添加螯合剂对锌的吸收的影响从土壤污染纺织工业废水污泥由向日葵植物(向日葵l .)

文摘

纺织行业造成的增加土壤中重金属锌的污泥。废物处理的植物修复方法是一个替代的环境改进和成本低,效率高。本研究使用向日葵植物(向日葵作为一个phytoremediator l .)。添加螯合剂EDTA是在一些治疗增加重金属的吸收。增加1.5公斤污泥增长媒体抑制向日葵生长。T0K0治疗最有效的结果总锌的吸收101.74毫克/公斤。T0K0治疗能够减少锌96%。在100%的土壤处理、EDTA的增加降低了向日葵的能力植物吸收锌金属在植物修复过程。然而,在40%的污泥处理,添加EDTA并不影响能力的向日葵植物吸收锌金属在植物修复过程。

1。介绍

废物的主要来源是土壤污染和来自采矿、化工、和金属处理产业,纺织工业、皮革工业、平等和其他联军行业(1,2]。纺织工业的发展对环境造成了一些负面影响,其中之一是增加土壤中的重金属锌污泥的形式(3- - - - - -5]。土壤提供营养物质,作为支持介质,提供水,水库的水,并提供根呼吸空气,作为一个地方种植植物的4,6,7]。

一般来说,锌是一个重要的元素周期表的属于第二组。它作为一个植物养分,但在更高的浓度,它是有毒的8]。锌也是金属酶的组成部分或辅助因子数脱水酶等酶脱氢酶、氧化酶类,和氧化物酶起着重要的作用在调节氮代谢,细胞增殖,光合作用,植物生长素合成[9- - - - - -12]。锌的作用是帮助植物产生叶绿素。当土壤缺乏锌、叶变色和植物生长发育不良(12- - - - - -14]。缺锌会导致叶片变色叫萎黄病,导致组织的血管变黄。锌毒性也导致年轻的叶片萎黄病,可扩展到老叶子经过长时间暴露在高土壤锌水平[8,15]。锌超过减少了发芽、叶绿素、类胡萝卜素、糖、氨基酸、和增长集群bean (Cyamopsis tetragonoloba)[1]。

重金属的毒性是明显减少植物的生长和发育,严重危害动物和人类的健康2]。增加环境中重金属锌的浓度对所有生命形式可以造成严重的影响。对植物、重金属锌污染会导致缩短的根,叶损失,萎黄病、营养不良。然而,在豌豆(Pisum一),它降低了叶绿素、光合作用和植物生长(16,17]。在黑麦草(多年生黑麦草),它减少了增长,养分含量,光合能量转换(18]。获得知识是用于生物处理系统的规划,同时,在污染土壤的植物修复,使用种植能源植物作为主要概念(19,20.]。一种技术,可用于修复重金属污染土壤的植物修复(21,22]。植物修复是利用植物去除,稳定,或者破坏污染物的有机和无机化合物(8,15]。

植物修复的方法有几个优点,如使用的方法很简单,高效,成本效益和环保的15]。在植物修复过程中,向日葵植物(向日葵l .)作为phytoremediators因为这些植物hyperaccumulators高,快速增长的植物的生物量生产(23,24]。除了植物,植物修复过程也受到络合剂的存在(25]。

本研究的目的是了解添加螯合剂的作用污泥含有重金属污染的吸收利用向日葵植物(向日葵l .)

2。方法

2.1。研究区域

本研究是在温室进行,综合实验室,Brawijaya大学。这个位置在112行^°36东经和7′43”^°54′58“南纬度。这项研究是在2017年3月至2017年7月进行的。纺织行业的污泥来自PT, Behaestex Pandaan,巴苏鲁安、印度尼西亚。检测重金属含量的锌在土壤和植物向日葵测试使用分光光度法在化学实验室,教师的数学和自然科学,Brawijaya大学玛琅,印度尼西亚东爪哇。

