植物修复镉-多环芳烃污染土壤强化措施研究

本论文以镉超富集植物龙葵(Solanum nigrum L.)为材料，研究化学强化剂对龙葵修复镉-多环芳烃复合污染的作用，并对筛选出的强化剂在不同浓度水平镉-多环芳烃复合污染土壤的适用性进行研究，以期为镉-多环芳烃复合污染土壤的植物修复强化技术提供理论指导。 （1）采用室内盆栽试验的方法，研究外源半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸及其复合处理对超富集植物龙葵修复镉-多环芳烃复合污染土壤的影响。试验表明，各浓度水平的单因素处理对植物株高及地上部干重并没有显著影响（p>0.05），而复合处理则具有显著的促进作用(p<0.05)。各处理能够显著增强龙葵对镉的吸收和富集能力，其中半胱氨酸处理使重金属提取率分别达到1.80%及1.83%，与对照相比提高1.80及1.83倍。研究发现甘氨酸、谷氨酸及半胱氨酸复合处理能够促进镉及多环芳烃在土壤环境中的去除作用，且0.3mmol•kg-1甘氨酸+0.3mmol•kg-1谷氨酸+0.3mmol•kg-1半胱氨酸处理效果最佳，与对照相比龙葵地上部Cd含量增加2.26倍，土壤多环芳烃总量的去除率提高5.46倍。 （2）采用室内盆栽试验的方法，研究EDTA、水杨酸、TW80及其复合处理对超富集植物龙葵修复镉-多环芳烃复合污染土壤的影响。研究发现，单因素EDTA处理对龙葵具有很强的植物毒性作用，显著降低了龙葵地上部干重(p<0.05)。水杨酸及TW80处理促进了土壤中多环芳烃的生物降解作用，其中以0.9mmol•kg-1水杨酸处理效果最佳，芴、苯并(a)蒽、 、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘及苯并(g,h,i) 的降解率分别达到52.3、35.1、60.7、54.5、69.3及68.8％。此外，研究结果显示水杨酸对龙葵地上部提取镉总量具有很好的促进作用，即水杨酸处理能够促进污染物镉和多环芳烃的在土壤环境中的去除作用。 同样，复合处理0.1mmol•kg-1EDTA+0.5mmol•kg-1TW80和0.5mmol•kg-1EDTA+0.3mmol•kg-1水杨酸对以上两种污染物的去除均有很好的促进作用，表明在化学强化剂的协助条件下利用超富集植物修复重金属和有机复合污染土壤是可行的。 （3）采用室外盆栽试验的方法，研究化学强化剂0.1mmol•kg-1EDTA、0.9mmol•kg-1半胱氨酸、0.9mmol•kg-1水杨酸、0.3mmol•kg-1TW80及其复合处理对不同类型的镉和苯并(a)芘土壤修复适用性进行研究。研究发现，高浓度镉和苯并(a)芘对其在土壤环境中的去除产生抑制作用，其抑制强度随浓度的升高而增强。研究结果显示，不同类型的污染土壤对化学强化剂的需求不同，当土壤投加5mg•kg-1Cd时，EDTA+半胱氨酸及EDTA处理对龙葵吸收镉具有显著的促进作用，而土壤镉投加浓度为15mg•kg-1Cd时，仅EDTA+半胱氨酸处理的促进效果最佳；当土壤投加1mg•kg-1Bap时，水杨酸+TW80处理能够显著增强Bap的降解作用，而土壤投加2mg•kg-1Bap时，TW80处理的强化效果最佳；当土壤投加5mg•kg-1Cd和1mg•kg-1Bap时，水杨酸+TW80+EDTA处理对土壤中两种污染物去除均有很好的促进作用，而土壤投加15mg•kg-1Cd和2mg•kg-1Bap时，半胱氨酸+TW80处理效果最佳。