根際微域重金屬形態(tài)變化及其遷移轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、根際是旱地或濕地土壤中受植物根系及其生長活動(dòng)影響的微域土區(qū)，具有與土體不一樣的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)。濕地水文條件、植物根表鐵錳氧化膜、根系分泌物和根際微生物等均會(huì)影響重金屬在根際微域中的分布、遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性。
　　 本文以江西省鄱陽湖南磯山濕地植物苔草及濕地土壤為主要研究對(duì)象，采用調(diào)查采樣、根箱實(shí)驗(yàn)和水培實(shí)驗(yàn)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法，研究了不同水位條件下，受不同重金屬脅迫(Pb單一脅迫、Cu單一脅迫以及Pb+Cu復(fù)合脅迫)的

2、根際微域土壤中重金屬(Cu，F(xiàn)e，Mn，Pb)的形態(tài)變化和遷移規(guī)律；討論了漬水條件下濕地植物產(chǎn)生的根表鐵錳氧化膜在根際微域環(huán)境中對(duì)重金屬的吸附特性以及根表鐵錳氧化膜與重金屬各形態(tài)之間的相關(guān)性。得出以下結(jié)論：
　　 (1)根箱實(shí)驗(yàn)中，銅元素和鉛元素在添加單一相同外源重金屬脅迫時(shí)，植物體內(nèi)相對(duì)應(yīng)的重金屬含量均增加；在銅鉛復(fù)合脅迫時(shí)，植物體內(nèi)銅元素和鉛元素的含量均大于單一重金屬脅迫時(shí)的含量，表現(xiàn)出鉛銅復(fù)合脅迫下的協(xié)同作用。與空白對(duì)照組

3、相比，在銅脅迫和鉛銅復(fù)合脅迫下，植物中的銅元素向植物地上部分移動(dòng)；在Cu脅迫下，植物中的鉛元素向植物地上部分移動(dòng)，這樣均有利于重金屬在植物體內(nèi)的富集；在重金屬單一脅迫或復(fù)合脅迫下植物中的鐵錳元素均向植物地下部分移動(dòng)，這樣不利于重金屬在植物體內(nèi)的富集。土壤中Cu的總量與植物地下部分Cu元素的含量呈明顯的相關(guān)性，植物根部根表鐵膜中Fe含量與植物地下部Fe含量呈明顯的相關(guān)性。
　　 (2)水培實(shí)驗(yàn)中，銅元素和鉛元素在添加單一相同外源重

4、金屬脅迫時(shí)，植物體內(nèi)相對(duì)應(yīng)的重金屬含量均增加；在銅鉛復(fù)合脅迫時(shí)，植物體內(nèi)銅元素和鉛元素的含量均小于單一重金屬脅迫時(shí)的含量，表現(xiàn)出鉛銅復(fù)合脅迫下的拮抗作用。與空白對(duì)照相比，在單一和復(fù)合重金屬脅迫下，均抑制了銅元素、錳元素向植物地上部分遷移，而促進(jìn)鐵元素向植物地上部分遷移；在鉛脅迫和鉛銅復(fù)合脅迫下，均促進(jìn)鉛元素向植物地上部分移動(dòng)。根表鐵膜中Cu含量與水溶液中Cu含量及根表鐵膜Fe的含量相關(guān)性顯著；植物的地上部分Fe含量和根部Fe含量有明顯的

5、相關(guān)性，Mn卻無明顯的相關(guān)性；水溶液中的Pb含量與根表鐵膜中的Pb含量有明顯的相關(guān)性。
　　 (3)外源Pb脅迫下，在根際微域環(huán)境(0～4.5mm)內(nèi)，Cu元素各形態(tài)呈現(xiàn)出：可氧化態(tài)含量>可還原態(tài)含量>弱酸提取態(tài)；Fe大致呈現(xiàn)出以下趨勢：弱酸提取態(tài)含量>可還原態(tài)含量>可氧化態(tài)含量。
　　 外源Cu脅迫下，測得弱酸提取態(tài)在距中心根室1.5～3 mm處含量高于根尖處，而可氧化態(tài)含量在距中心根室3～4.5 mm處含量最高，可還

6、原態(tài)含量在根尖0～4.5mm范圍內(nèi)變化不大。Fe元素在Cu脅迫下，根際微域?qū)娱g弱酸提取態(tài)含量>≈可還原態(tài)含量>可氧化態(tài)含量。
　　 Pb+Cu復(fù)合脅迫下，根際微域?qū)娱gCu大致呈現(xiàn)出弱酸提取態(tài)含量>可氧化態(tài)含量>可還原態(tài)含量，并有波動(dòng)和不穩(wěn)定的現(xiàn)象。Fe大致呈現(xiàn)出弱酸提取態(tài)含量>≈可還原態(tài)含量>可氧化態(tài)含量。
　　 Mn元素在Pb、Cu、Pb+Cu脅迫下，各微域?qū)娱g均呈現(xiàn)出相同的趨勢，即弱酸提取態(tài)含量>可還原態(tài)含量>可氧化

7、態(tài)含量。
　　 Pb元素在Pb、Cu、Pb+Cu脅迫下，均呈現(xiàn)出相同的趨勢，即可氧化態(tài)含量>可還原態(tài)含量>弱酸提取態(tài)含量。
　　 (4)水位變化對(duì)根表鐵錳氧化膜中Cu、Fe、Mn含量有一定的影響，在水位2～3cm下，根表膜中Cu、Fe、Mn含量最高，說明鐵膜能增加對(duì)Cu、Fe、Mn的吸附，而水位對(duì)Pb的影響較小。
　　 在水位2～3cm下，根表鐵膜中Fe含量與根表鐵膜中Cu含量、Cu的弱酸提取態(tài)含量和Cu的可氧化