| 题名 | 污泥安全施用量计算及砷镉对小麦的毒性研究 |
| 作者 | 刘小丽 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 张淑贞 |
| 关键词 | 污泥 可溶性有机质 重金属 As(III) As(V) 毒性指标 镉-砷交互 作用 氧化胁迫 Sewage sludge heavy metal derived organic matters As (III) indicator Cd-As interaction antioxidative enzymes |
| 其他题名 | Sewage Sludge Safe Application Calculation and Studies on Arsenate and Cadmium Phyto-toxicity to Wheat |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 随着工农业的发展，重金属污染日趋严重，我国的重金属污染状况也不容乐 观。由于土壤与水体中的重金属元素可以进入植物体，并可能通过食物链进入人 体，对人类健康造成危害。因此，如何减少进入环境中的重金属以及如何诊断重 金属对植物的毒性就成为人们关注的热点。本文研究了污泥中重金属在土壤中的 迁移，估算了污泥的农用安全施用量，为污泥农业安全施用提供了参考依据。另 外，研究了As（III）和As（V）及Cd-As 复合污染对不同基因型小麦生长的影 响，并对小麦的敏感指标进行了选取。主要结论如下： 为了评价污泥中所含重金属进入土壤后的迁移行为和以此为依据计算污泥 农业安全施用量，研究了污泥中可溶性有机质对八种不同性质土壤吸附Ni、Cu 和Pb 的影响。结果表明，Ni、Cu、Pb 在土壤中的吸附可用线性方程拟合，并且 可溶性有机质显著地降低了Ni、Cu、Pb 在土壤中的吸附量。污泥滤液和对照液 中重金属在土壤中的吸附量和土壤主要性质之间的回归方程表明：影响土壤吸附 Ni 的主要是土壤的阳离子交换量（CEC）；影响Cu 和Pb 吸附的主要是土壤有机 质含量（SOM）。利用吸附等温方程获得了土壤对重金属元素的吸附容量，在此 基础上计算了污泥的土壤安全施用量。结果显示，在没有可溶性有机质存在的情 况下，污泥的安全施用量远高于可溶性有机质存在时相应的施用量。这表明污泥 中可溶性有机质的存在明显地增加了重金属对环境的潜在危害，同时土壤性质对 污泥中重金属的移动也产生了影响。因此，在制定污泥农业安全施用标准时，应 同时考虑污泥中可溶性有机质及土壤性质对重金属在土壤中迁移的影响。 本文还研究了As（III）和As（V）对不同品种小麦发芽率、幼苗生长、砷 吸收、淀粉酶活性的影响。结果表明，不同品种小麦的发芽率对As（III）和 As （V）处理有不同的反应。除多抗一号外，发芽率均随培养液中砷含量的增加而 降低。相对根长和相对茎长也随着培养液中As（III）和As（V）浓度的增加而 降低。经As（III）和 As（V）处理后的小麦根长和茎长线性相关。小麦中砷含 量随培养液中As（III）和 As（V）含量的增加而增加，并且符合Michaelis-Menten 动力学方程，而且小麦对As (III)的吸收强于As (V)。培养液中As（III）和As （V）含量超过2 mg/L 时，总淀粉酶活性和β-淀粉酶活性随着培养液中砷含量的增加而降低。但是，在整个砷浓度处理范围内，α-淀粉酶活性随着As（III） 和As（V）含量的增加而降低。而且，As（III）毒性强于As（V）。比较而言， 根长和茎长对砷的反应比其它指标敏感，因此，可将根长和茎长作为砷毒害的指 示指标。 此外，本文还研究了Cd 和As 复合污染对小麦幼苗生长及抗氧化酶系统的 影响。结果表明，发芽率、生物量、根长和茎长均随培养液中Cd 和As 浓度的 增加而降低，比较而言，根长对镉和砷的复合污染比其它指标更为敏感。小麦幼 苗吸收镉和砷的量随着培养液中镉和砷浓度的增加而增加， 并符合 Michaelis-Menten 动力学方程。但在固定培养液中镉浓度时，小麦吸收的镉随着 培养液中砷含量的增加反而降低；对于砷也有相似的变化趋势。Cd 和As 复合污 染对不同基因型小麦的发芽率、生物量、根长、茎长、镉和砷吸收的影响均不同 （p<0.05）。当砷浓度≥ 4 mg/L 或镉浓度>4 mg/L 时，平均总淀粉酶活性、α-淀粉 酶活性和β-淀粉酶活性显著降低。随着镉和砷浓度的增加，可溶性蛋白、MDA 和POD 的含量增加，而SOD 和CAT 的活性先增加后降低。镉和砷复合污染在 低浓度时对小麦发芽率的影响表现为加和效应，而对小麦生物量、根长和茎长的 影响表现为拮抗效应，并且这种拮抗效应随着培养液中镉和砷浓度的增加而增 加。研究还表明，小麦对镉和砷复合污染的抗性与小麦吸收镉和砷的量有关。六 种小麦中，多抗一号对镉和砷的复合污染抗性最强，吸收镉和砷的量最少；中麦 8 号抗性最弱，吸收镉和砷的量最多。因此，多抗一号比其它品种更适合在受污 染的土壤中种植。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2010-05-21 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/148]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘小丽. 污泥安全施用量计算及砷镉对小麦的毒性研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2006. |
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