2.2。仪器

一些工具用于这项研究包括盆种植的地方媒体,袋子携带种植介质,为污泥jerigen容器,铲子种植作物,分析规模测量植物质量,土壤测试器测量pH值和温度、量筒测量污泥体积,烤箱为干燥样品,手套和口罩作为个人防护设备,样品瓶样品容器、文具锅信息、相机作为一个文档工具,原子吸收分光光度法(SSA)作为测试工具重金属含量的锌、管反应样本混合容器,滤纸过滤样品,一个锥形烧瓶作为样本容器,搅拌机平和的示例。

2.3。材料

材料用于本研究包括土壤种植介质,污泥作为种植介质和治疗,向日葵植物种植介质和治疗,堆肥有机材料的供应商工厂和改善土壤结构很有用,EDTA处理材料,水浇灌植物,ZnCl₂添加治疗中的锌含量。

2.4。研究阶段

2.4.1。种植介质

准备锅的容器种植媒体多达18件。准备土壤,污泥堆肥都干。土壤、污泥和堆肥然后用2毫米筛已筛。每个均匀土壤、污泥堆肥是抽样测试来确定初始锌、氮磷钾和含水量的材料。进行测试来确定所需的肥料,适用于N和水的需求。被测试的土壤和污泥混合处理,土壤没有污泥和污泥为40%。然后,它被搅拌均匀,放入锅中,准备多达18件。每个种植的满锅中称重,计算田间持水量。

土壤水的可用性是一个重要因素发展的向日葵,和良好的水分含量(重量%)向日葵粘土质地是62.18%。的能力安排是由土壤样品放置在容器底部和顶部有两个洞,然后,使用纱布井底被关闭,重。此外,最初的土壤是重10克。一旦重,土壤和容器充分浸入水中,直到填满,并覆盖着塑料容器的顶部洞然后忽略,直到土壤饱和吸收水。然后,饱和土壤排水,直到没有水的溶液滴湿重,重。然后,土壤干24小时使用烤箱105°C,发现干土。在此,田间持水量(FC)可以获得100%以下计算:

添加水是为了满足工厂的需要从60到田间持水量的100%。结合田间持水量,ZnCl 160毫克₂添加1公斤污泥溶解到水里,并涌入污泥均匀3次冲洗和剩下的24小时。然后,2 na-edta螯合剂的0毫克/公斤,876.72毫克/公斤,1461.2毫克/公斤与三个复制添加到土壤。种植前,与堆肥中添加3.3克,然后搅拌直到混合均匀。

2.4.2。种植向日葵种子

移植是植物的转移从一个流中种植介质。在这项研究中,首次在向日葵的种子植物幼苗的托盘,然后,他们进入了种植介质与每个治疗。托盘上种植了1周的植物年龄平均身高8 cm-10厘米,叶2 - 4块的数量。

2.4.3。监控

维护向日葵植物(向日葵l .)的增长是由浇植物和也的选择植物时两周。向日葵植物被浇水与自来水的60 - 100%的持水量,并做了再浇水如果含水量小于水容量。2周后种植的锅2向日葵植物会选择平均增长有同样高的特点和相同数量的叶子进行分析。提供出生植物杀虫剂是防止害虫的到来。

观察向日葵的植物包括测量室温和土壤,土壤pH值、株高和叶片数的计算。温度和pH值测量进行每天早晚使用土壤测试。株高和叶片数的测量计算每隔1周完成。

2.4.4。收获

播种后收获是在第八周。样本取自18锅。向日葵是根、茎和叶知道重金属锌的吸收(锌)向日葵植物。向日葵收获的阶段包括(1)分离的干细胞从根部在土壤表面,通过减少阀杆部分(2)的分离从茎叶,和(3)的根与土壤分离;被分开后,根是用水洗,然后晒干。的根叶柄插入示例。土壤样品,在一个锅均质首先是干在托盘上。干燥的土壤进行了1天。干燥后,土壤使用臼捣碎。土壤被巧妙地放在一个塑料夹300克。 Then, samples of sunflower and soil had been taken to the laboratory for testing Zn concentration.

