)的污染；查共記錄25種高等植物,分屬13科。主要優(yōu)勢(shì)物種有

4、:狗牙根、灰綠藜、藿香薊、牛蘩縷、牛筋草、薄菜、反枝莧和四季竹。狗牙根、灰綠藜、牛筋草、蔊菜和反枝莧宜作為Cr污染土壤生態(tài)修復(fù)的先鋒植物。污染區(qū)Cr耐性植物地上部分的Cr含量110.26～774.05mg·kg-1,平均為280.95mg·kg-1,根部為774.05～2334.56 mg·kg-1,平均為1229.75 mg·kg-1。狗牙根積累的Cr含量最高,地上部分與根分別為774.05 mg·kg-1、2334.56 mg·kg

5、-1,可考慮作為建群種出現(xiàn),但尚未達(dá)到Cr超積累植物的臨界含量(1000 mg·kg-1)標(biāo)準(zhǔn),禾本科的四季竹和龍柏長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)定,且積累一定量的Cr,考慮與上述植物的組合栽種。根據(jù)相關(guān)性分析得出,植物地上部分和根部的重金屬含量與土壤呈弱相關(guān)性。回歸分析表明,植物體中Cr地上部分與根的富集系數(shù)呈顯著正相關(guān),地上部分富集系數(shù)越火,根的富集能力越高。
　　 通過(guò)上培Cr脅迫試驗(yàn),土壤中重金屬Cr含量的增加在一定程度上抑制微生物的生長(zhǎng),最終

6、導(dǎo)致土壤中的細(xì)菌、放線芮和真菌數(shù)量的減少,同時(shí)揭示土壤中鉻含量的增加抑制土壤脲酶和過(guò)氧化氫酶活性,鉻含量與土壤脲酶活性達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.862),與過(guò)氧化氫酶活性達(dá)顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.650),表明這兩種酶的活性在一定程度上可表征土壤受三價(jià)鉻的污染程度；16種試供植物中,未發(fā)現(xiàn)鉻超富集植物,但發(fā)現(xiàn)柏木和女貞理想的Cr富集植物,他們都是常綠喬木,生長(zhǎng)較快,分布廣,對(duì)土壤和氣候要求不高,且地上部積累的Cr含量最高,地上部分的Cr含