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林海:复合重金属污染土壤和水体植物萃取研究

北极星环境修复网  来源:生态修复网  作者:林海  2020/4/16 8:53:29  我要投稿  

北极星环境修复网讯:一、背景与意义

研究背景有色金属采选加工业带来严重的复合重金属污染,本研究以某石煤钒矿采选、冶炼带来的周边重金属污染土壤和水体为对象,对V、Cd和Cr的复合污染展开研究

植物萃取是指在受重金属污染的土壤上连续的种植专性植物并收割植物茎叶作离地处理,以降低土壤中的重金属浓度的新兴技术。对污染土壤进行原位修复具有成本低、环境可持续性的优点。

研究意义为植物联合萃取技术修复复合重金属污染提供参考;构建陆生、水生植物生态缓冲屏障体系,治理矿区复合重金属污染土壤及水体。

二、内容与目标

研究内容以陆生植物对土壤中多种阴阳离子共存重金属( V、Cr、Cd)的富集量为指标,对陆生草本植物进行筛选和联合种植模式进行优化研究,探寻在不同组合比例下对土壤重金属的萃取效果。

研究水生植物(挺水、沉水、浮水)对水体重金属的削减量以及联合种植模式,考察水生植物对重金属萃取能力,构建特征重金属削减生态缓冲屏障体系。

研究目标优选出富集能力强的陆生草本植物和水生植物;探寻陆生草本植物和水生植物联合种植的最佳组合比例;采用植物联合萃取技术缓解钒矿区的污染现状,构建植物修复带,并使其对特征重金属污染物削减量最大化。

三、方法与成果

• 试验区土壤和河道水体重金属污染浓度模拟• 陆生植物种类的筛选和联合种植比例优化• 水生植物的种类筛选和联合种植比例优化

室外温室实验基地

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现场调研和采样

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3.1试验区土壤和河道水体重金属污染浓度模拟

陆生植物组合模式萃取地表径流及土壤重金属的试验浓度

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水生植物组合模式萃取河道重金属的试验浓度

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3.2陆生草本植物种类的筛选

陆生草本植物的筛选研究以重金属富集量为主要评价指标,研究不同浓度复合重金属污染下植草本植物对重金属的富集能力,筛选出富集能力强,生物量大的草本植物3种。结合文献中重金属富集植物和钒矿区优势植物,选取植物。

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试验方法

采用水培的试验方法,分别设置重金属浓度1HM( ρ(V)、ρ(Cd)、ρ(Cr)为1.40、0.08、0.60mg/L)、5HM、10HM、20HM;设置3组平行,1组空白;试验周期依据相关文献确定为5周;试验周期末进行生物量、重金属含量的测定。

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重金属浓度对植物生长量的影响试验组植物干重呈降低的趋势,高浓度重金属对植物生长有抑制作用;蒌蒿>蜈蚣草>紫花苜蓿>鱼腥草>白三叶草

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不同植物对重金属V的富集能力蜈蚣草地上部分V含量显著高于其他植物,最高达到最大1908.19mg/kg;紫花苜蓿地上部分对V的富集量最小;富集能力排序为:蜈蚣草>蒌蒿>鱼腥草>白三叶草>紫花苜蓿

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蜈蚣草地下部分V含量最高,为1436.31mg/kg;紫花苜蓿地下部分V含量最低;富集能力排序为:蜈蚣草>蒌蒿>白三叶草>鱼腥草>紫花苜蓿

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不同植物对重金属Cr的富集能力蜈蚣草地上部分Cr含量最大,为2016.14mg/kg;紫花苜蓿地上部分对Cr的富集量最小;富集能力排行:蜈蚣草>蒌蒿>白三叶草>鱼腥草>紫花苜蓿

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蜈蚣草地下部分Cr含量最大,为1917.98mg/kg;鱼腥草地下部分对Cr的富集量最小;富集能力排行:蜈蚣草>白三叶草>蒌蒿>紫花苜蓿>鱼腥草

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