2.4.5。实验室测试

分析土壤样品进行了两次,也就是说,在初始治疗后土壤和土壤。最初的土壤样品被测试中锌的浓度和氮磷钾金属初始土壤。土壤只治疗后测试其锌的浓度。测试金属锌浓度对土壤是在化学实验室做的,和氮磷钾测试是由土壤Brawijaya大学化学实验室。

测试的锌浓度对土壤开始重1克土壤样本,然后放入反应管,和HNO 10毫升₃是补充道。加热±15分钟后温度为350°C,这是冷却。四胞胎被添加到25毫升0.42和过滤孔膜过滤器。该工具用于读取土壤锌金属的浓度是原子吸收分光光度法(AAS)的日本岛津公司aa - 6200型。

总N测试初始土壤是由凯氏法。测试程序是重达0.5毫米0.5毫米的土壤样本,然后添加1克硒混合和5毫升的集中H₂所以₄后,混合材料加热到300°C。加热结果完成时,混合物稀释了50毫升纯H₂o .加热产品稀释±100毫升,加入氢氧化钠为40%。20毫升硼酸添加到混合物;变色的硼酸作为指标。最后一步是做滴定到H₂所以₄解决办法是在0.1 N点。

P测试是使用分光光度法测定土壤,Bray-1提取,Bray-2提取。测试过程是带1.5克的土壤样品,通过2毫米筛,添加布雷和库尔茨我提取15毫升,动摇它5分钟,过滤膜孔径0.42 。然后,添加aquades多达25毫升和磷酸盐试剂。然后,解决方案的结果可以在液体21日被读取。

的测试过程K浓度在1克重的土壤样本与10毫升的NH补充道₄OAc溶液pH值7和均质。然后,它用滤纸过滤膜孔径为0.42 ,和滤液容纳在容器中。然后,10毫升的北半球₄OAc解决方案又补充道,再次变均匀,透过一个0.42孔膜过滤器。然后,10毫升的北半球₄OAc解决方案又补充道,样本离心10分钟,滤液收集到容器中。计算执行使用标准曲线(标准曲线回归)。

2.4.6。数据分析

本研究采用完全随机设计(CRD)方法2×3 !有三个重复。第一个因素是种植媒体的过程中,种植的媒体没有污染的污泥和种植含有40%的污泥。第二个因素是添加EDTA的浓度,即0毫克/公斤,876.72毫克/公斤,1461.2毫克/公斤的土壤。每个治疗由3重复。

3所示。结果与讨论

3.1。种植治疗前媒体和材料的特性

土壤的物理特性研究固体形态之前,黑色,无味。污泥的物理特性是固体,棕色和臭。堆肥是固体的物理特性,黑色,无味。每个种植介质测试早期确定锌水平之前使用。初步的测试结果锌种植介质中可以看到表的内容1。

3.2。在研究环境条件

在研究包括室温环境条件和土壤温度。房间测定,土壤温度是表示知道温度条件的研究(温室)和媒体也对土壤种植。室温测量进行的最低温度(早上)喂饲,07:00的最高温度(中午)12:00 13:00每日42天。室温下的平均图研究的网站,平均土壤温度图中可以看到1。

图1(一)显示温室的房间在向日葵植物生长的温度平均值的37°C和平均温度至少21°C。这是按照哈利法等的意见。23),室内向日葵发芽的最大增长发生在温度为20.4°C到37.6°C。

图1 (b)显示了向日葵植物的生长期间土壤温度。它还表明,它仍然满足容许温度公差范围最高温度的平均值为35.17°C和最小平均温度为21.33°C。豆芽的生长和葵花籽(向日葵l .)擅长气温10°C和35.5°C。

图2显示,每周平均土壤pH值在T1治疗污泥土壤(60% + 40%)高于T0治疗(100%土壤)。T1治疗平均土壤pH值从6.8到7.0,而T0治疗平均土壤pH值从6.0到6.8不等。向日葵植物生长在pH值从5.7到8.1不等。土壤pH值6 - 7范围之外的反应可能会导致某些营养素的可用性下降,有时还会导致其他营养素的可用性。

