重金属污染土壤的植物修复技术研究 李氏禾对铬的超富集特征、机制及修复潜力研究

第一篇 李氏禾铬富集特征及相关机制 3

第一章 李氏禾对Cr的超富集特征 3

1.1 引言 3

1.2 材料和方法 3

1.2.1 野外调查和采样 3

1.2.2 李氏禾的室内培养 4

1.2.3 样品的分析 5

1.2.4 数据统计与处理 5

1.3 结果与分析 5

1.3.1 电镀工业区优势植物及其体内重金属含量 5

1.3.2 自然条件下李氏禾对Cr的富集作用 7

1.3.3 温室培养条件下Cr对李氏禾生长的影响 8

1.3.4 温室培养条件下李氏禾对Cr的富集作用 8

1.4 讨论 11

1.5 结论 13

参考文献 13

第二章 李氏禾根对Cr3＋的吸收机理的探讨 15

2.1 引言 15

2.2 材料和方法 16

2.2.1 植物的培养 16

2.2.2 代谢抑制剂对Cr3＋吸收的影响 16

2.2.3 低温对Cr3＋吸收的影响 16

2.2.4 离子通道抑制剂对Cr3＋吸收的影响 17

2.2.5 铁对Cr3＋吸收的影响 17

2.2.6 数据处理与统计分析 17

2.3 结果与分析 17

2.3.1 代谢抑制剂对李氏禾吸收Cr3＋的影响 17

2.3.2 低温对李氏禾吸收Cr3＋的影响 18

2.3.3 离子通道抑制剂对李氏禾吸收Cr3＋的影响 20

2.3.4 缺Fe和Fe3＋对李氏禾吸收Cr3＋的影响 20

2.4 讨论 22

2.5 结论 23

参考文献 23

第三章 李氏禾体内Cr的分布特征 25

3.1 引言 25

3.2 材料和方法 26

3.2.1 植物的培养 26

3.2.2 Cr在植物不同器官的分布 26

3.2.3 Cr在植物根和叶亚细胞组分中的分布 26

3.2.4 TEM-EDX分析 26

3.2.5 统计分析 27

3.3 结果与分析 27

3.3.1 Cr在李氏禾器官水平上的分布 27

3.3.2 Cr在李氏禾亚细胞组分中的分布 29

3.3.3 TEM-EDX分析 30

3.4 讨论 33

3.4.1 Cr在李氏禾中的移动性 33

3.4.2 李氏禾体内Cr的亚细胞分布特征 34

3.4.3 李氏禾Cr富集与亚细胞分布特征的关系 35

3.5 结论 35

参考文献 36

第四章 草酸与李氏禾Cr耐性的关系 38

4.1 引言 38

4.2 材料和方法 39

4.2.1 植物的培养 39

4.2.2 李氏禾体内Cr的形态分析 39

4.2.3 李氏禾体内草酸含量的测定 39

4.2.4 外源草酸对李氏禾Cr耐性的影响 40

4.2.5 统计分析 40

4.3 结果与分析 41

4.3.1 李氏禾体内Cr的化学形态 41

4.3.2 Cr诱导下李氏禾体内的草酸含量 42

4.3.3 外源草酸对Cr胁迫下李氏禾电解质外渗率的影响 42

4.3.4 外源草酸对Cr胁迫下李氏禾叶绿素含量的影响 43

4.3.5 外源草酸对Cr胁迫下李氏禾根长、株高的影响 44

4.3.6 外源草酸对Cr胁迫下李氏禾生物量的影响 44

4.3.7 外源草酸对李氏禾Cr富集的影响 46

4.4 讨论 47

4.4.1 李氏禾体内Cr的化学形态 47

4.4.2 草酸与李氏禾Cr耐性的关系 47

4.4.3 Cr对李氏禾的毒性 48

4.5 结论 48

参考文献 48

第五章 Cr胁迫下李氏禾抗氧化系统酶活性和显微结构的变化 50

5.1 引言 50

5.2 材料和方法 51

5.2.1 植物培养与实验处理 51

5.2.2 抗氧化酶活性的测定 51

5.2.3 李氏禾的组织结构观察试验 51

5.3 结果与分析 52

5.3.1 不同浓度Cr处理对李氏禾分蘖数的影响 52

5.3.2 不同浓度Cr处理对李氏禾耐性指数的影响 52

5.3.3 Cr胁迫对李氏禾超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 52

5.3.4 Cr胁迫对李氏禾超过氧化氢酶（CAT）活性的影响 54

5.3.5 Cr胁迫对李氏禾超过氧化物（POD）活性的影响 55

5.3.6 Cr胁迫下李氏禾组织显微结构的变化 55

5.4 讨论 57

5.5 结论 59

参考文献 60

第六章 李氏禾干粉生物吸附Cr6＋电子转移机制的研究 61

6.1 引言 61

6.2 材料和方法 62

6.2.1 材料 62

6.2.2 X射线光电子能谱和傅里叶变换红外线光谱分析 62

6.2.3 静态吸附实验 62

6.2.4 Cr含量分析 63

6.3 结果与讨论 63

6.3.1 生物干粉表面官能团的特性 63

6.3.2 原位Cr6＋的还原吸附 65

6.3.3 吸附还原的机理 66

6.4 结论 68

参考文献 68

第七章 氮肥形态对李氏禾富集Cr的影响及其生化分析 71

7.1 引言 71

7.2 材料与方法 71

7.2.1 供试植物和土壤 71

7.2.2 李氏禾生物量和各部分Cr含量测定 72

7.2.3 数据处理 72

7.2.4 生化分析 72

7.3 结果与讨论 72

7.3.1 不同氮肥形态对李氏禾生物量的影响 72

7.3.2 不同氮肥形态对李氏禾吸收Cr的影响 73

7.4 结论 75

参考文献 76

第八章 外源有机酸对李氏禾富集Cr的影响 77

8.1 引言 77

8.2 材料与方法 77

8.2.1 供试植物和土壤 77

8.2.2 试验设计与分析方法 77

