不同钝化剂对阻控小麦镉的吸收和转运的作用研究开题报告

 2022-01-21 20:57:21

全文总字数:5620字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

重金属是一类在土壤环境中来源广泛、危害性大的积累性污染物。近年来,随着工农业生产和城镇化的快速发展,大量的工业和生活污水排放、灌溉、工矿冶金业废渣和不易降解的农业废弃物堆放、交通尾气及工业废气的沉降使越来越多的重金属元素随之进入土壤生态系统中,导致重金属污染成为全球重要的环境问题之一。

我国有近700万公顷的土壤受到重度污染;在污染土壤中,镉(cd)的点位超标率达到7.0%,为所有重金属污染物之首。镉对于所有活生物体都是生物学上非必需的元素,动物主要通过消耗植物来源的食物摄取过量的镉,并且已经证明镉影响人的身体健康。目前,由于采矿冶炼,废水灌溉,磷酸盐肥料的应用以及其他人为活动,大面积的农业土壤被cd污染。此外,最近对土壤的调查发现,中国单独污染的土地面积至少441000平方公里[1]。由于cd的半衰期较长,能够较长时间的累计在人体内,难以自然排出体外[2],人体内累积的cd会影响钙的正常代谢,易使人出现骨软化病和骨质疏松的症状[3]。因此,对重金属污染土壤的修复成为现在亟待解决的问题。

目前重金属污染土壤修复方式有生物修复、物理修复和化学修复。生物修复分为植物和微生物修复;物理方法有热解吸法修复技术,利用蒸汽、微波、红外辐射等技术,进行污染土壤的加热升温,使土壤中的重金属等污染物质挥发掉,然后回收利用;化学修复通常利用化学反应改变重金属在土壤中的化学形态,降低重金属的生物可利用性达到土壤修复的目的。其中有原位化学钝化修复技术,是指向土壤中加入钝化剂来改变土壤理化性质,通过界面传输、吸附解吸、沉淀溶解、氧化还原等多种作用过程来改变重金属在土壤中的化学形态,从而降低金属的生物可利用性[4]。合适条件下溶解后的重金属金属离子吸附于比表面积大、吸附性好钝化剂表面,钝化剂提高ph同时,重金属离子也与硅酸盐、金属氧化物、石灰性材料、磷酸盐、硅钙材料反应,形成重金属结合态盐类沉淀或形成沉淀的过程中包裹重金属,降低了植物/农作物与低移动性和低生物有效性重金属的接触概率,即使接触也不会大量吸收,进而实现

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标

本试验在重金属污染土壤中施加生物炭、羟基磷灰石、石灰、过磷酸钙后,分析不同钝化剂对生长在重金属污染土壤的小麦cd吸收和转运的阻控效果。实现农作物中重金属含量,特别是可食用部位的含量的减低,同时,不破坏土壤结构;实现农作物的安全生产,并使重金属污染土壤得到有效利用。本研究推动了植物修复技术的发展,具有显著的社会效益和经济效益。

研究内容

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3. 研究的方法与方案

研究方法

1植物材料培养

用0.5% naclo溶液将龙葵种子消毒20min,蒸馏水冲洗干净,漂除瘪谷,自然风干后备用。

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4. 研究创新点

本实验设计在土壤中施加生物炭、羟基磷灰石、石灰、过磷酸钙作为复合钝化剂,分别利用有机和无机两种钝化剂的优点,既能在土壤重金属污染的修复中起络合、截留、固定重金属污染物的作用同时稳定土壤微生态环境系统,又能提高土壤pH值来增加土壤表面电负荷从而增加土壤对重金属的亲和性并且促进土壤中的Cd等重金属离子形成氢氧化物或结合态沉淀或共沉淀,以及降低有毒金属元素的有效性。在钝化剂的作用之下,研究重度Cd污染的农田土壤进行植物阻控和土壤修复的作用。形成一套高效修复土壤重金属污染技术的同时,实现在污染土壤上作物安全生产的种植模式。

5. 研究计划与进展

1.施加钝化后小麦与龙葵进行种植,40天后收获。

2.对收获的植物样品和土壤样品进测定生理指标以及cd含量

3.数据处理

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