3.3。株高

向日葵的高度植物种植之初有相同的平均身高8厘米。移植后第1窟(周),向日葵的高增长植物往往没有显著差异。T0K0向日葵植物的高度和T1K0治疗(没有EDTA加法)显示在移植后2周增长明显不同。每个治疗的移植后第3周会显示不同的植物生长的,是真实的但仍然相关。株高生长在T0K0显著高于在其他治疗4日至8日窟。治疗T0K1、T0K2 T1K1, T1K2 EDTA除了有显著不同的株高生长,仍然是相关的。治疗没有EDTA不仅倾向于有更高的高速增长相比,用EDTA治疗。

T0治疗植物生长高于T1的治疗,这是因为添加污泥种植介质导致植物生长被抑制。污泥难的特点,很难支持区域发展(6]。EDTA的浓度增加也会导致植物生长被抑制。添加EDTA的生长介质造成锌在土壤然后提高向日葵植物吸收。向日葵的高速增长的平均图可以看到在图3。

向日葵的生长植物增加了每周(1 st-8th窟)。株高差异开始出现在第四窟。4日至8日窟,T0K0治疗显示出显著的高区别与其他治疗方法相比。

T0K0治疗最好的高速增长相对于其他治疗方法。土壤T0治疗(100%)添加不同浓度EDTA 8号窟高有显著差异。治疗T1污泥土壤(60% + 40%),添加不同浓度EDTA往往没有显著差异在8号窟高。最大高度增长的向日葵植物中发现T0K0治疗,和向日葵植物中发现的最小的增长T1K2治疗。添加污泥种植媒体不仅损害根区由于其硬纹理也抑制了向日葵的生长植物由于其高锌含量。EDTA的浓度增加也导致土壤中重金属锌的含量增加。根据Novitasari et al。24),基于观测数据的影响金属锌浓度在株高为8周,锌浓度越高会降低植物向日葵的高度。

T0治疗平均叶数量大于T1治疗。叶的平均晶粒生长数量表明,锌浓度较高的污泥的加入导致发育不良叶生长。平均增长的图叶图中可以看到4。

多余的锌金属麻疯树植物引起泛黄的树叶。当植物长时间暴露于过量的金属锌,黄色的树叶变成褐色,显示萎黄病的症状和坏死,成为小。基于研究Novitasari [24),锌含量较高,植物将会导致更严重的叶片损伤如色斑,坏死,异常的叶生长。叶片损伤也可以引起的环境条件如动物/害虫扰动时的研究。

3.4。湿重和干重植物

湿重和干重都在第九周测量来确定向日葵植物的大规模增长。测量湿重和干重分为4部分:鲜花、树叶,树干,根。数据测量的湿重和干重的向日葵植物8号窟中可以看到表2和3,分别。

湿重的根,叶,花,和茎明显不同的在5%显著性水平。T0K0治疗有明显高于湿重根值比其他疗法。

在治疗根,T0K0 T0K1相比,湿重值明显高于其他治疗方法。T0治疗显示显著差异在湿重花部分与T1治疗。

干重的统计计算表明,根,叶,花,和阀杆有不同的影响在5%置信水平。T0K0治疗有显著高于干重与其他治疗方法相比在根。茎节表明T0治疗干重明显高于T1治疗。利率会显示在每个治疗干重的差异不显著。T0治疗干重明显高于T1治疗在叶子上。T0治疗往往干重高于T1向日葵总干重的植物。

湿重和干重、T0治疗(100%土壤)植物的平均体重高于T1处理污泥土壤(60% + 40%)。向日葵种植植物种植在媒体结合的污泥增长受到抑制。

这是因为种植介质结合污泥含有较高水平的锌与土壤作物媒体污泥特征往往是又硬又干,这也使向日葵的根区植物的发展被打扰。结果是向日葵种植的植物种植介质,结合污泥增长率相比较小,生长在土壤媒体。按照麦克布莱德的意见等。8),增加污泥土壤导致增加了土壤的渗透性。渗透率影响根渗透、渗水率、吸水率、内部排水和养分浸出(3]。根据协会(5增长的),结果发现sengon和在土壤固体高苗表明根渗透的深度和高增长随土壤密度增加而减小。

湿重和干重测试的结果还表明,EDTA浓度的增加在向日葵种植中抑制高生长的植物。增加土壤中EDTA的浓度导致了高浓度的重金属锌在地上,当时被组织吸收的向日葵植物(向日葵l .)