8.3 结果与讨论 78

8.3.1 不同有机酸对李氏禾生长发育的影响 78

8.3.2 不同有机酸对交换态Cr的影响 79

8.3.3 不同有机酸对李氏禾根系吸收Cr的影响 79

8.3.4 不同有机酸对Cr迁移能力的影响 79

8.4 结论 81

参考文献 81

第二篇 李氏禾在铬污染修复中的作用 85

第九章 李氏禾对土壤Cr污染修复潜力的评价 85

9.1 引言 85

9.2 材料和方法 85

9.2.1 李氏禾Cr修复效率的评价 85

9.2.2 连续收获对李氏禾修复Cr的影响 86

9.2.3 施肥对李氏禾修复Cr的影响 86

9.2.4 EDTA对李氏禾修复Cr的影响 86

9.2.5 统计分析 86

9.3 结果与分析 87

9.3.1 李氏禾对土壤Cr污染的修复效率 87

9.3.2 连续收获对李氏禾修复土壤Cr污染的影响 88

9.3.3 施肥对李氏禾修复土壤Cr污染的影响 90

9.3.4 EDTA对李氏禾修复土壤Cr污染的影响 92

9.4 讨论 94

9.4.1 李氏禾对土壤Cr污染植物修复的可行性 94

9.4.2 提高李氏禾对土壤Cr污染修复潜力的方法 95

9.5结论 96

参考文献 97

第十章 李氏禾人工湿地的设计与启动 99

10.1 引言 99

10.2 人工湿地的设计 99

10.2.1 设计依据 99

10.2.2 实验装置设计 102

10.3 人工湿地的启动 104

10.3.1 启动方式 104

10.3.2 启动过程 104

10.4 讨论 107

10.5 结论 108

参考文献 108

第十一章 李氏禾人工湿地处理电镀废水的运行条件研究 110

11.1 引言 110

11.2 材料与方法 110

11.2.1 试验水质 110

11.2.2 试验装置 110

11.2.3 试验方法 110

11.2.4 测定方法 111

11.2.5 数据处理 111

11.3 结果与分析 111

11.3.1 水力负荷对人工湿地处理电镀废水效果的影响 111

11.3.2 进水浓度对人工湿地处理电镀废水效果的影响 114

11.3.3 人工湿地处理电镀废水的沿程动态变化 116

11.4 讨论 118

11.5 结论 120

参考文献 120

第十二章 重金属在人工湿地基质中残留分布的研究 121

12.1 引言 121

12.2 材料与方法 121

12.2.1 基质吸附静态试验 121

12.2.2 重金属在人工湿地基质中的残留分布 122

12.3 结果与分析 123

12.3.1 pH对吸附效果的影响 123

12.3.2 初始浓度对吸附效果的影响 124

12.3.3 等温吸附模型 124

12.3.4 接触时间对吸附效果的影响 126

12.3.5 吸附动力学方程 127

12.3.6 结果与分析 128

12.4 讨论 132

12.5 结论 134

参考文献 134

第十三章 重金属在人工湿地植物中残留分布的研究 135

13.1 引言 135

13.2 材料与方法 135

13.2.1 试验内容 135

13.2.2 测定方法 135

13.2.3 数据处理 135

13.3 结果与分析 136

13.3.1 植物生长性状的变化 136

13.3.2 重金属在人工湿地植物中的残留分布 136

13.3.3 植物对重金属的富集能力 139

13.4 讨论 139

13.5 结论 141

参考文献 141

第十四章 李氏禾叶细胞干粉对Cr6＋的吸附特性研究 142

14.1 引言 142

14.2 材料和方法 142

14.2.1 植株的预处理及重金属储备液的配制 142

14.2.2 pH对Cr6＋吸附影响分析 143

14.2.3 吸附动力学实验 143

14.2.4 吸附等温线测定 143

14.2.5 解吸实验 143

14.3 结果与讨论 143

14.3.1 pH的影响 143

14.3.2 吸附动力学实验 146

14.3.3 吸附等温线 147

14.3.4 红外谱图分析 148

14.4 结论 150

参考文献 151

第十五章 李氏禾修复重金属（Cr、Cu、Ni）污染水体的潜力研究 152

15.1 引言 152

15.2 材料与方法 152

15.2.1 植物材料 152

15.2.2 培养方法 152

15.2.3 样品的处理及测定 153

15.2.4 数据处理 153

15.3 结果与分析 153

15.3.1 李氏禾对水中重金属的去除效果 153

15.3.2 重金属对李氏禾生长的影响 155

15.3.3 李氏禾对重金属的富集 156

15.4 讨论 156

15.5 结论 157

参考文献 157

第十六章 水分、光照和肥料交互作用对李氏禾生长的影响 159

16.1 引言 159

16.2 材料与方法 159

16.2.1 供试植物和土壤 159

16.2.2 水分、光照和肥料交互作用试验 160

16.2.3 生理指标测定方法 160

16.2.4 数据处理 160

16.3 结果与分析 160

16.3.1 水分和光照交互作用对李氏禾生长速度的影响 160

16.3.2 水分和肥料交互作用对李氏禾生长速度的影响 160

16.3.3 肥料和光照交互作用对李氏禾生长速度的影响 161

16.3.4 李氏禾叶片中叶绿素浓度和蛋白质含量 162

16.4 讨论 163

16.5 结论 163

参考文献 163