紅楓湖疏浚底泥中重金屬的植物修復(fù)研究.pdf

1、隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)大部分城市湖泊受到不同程度的污染，其中湖泊底泥中重金屬污染成為影響湖泊水質(zhì)的一個(gè)重要因素。雖然疏浚底泥作為一種使水體生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的有效處置方法，但由于其在脫水、堆置過(guò)程中可能會(huì)造成土壤和地下水的二次污染，因此合理的處置疏浚底泥尤為重要。植物修復(fù)技術(shù)以其成本低、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)成為污染疏浚底泥治理行之有效的方法之一，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視。
　　紅楓湖是貴陽(yáng)市的主要飲用水水源地之一，在貴州中部地區(qū)具有重

2、要的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略地位。已有研究報(bào)道，紅楓湖底泥中存在一定程度的重金屬污染，對(duì)人類(lèi)及水生生態(tài)系統(tǒng)存在潛在的危害。牧草植物由于適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快速、生物量大、抵抗力和固土力強(qiáng)，且對(duì)重金屬具有一定的吸收和耐受能力，成為湖泊疏浚底泥重金屬植物修復(fù)的熱點(diǎn)研究對(duì)象。本文以貴陽(yáng)市紅楓湖的底泥作為研究對(duì)象，通過(guò)自然條件下的盆栽試驗(yàn)，研究了菊苣、紅三葉、黑麥草、高羊茅、紫花苜蓿、墨西哥玉米、高丹草7種牧草植物對(duì)紅楓湖疏浚底泥中重金屬 Zn、Cu、Pb、Cd、N

3、i、Cr的修復(fù)情況，并研究了黑麥草連茬的種植方式對(duì)底泥中重金屬吸收運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)及玉米修復(fù)底泥的根際作用，同時(shí)研究了在底泥中施加不同濃度EDDS螯合劑對(duì)植物吸收重金屬的影響，以期為植物修復(fù)紅楓湖重金屬污染疏浚底泥的可能性提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)，同時(shí)也為其他湖泊、河道的疏浚底泥的植物修復(fù)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）為篩選出適合修復(fù)紅楓湖疏浚底泥中6種重金屬Zn、Cu、Pb、Cd、Ni、Cr的植物，對(duì)菊苣、紅三葉、黑麥草、

4、高羊茅、紫花苜蓿、墨西哥玉米、高丹草7種牧草植物進(jìn)行了盆栽實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：黑麥草、高羊茅、紫花苜蓿、菊苣、紅三葉可忍耐紅楓湖疏浚底泥環(huán)境發(fā)芽、正常生長(zhǎng)，但5種植物對(duì)重金屬Zn、Cu、Pb、Cd、Ni、Cr的吸收積累能力和耐性存在一定的差異。黑麥草對(duì)Pb、Cu、Cr吸收積累較高，高羊茅對(duì)Zn、Ni吸收積累較高；菊苣、黑麥草、高羊茅和紫花苜蓿對(duì)Cd富集系數(shù)大于1，屬 Cd富集型植物；黑麥草 Cr的轉(zhuǎn)移系數(shù)、高羊茅 Zn的轉(zhuǎn)移系數(shù)、菊苣Cd的

5、轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1，這3種植物對(duì)相應(yīng)的重金屬具有較強(qiáng)的耐性。總體而言，高羊茅和黑麥草可忍耐紅楓湖疏浚底泥環(huán)境而正常生長(zhǎng)，且對(duì)重金屬Zn、Cu、Pb、Cd、Ni、Cr的修復(fù)能力要高于其他供試植物，說(shuō)明它們具有修復(fù)底泥重金屬污染的可能性及潛力。
　　（2）為探究同種植物的不同種植方式對(duì)植物修復(fù)紅楓湖疏浚底泥中重金屬的影響，對(duì)黑麥草進(jìn)行了連續(xù)3茬的種植試驗(yàn)。結(jié)果表明：黑麥草地上部分積累重金屬的量均為第一茬大于第二茬，第二茬大于第三茬。三茬后

6、，黑麥草的根系吸收積累重金屬的量大于地上部分積累的量。種植黑麥草后，底泥中重金屬的濃度均有所降低，其中 Zn、Cu、Cr的濃度從原底泥到第一茬、第二茬降低幅度都較大，從第二茬后，降低幅度趨于平緩；Pb、Cd、Ni連續(xù)三茬后，底泥中Pb、Cd、Ni濃度與原底泥相比降低程度不大。
　　（3）為探究植物在吸收積累重金屬過(guò)程中根際行為的影響，對(duì)玉米根際作用中微生物數(shù)量和酶活性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：種植玉米后，底泥中微生物總量都有增加，其中

7、細(xì)菌的增加量最顯著，是非根際的5.22倍；底泥中的脲酶和堿性磷酸酶的活性也均有所提高，脲酶的活性增加較為明顯。
　?。?）為探究螯合劑的添加對(duì)植物修復(fù)重金屬的影響，投加不同劑量的EDDS對(duì)種植高羊茅修復(fù)底泥進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：低濃度的EDDS對(duì)高羊茅生長(zhǎng)沒(méi)有顯著影響，而隨著EDDS濃度的不斷增加，高羊茅的生物量不斷減少，表現(xiàn)出對(duì)高羊茅的毒性不斷增大，且在高濃度時(shí)，高羊茅的根部生物量減少得最明顯，毒性表現(xiàn)得尤為突出。與未處理組相比