3.5。分析土壤中锌的浓度和植物

本研究分析土壤中重金属锌的浓度和向日葵植物来确定土壤中锌的浓度和植物。植物的部分包括根、叶、花、茎。污泥和EDTA除了治疗的效果在平均总锌浓度的土壤和向日葵植物表中可以看到4。

锌在土壤和植物的平均浓度在5%置信水平有显著差异。锌金属的积累对土壤表明T0和T1之间有着显著的不同治疗方法。

锌金属含量最高的价值T1K2治疗和最低T0K2治疗。植物上的锌测试的结果显示显著差异,和锌金属含量最高的价值在T1K0最低T0K2治疗和治疗。

吸收值来自植物的干重除以每个罐的植物数量然后乘以锌的浓度。土壤T0治疗(100%)有较高的吸收值与T1处理污泥土壤(60% + 40%)。

T1治疗有较高的锌浓度对土壤与T0治疗。这是由于污泥初始锌含量高于土壤。添加EDTA对植物中锌的浓度产生影响。EDTA之外,锌浓度越高。吸收值往往不会有显著差异,最高的吸收值T0K0治疗总吸收179.00毫克/工厂。

锌浓度由向日葵吸收植物(向日葵l .)锌在土壤中可用。土壤中添加螯合化合物不仅可以增加溶解金属的总浓度也改变吸收机制。根据金属的类型,植物的类型,和迷人的化合物的浓度,显著提高吸收(12]。

取消比例计算确定向日葵植物的吸收能力在降低重金属锌。植物的重金属去除效率是由

表5表明T0治疗初始土壤锌的含量为186.77毫克/公斤体重可以降低锌96% (T0K0), 65% (T0K1)和75% (T0K2)。T1治疗初始土壤中锌含量为696062毫克/公斤能锌重量减少4% (T1K0), 6% (T1K1)和8% (T1K2)。

土壤T0治疗(100%)显示更好的去除效率比T1污泥土壤(60% + 40%)。这是因为T1治疗有非常高的初始锌含量与T0治疗。非常高含量重金属锌的土壤造成不良影响的植物可以减少植物在植物修复过程中吸收的能力。根据Namgay et al。12植物生长),只需要少量的锌含量与营养素相比。锌对植物组织大量会造成损害。

添加EDTA导致向日葵植物的生长被抑制,可以减少重金属锌的吸收效率向日葵植物。添加EDTA T1治疗往往没有明显的影响。这是因为T1治疗的初始锌含量过高,导致向日葵植物重金属锌的毒性和对植物组织的破坏。

4所示。结论

(1)向日葵种植在T1处理污泥土壤(60% + 40%)低于平均身高和体重T0的向日葵种植治疗(100%土壤)。增加污泥高达1.5公斤种植介质导致的抑制增长向日葵植物(向日葵”l .)。(2)最有效的重金属锌的吸收是T0K0治疗(100%土壤和0毫克/公斤EDTA)总锌浓度101.74毫克/公斤的植物。T0K0治疗能够减少锌重量了锌在土壤总量的96%。(3)添加EDTA螯合剂的浓度影响重金属锌向日葵植物组织。添加EDTA越大,浓度越大向日葵重金属的植物组织。添加EDTA土壤的100%下降导致的重金属锌的吸收效率向日葵植物。添加EDTA 40%污泥并不影响植物吸收重金属锌的向日葵。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢实验室环境和自然资源的管理工程、农业技术学院,Brawijaya大学。

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