菌根植物与生物降解螯合剂联合修复Cr污染土壤的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1本课题研究意义：

1.1土壤重金属污染问题日益严重，铬污染是其中之一。铬污染主要是由铬矿的开采与冶炼，铬化合物的生产、电镀、制革等行业肆意排放的工业废物造成的^[1]。铬进入土壤和地下水会抑制某些植物的生长，对水生生物的生长、繁殖等生理活动也会产生不利影响，且对微生物及人体有很强的毒害作用^[2-3]。本课题针对铬污染土壤的修复方式与效果进行了一系列的探究，希望在缓解土壤铬污染方面有所帮助。

1.2（在重金属污染土壤的修复方式中，植物修复技术是目前研究较多的一种污染修复方式。植物修复是指通过植物的一些特殊生理功能（如吸收、降解、稳定、挥发等）来降低土壤中的重金属含量，甚至将重金属移出土壤环境的污染治理技术^[4]，它具有环保、低廉、高效等优点，是传统的物理、化学修复方式所不可比拟的。而传统的植物修复是运用超积累植物的超富集能力来提取土壤中的重金属，这类植物往往是生物量较小的草本植物，根系不发达，不适合长期的植物修复。菌根是菌根真菌与植物根系形成的共生体，是自然界普遍存在的一种生物共生现象,其宿主植物往往是高大的乔木或灌木，它们具有庞大的根系，可与微生物形成良好的共生关系，且菌丝具有捕获土壤中重金属的能力。另外，一些具有与植物共生能力的细菌、真菌也具有一定的重金属耐性,文献资料显示，丛枝菌根真菌中的巨孢囊霉属(gigaspora) 与球囊霉属(glomus) 在重金属污染土壤中出现较多，这可能与它们具有较高的产孢率相关^[5]。外生菌根真菌中的子囊菌类(ascomycete)和担子菌类(basidiomycetous)通常出现在重金属污染的生境中，被认为对逆境具有较强的适应性^[6,7]．colpaert等从不同程度zn污染的土壤中分离到235株外生菌根真菌，它们分属于4个种，分别为: 褐环乳牛肝菌(suillus luteus) 、粘盖牛肝菌(suillus bovinus) 、浅黄根须腹菌(rhizopogon luteolus) 、卷边桩菇(paxillus involutus)^[8]。虽然菌根中的菌丝对土壤中的重金属具有捕获作用，但由于土壤与重金属结合紧密，距离植物根际区较远的地方菌丝难以捕获。因此，如何提高重金属在土壤中的生物可利用性对以菌根植物为基础的植物修复技术是至关重要的。生物降解螯合剂是含有多齿状配位基的高分子化合物,它可以减弱重金属与土壤的固定，促进植物对重金属的吸收。因此，本课题将菌根真菌与生物降解螯合剂两者联合用于铬污染土壤的修复，探究其是否比单独使用的修复效果更为有效，从而实现对现有植物修复技术的进一步改良。

2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标及内容：

1.1筛选对土壤cr有较高溶解效率的螯合剂

比较：(1).1, 5, 10 mm edds、nta；(2).1mm na₂edta、100mm 柠檬酸、20mm fecl₃、菌液为k6（赭盖捕蝇蕈（amanitarubescens））和1mm na₂edta、20mm 柠檬酸、5mm fecl₃、菌液为f1(硬皮地星(astraeushygrometricus))；(3).外生菌根真菌（emf）发酵液，对土壤cr的溶解特性，从中选择实用性强且价格低廉的螯合剂组合作为菌根联合修复的候选螯合剂。

3. 研究的方法与方案

1、研究方法：设计实验

2、技术路线：

3、实验方案：

4. 研究创新点

国内外对于重金属污染土壤的修复技术进行了大量的研究，相比于传统的物理、化学修复技术，生物修复尤其是植物修复技术因其环保、低廉、高效等优点备受研究人员青睐。在植物修复技术中，菌根植物宿主主要为一些高大的灌木或乔木，克服了超积累植物生物量小、根系不发达、不适用于长期修复试验等弊端，此外，螯合剂可以减弱重金属与土壤的亲和力，增强其在土壤中的生物可以用度，进而提高植物对重金属的吸收与积累，而二者的联合修复研究少之又少。本实验尤为关注探究菌根与生物降解螯合剂联合修复的协同效应，探究是否可以同时发挥二者在土壤污染修复方面的优势，同时弥补两者单独应用中的缺点。

5. 研究计划与进展

2016.11初期实验准备、资料收集、文献阅读、实验操作学习

2016.11-2016.12 完成实验一、二，筛选出所需螯合剂并确定螯合剂处理时间

2017.1-2017.4 完成实验三、四，通过盆栽试验与根袋试验得到最佳的联合修复组合并初步探索其修复原理