城镇多环芳烃污染土壤的植物修复及其生理机制研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hainian3166
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本文针对城镇土壤中多环芳烃(PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAHs)的污染问题,以常见的用于修复有机污染物的禾本科与豆科植物为材料,系统研究了植物对土壤多环芳烃污染的生理响应和植物对土壤中菲的修复效果的种间差异,明确了植物吸收积累、植物促进微生物降解等在PAHs去除过程中的相对贡献率,探讨了植物修复土壤多环芳烃污染的机制。在此基础上,选用植物白三叶(Trifoliumrepens)研究了土壤改良剂(非离子表面活性剂Tween80和树木凋落物)对植物修复土壤PAHs污染效率的影响,为快速、经济、有效的防治和修复土壤有机污染提供科学参考和理论依据。本论文获得了以下主要结论:   (1)菲胁迫降低了黑麦草叶片叶绿素的总含量,叶片净光合速率随着菲胁迫浓度的升高而逐渐降低;黑麦草叶片叶绿素荧光参数的变化表明光合机构在高浓度菲胁迫下才显著受损。   (2)在0~195.97mg·kg-1菲浓度胁迫范围内,黑麦草叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)能积极的响应来减少膜脂过氧化,MDA含量虽随着菲浓度的提高而有不同程度的升高,但并不没有受到显著影响;随着菲浓度的进一步提高,植物体内自由基的产生超过了抗氧化酶的清除能力进而引起伤害,导致酶活性降低,MDA积累过多。   (3)白三叶(Trifoliumrepens)、紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、黑麦草(LoliumperenneL.)和高羊茅(FestucaarundinaceaS.)能够在0~195.97mg·kg-1菲浓度范围内正常生长,表现出较好的耐性;试验60天后,试验浓度(0~369.86mg·kg-1)范围内,种植植物能不同程度地促进土壤中菲的去除,去除效果表现为黑麦草(83.68%~91.95%)>高羊茅(81.14%~90.15%)>紫花苜蓿(75.08%~86.25%)>白三叶(71.01%~80.71%)。土壤本身还具有对菲的自然消解与修复功能。   (4)修复过程中,植物对土壤中的菲有一定的吸收积累作用,且积累量与土壤中菲的添加量呈正相关,但对菲的富集系数却逐渐减小;相同污染水平下,根系菲含量、富集系数远大于茎叶;根部是黑麦草吸收、积累菲的主要部位。   (5)非离子型表面活性Tween80(1000mg·kg-1)施入菲污染土壤后,白三叶的生物量略低子对照,但差异不显著。而树木凋落物及其与表面活性剂的复合施入土壤后显著提高了白三叶的生物量,分别是对照的1.76、2.13倍。   (6)土壤改良剂(表面活性剂和树木凋落物)施入土壤能显著提高白三叶修复土壤菲污染的效率;且能够显著增加白三叶体内的菲含量,但吸收积累的菲占土壤中菲总降解量的比例不足0.1%。
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