水力条件下DOM和异化铁还原菌对植物根际微域重金属生物有效性的影响

论文摘要

从根际微域出发,采用根箱种植鄱阳湖湿地植物苔草,结合DOM、微生物异化铁还原菌及重金属（Cu、Pb、Cd）三者之间的相互交叉作用,研究水文情势下DOM和异化铁菌对植物根际土壤中重金属的形态含量变化特征,以及重金属在植物各部位的含量分布特征及迁移转化规律,揭示水文情势下DOM-异化铁还原菌-重金属三元作用对根际重金属生物有效性的作用机制,为植物修复提供理论依据。主要研究结果如下:（1）DOM在0cm和23cm水位下起到了活化Cu和Pb元素的作用,促进了Cu和Pb元素从土壤中向苔草体内转移,而对Cd元素起到钝化作用,且在0cm水位下促进Cu和Pb元素向苔草叶中富集,抑制其向根部富集。在干湿交替水位下,DOM对土壤中Cu和Pb元素起到钝化作用,而对土壤中的Cd元素起到活化作用,促进了土壤中Cd元素向苔草中转移。DOM在这三种水位时都起抑制了土壤中Cd元素向苔草叶中富集。（2）异化铁还原菌在0cm水位时对土壤中Cu元素起到钝化作用,并使Cu元素从苔草叶向苔草根中富集,在23cm和干湿交替水位时对土壤中Cu元素起到活化作用,并抑制了苔草叶对Cu元素的吸收,促进了苔草根中吸收Cu元素;在0cm水位下对Pb元素起到活化作用,促进Pb元素向苔草叶转移,抑制了其向根中转移;在23cm和干湿交替水位下对土壤中Pb元素具有钝化作用;在0cm水位和23cm水位下对Cd元素具有活化作用,在干湿交替水位下对Cd元素具有钝化作用,0cm水位时促进了苔草叶和根中都富集Cd元素,23cm和干湿交替水位时促进了Cd元素向苔草根中富集,而抑制其向叶中富集。（3）DOM和异化铁还原菌联合作用在0cm和干湿交替水位下对土壤中的Cu具有钝化作用,在23cm水位下对Cu元素产生活化作用,并且促进了土Cu元素向苔草根中富集,2-3cm和干湿交替水位时抑制了苔草叶对Cu元素的富集,促进了苔草根中吸收Cu元素;在0cm水位时对Pb具有活化作用;在23cm和干湿交替水位下对土壤中的Pb元素具有钝化作用;在0cm和23cm水位下活化了土壤中的Cd元素;在干湿交替水位下对土壤中的Cd元素具有钝化作用。0cm水位下均提高了苔草叶和根中富集Pb和Cd元素的能力,2-3cm和干湿交替水位条件下促进了土壤中的Pb和Cd元素向苔草根中富集,抑制了其向叶富集。（4）DOM和异化铁还原菌的单独作用和联合作用对根际微域土壤中Cu、Pb、Cd元素都起到活化的作用,提高了这三种重金属元素在土壤中的迁移转化能力。DOM和异化铁还原菌的联合作用对Cu、Pb元素的活化效果比单独作用更加明显,对Cd的活化效果则是联合作用的强于单独添加DOM,而弱于单独加异化铁还原菌。

论文目录

摘要

abstract

第一章前言

1.1 DOM的研究现状

1.1.1 DOM的定义、来源与组成

1.1.2 DOM与腐殖酸类物质的联系与区别

1.1.3 DOM对土壤中重金属环境行为的影响

1.2 异化铁还原菌的研究现状

1.2.1 异化铁还原菌及异化铁还原过程概述

1.2.2 异化铁还原菌的分类

1.2.3 土壤中异化铁还原菌的还原机制

1.2.4 异化铁还原菌与重金属之间的关系

1.2.4.1 异化铁还原对重金属的影响

1.2.4.2 重金属对异化铁还原的影响

1.3 重金属形态的研究现状

1.4 研究意义和内容

1.4.1 研究意义

1.4.2 研究内容

1.5 技术路线

第二章材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 试验土壤

2.1.2 试验植物

2.1.3 菌株和培养基

2.1.4 DOM的提取方法

2.1.5 多层根箱装置

2.1.6 主要药品和试剂

2.1.7 主要仪器

2.2 根箱实验方法

2.3 分析方法

2.3.1 重金属含量的测定

2.3.2 重金属形态含量的测定

2.3.3 重金属含量计算方法

2.3.4 转移系数与富集系数

2.4 数据处理与分析

第三章结果与讨论

3.1 DOM对根际微域土壤重金属的生物有效性的影响

3.1.1 外源DOM对重金属在湿地植物苔草地上部分和地下部分布的影响

3.1.1.1 对植物不同部位分布的影响

3.1.1.2 对土壤重金属迁移能力的影响

3.1.2 外源DOM对根际微域土壤重金属形态变化的影响

3.1.2.1 对Cu形态变化的影响

3.1.2.2 对Pb形态变化的影响

3.1.2.3 对Cd形态变化的影响

3.1.3 小结

3.2 异化铁还原菌对根际微域土壤重金属的生物有效性的影响

3.2.1 异化铁还原菌对重金属在湿地植物苔草地上部和根中布的影响

3.2.1.1 对植物不同部位分布的影响

3.2.1.2 对土壤重金属迁移能力的影响

3.2.2 异化铁还原菌对根际微域土壤重金属形态变化的影响

3.2.2.1 对Cu形态变化的影响

3.2.2.2 对Pb形态变化的影响

3.2.2.3 对Cd形态变化的影响

3.2.3 小结

3.3 DOM和异化铁还原菌对根际微域土壤重金属的生物有效性的影响

3.3.1 DOM和异化铁还原菌对重金属在湿地植物苔草地上部和根中布的影响

3.3.1.1 对植物不同部位分布的影响

3.3.1.2 对土壤重金属迁移能力的影响

3.3.2 DOM和异化铁还原菌对根际微域土壤重金属形态变化的影响

3.3.2.1 对Cu形态变化的影响

3.3.2.2 对Pb形态变化的影响

3.3.2.3 对Cd形态变化的影响

3.3.3 小结

第四章结论与展望

4.1 研究结论

4.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 易佳璐

导师: 弓晓峰

关键词: 溶解性有机质,异化铁还原菌,重金属,迁移转化,湿地植物

来源: 南昌大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 南昌大学

基金: 国家自然科学基金项目“水文条件变化下湿地土壤-根际-微生物体系对重金属的阻隔潜力研究” (41761095)

分类号: X53;X172

DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.001068

总页数: 66

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