砷污染对土壤和作物系统影响的研究

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砷是一种有毒的类金属,对人体及其他生物体有一定的致癌作用。近几年,地方性砷污染成为一个比较突出的环境问题。砷的累积必然影响水的质量、作物的正常生长发育以及土壤的质量。其中作物的品质、抗氧化酶系统可检测作物受污染的状况,故对玉米品质、抗氧化酶的测定成为判断玉米是污染严重与否的重要指标。同时,本实验拟采用新型吸附剂,解决饮用水砷的处理成本高,效果差,处理时间长的缺点。本论文的研究内容结论如下:1.不同地区作物中砷残留与土壤中砷含量的相关关系本试验选取具有代表性的四个地区(北京、安徽、朔州、应县)作物与土壤,采用采用原子荧光光度法,分别测定作物与土壤中砷含量,分析作物中砷残留与土壤中砷含量的相关关系。结果表明,土壤中的砷含量远远大于作物中的砷含量;且砷在不同品种的作物的累积情况也不同。2.不同浓度的砷对玉米种子萌发率、苗高及根长的影响本试验采用恒温培养箱培养玉米幼苗,采取不同浓度砷处理系列(0、0.1、0.5、1、2mg·L-1),分别对玉米幼苗进行受试处理,测定玉米种子萌发率以及生长成熟后的苗高及根长。试验结果表明,低浓度时,促进玉米幼苗的萌发率、苗高及根长,高浓度抑制玉米幼苗的萌发率、苗高及根长。3.不同浓度的砷对玉米幼苗品质的影响在上述试验的基础上,选择大小一致的玉米幼苗,采用比色法测定玉米幼苗的叶绿素、蛋白质、可溶性糖的含量。试验结果表明,不同浓度的砷处理,对玉米叶中叶绿素、蛋白质、可溶性糖的作用均为低浓度促进,高浓度抑制。4.不同浓度的砷对玉米幼苗抗氧化酶系统活性的影响根据上述实验,选择大小一致的玉米幼苗,采用比色法和滴定法测定其中抗氧化酶即多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3葡聚糖酶(β-1,3glucanase)和过氧化氢酶(CAT)活性。试验结果表明,不同浓度的砷处理,对玉米叶中PP0、PAL和CAT的作用均为低浓度促进,高浓度抑制。而β-1,3葡聚糖酶无明显变化。5.玉米不同部位对砷的富集的情况根据上述实验,采用原子荧光光度法测定玉米幼苗中根与叶子中砷富集的含量。试验结果表明,根中砷的含量明显大于叶子中的砷含量。6.新型吸附剂最佳吸附条件的研究配制含砷浓度为1mg·L-1相同的溶液50ml,分别加入不同量的新型吸附剂,研究吸附剂用量对吸附效果的影响。在确定了最佳吸附投加量的前提下,对原砷溶液进行不同吸附时间的吸附,确定最佳吸附时间;在确定了吸附用量与吸附时间的条件下,选择不同的pH条件进行吸附,进行最佳pH条件,结果表明:当吸附剂量为4g,时间为15min,pH为8时,新型吸附剂吸附效果可达97%以上,吸附效果最佳。
中文摘要第10-12页
ABSTRACT第12-13页
第一章 文献综述第14-22页
    1.1 类金属砷简介第14-15页
    1.2 砷污染现状第15-17页
        1.2.1 国外砷污染现状第15-16页
        1.2.2 国内砷污染现状第16-17页
        1.2.3 山西省砷污染现状第17页
    1.3 砷对作物生长过程和品质的影响第17-18页
    1.4 砷污染对作物影响的机理研究第18页
    1.5 国内外砷污染治理方法第18-19页
    1.6 本课题的立题依据及研究内容第19-22页
        1.6.1 本课题的产生背景及研究意义第19-20页
        1.6.2 本课题的研究内容第20-22页
第二章 不同地区胡萝卜和土壤中砷含量的调查分析第22-29页
    2.1 实验设计第22页
        2.2.1 不同地区土壤中砷试验第22页
        2.2.2 不同地区蔬菜砷含量测定和分析第22页
        2.2.3 太原市小店区污水灌溉地区作物、土壤和底泥中砷试验第22页
    2.2 材料与分析第22-23页
        2.2.1 材料第22-23页
        2.2.2 主要仪器与试剂第23页
    2.3 样品预处理第23-24页
    2.4 结果第24-28页
        2.4.1 北京胡萝卜与土壤砷含量的相关关系第24-25页
        2.4.2 安徽宿州胡萝卜与土壤砷含量的相关关系第25页
        2.4.3 朔州、应县及应县抗病区胡萝卜与土壤砷含量的相关关系第25-26页
        2.4.4 不同地区作物中砷含量的分布情况第26-27页
        2.4.5 小店区污水灌溉区各种作物中砷含量第27页
        2.4.6 小店区污水灌溉区土壤与底泥中砷含量的相关关系第27-28页
    2.5 结果与讨论第28-29页
第三章 不同浓度砷对玉米生长状况、品质、抗氧化酶系统的影响分析第29-44页
    3.1 试验设计第29页
        3.1.1 玉米种子萌发率的试验第29页
        3.1.2 玉米叶苗长、根长、叶绿素及抗氧化酶的活性试验第29页
        3.1.3 玉米根和叶子中砷的富集试验第29页
    3.2 材料与分析第29-30页
        3.2.1 材料第29页
        3.2.2 主要仪器与试剂第29-30页
    3.3 样品预处理第30-33页
        3.3.1 玉米种子萌发率、苗高、根长的测定第30页
        3.3.2 叶绿素的测定第30页
        3.3.3 蛋白质的测定第30-31页
        3.3.4 可溶性糖的测定第31页
        3.3.5 多酚氧化酶活性的测定第31页
        3.3.6 苯丙氨酸解氨酶活性的测定第31-32页
        3.3.7 β-1,3葡聚糖酶活性的测定第32页
        3.3.8 过氧化氢酶活性的测定第32-33页
    3.4 结果第33-41页
        3.4.1 不同浓度的砷对玉米种子萌发率的影响第33页
        3.4.2 不同浓度的砷对玉米幼苗高度的影响第33-34页
        3.4.3 不同浓度的砷对玉米根长的影响第34-35页
        3.4.4 不同浓度的砷对玉米品质的影响第35-37页
        3.4.5 不同浓度的砷对玉米幼苗中抗氧化酶活性的影响第37-39页
        3.4.6 玉米苗期植株不同部位对砷的富集第39-41页
    3.5 结果与讨论第41-44页
        3.5.1 不同浓度的砷对玉米生长状况的影响第41-42页
        3.5.2 不同浓度的砷对玉米生长品质的影响第42页
        3.5.3 不同浓度的砷对玉米叶子中抗氧化酶系统活性的影响第42-43页
        3.5.4 玉米不同部位对砷的富集第43-44页
第四章 吸附剂R对水中砷去除的初步研究第44-48页
    4.1 试验设计第44页
    4.2 材料与分析第44-45页
        4.2.1 材料第44-45页
        4.2.2 主要仪器与试剂第45页
    4.3 预处理第45页
    4.4 结果第45-47页
        4.4.1 最佳吸附剂用量的选择第45页
        4.4.2 最佳吸附时间的选择第45-46页
        4.4.3 最佳pH的选择第46-47页
        4.4.4 新型吸附剂的吸附容量第47页
    4.5 结果与讨论第47-48页
第五章 结论与建议第48-50页
参考文献第50-54页
致谢第54-55页
攻读学位期间获得的研究成果第55-56页
个人简况及联系方式第56-58页
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