纳米木质素磺酸钠对锌胁迫下小麦、绿豆种苗生长影响的研究

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伴随我国经济建设和社会的不断发展以及城市化进程的加快,工农业生产与人们生活引起的环境重金属污染日益严重,其中除了已被重视的汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性剧烈的重金属外,近年来包括带有一定毒性的一般重金属如锌、铜、镍、钴等对环境的危害也引起人们的广泛关注。其中由制革、电镀及锌盐生产等排放的废水,对环境也造成了危害较大的锌污染。重金属Zn也是污水处理中工业污泥和生活污泥中主要的重金属超标元素之一,同其他重金属污染一样,锌污染会在人体和动植物体内沉积富聚集,严重影响和危害人体的健康和动植物的生长。因此,当今社会对环境中Zn污染的治理也必然提到了重要的议事日程。本研究采用具有吸附重金属功能的木质素磺酸钠,通过纳米技术手段制备出纳米木质素磺酸钠制剂,旨在更大限度提高其对重金属离子的吸附率和制剂的利用率,降低吸附材料的使用量,减少环境治理的运行负担和成本投入,同时为治理后的产物农用化提供了有益的探索和研究。主要研究工作为:(1)纳米木质素磺酸钠制剂的制备,重点研究了木质素磺酸钠与三聚磷酸钠(STPP)的质量配比、磁力搅拌时间、超声震荡时间、反应体系的pH值、适宜温度的选择等;(2)通过激光笔、扫描电子电镜、光学显微镜等对纳米木质素磺酸钠制剂进行了形态结构的表征;(3)纳米木质素磺酸钠制剂对Zn2+的吸附性能研究,比较和观察了纳米及非纳米木质素磺酸钠制剂对Zn2+的吸附性能和效果;(4)利用纳米及非纳米木质素磺酸钠制剂吸附Zn2+的处理液,处理小麦和绿豆种子,研究了锌离子胁迫下,其对小麦和绿豆萌发和苗期生长的影响。研究结果表明:(1)当吸附pH值为6,温度为50℃,吸附时间为5h时,对Zn2+的吸附性能最佳,并且常温中性条件下,制备出的纳米吸附剂表现为均细的颗粒状、分散均匀,粒径大小约在20nm至60nm范围;(2)相同条件下,纳米制剂的吸附性比非纳米原剂要高。(3)通过小麦、绿豆的苗期试验发现,纳米木质素磺酸钠对于缓解锌胁迫的效果优于非纳米制剂,当加入量为30ml时效果最好;(4)适宜浓度的纳米木质素磺酸钠制剂吸附液处理,对小麦、绿豆苗期的发芽率、根长、苗长的影响与对照组相比均有明显的促进效果,叶绿素含量有所提高,其中对小麦种苗的作用效果优于绿豆种苗。(5)本研究发现,木质素磺酸钠具有植物生长促进剂的作用功效,同时测得纳米木质素磺酸钠制剂处理的植物种苗,其生长发育具有未曾意料的增强效果,为今后开展有机农业、绿色农业生产,环境友好型生长调节剂的研制提供了启发性的探索。
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