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镉是我国东北地区的污染灌溉区农田中土壤的主要污染物之一,对人体具有致病、致癌等破坏极大的影响。传统污染土壤的修复方法如化学、物理等往往投资大、见效缓慢,还会破坏土壤结构。植物修复技术是利用超积累植物吸附土壤中的重金属,该技术以其成本低廉、环境友好等优点倍受关注。 本文主要开展了以下研究,一是对两种生态型东南景天(镉超积累植物)对镉的耐性及富集特性进行了研究。二是分析了矿山生态型东南景天根系分泌物的变化特点。三是草酸淋洗与东南景天联合对镉污染土壤的修复实验研究。通过研究得出以下结果: 共设定5种镉污染浓度(0,5,10,40,400μM/L),对比了它们的耐性及富集特性。结果表明,随着镉处理浓度的加大,矿山生态型东南景天的地上部干重逐渐增加,而根部干重逐渐降低。非矿山生态型东南景天的地上部和根部的干重随着镉污染浓度的增加而逐渐降低。在低镉污染浓度(0-40μM/L)时,非矿山生态型东南景天转运能力更强,高浓度下(400μM/L),矿山生态型东南景天转运能力更强。矿山生态型东南景天地上部比非矿山型地上部镉含量更高,富集系数更大。结果表明,矿山生态型东南景天富集能力更强,更适宜修复镉浓度高的土壤。 使用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对矿山生态型东南景天根系分泌物进行检测,选取58个主特征峰,将他们的峰面积进行标准差对比,找出7种变化幅度大的物质,再通过与NIST05谱库中标准物质谱图对照,鉴定出这7种物质分别为草酸、甘氨酸、壬酸、月桂酸、十五酸、甘露醇、蔗糖,匹配度都在95%以上。通过这7种物质在不同镉污染浓度下的变化趋势分析,结果发现,镉污染浓度的增加使得草酸、甘氨酸、壬酸、月桂酸、蔗糖的分泌量逐渐增加,而十五酸、甘露醇的分泌量逐渐减少。而草酸的峰面积最大,对东南景天积累镉的作用最大。 选取矿山生态型东南景天根系分泌物中的草酸作为淋洗剂,联合矿山生态型东南景天进行镉污染土壤修复的实验。共设4种草酸浓度(5,10,25,50mmol/L),分别对土壤进行了4次淋洗后,在草酸浓度达到25mmol/L时,东南景天干重最大,地上部镉含量最高,总去除量最大,去除效率最高,达到51.34%。在前3次淋洗后的淋出液巾的镉含量逐次升高,第4次几乎降至0点。结果表明,在革酸浓度达到25mmol/L时,联合修复效果达到最佳。 本次研究表明,矿山生态型东南景天更适宜修复高浓度镉污染土壤,并首次使用草酸淋洗联合矿山型东南景天修复镉污染土壤,镉去除效果显著,为使用东南景天修复镉污染土壤提供了新的思路。