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博碩士論文 etd-0610117-120412 詳細資訊
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論文名稱
Title
以植生復育技術整治受汞污染土壤之可行性研究
Feasibility of Treatment of Mercury Contaminated Soils by Phytoremediation
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
113
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2017-03-14
繳交日期
Date of Submission
2017-07-10
關鍵字
Keywords
生物累積性、原生植物、植生復育、土壤、污染、汞
native plant species, mercury, pollution, phytoremediation, soil, bioaccumulation
統計
Statistics
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中文摘要
本研究之目的是利用植生復育技術處理受汞污染之土壤,以盆栽實驗評估出具有最佳耐受性與最佳汞累積能力的植物種。實驗之植物種為耐鹽、耐旱的臺灣原生種濱海植物,包含水黃皮、白茅、蘆葦、蘆竹、五節芒、甜根子草。植物放在半開放空間下,添加汞污染土壤實驗 150 天。實驗結果顯示,(1) 本研究選用之六種植物確能透過植物萃取及植物穩定化機制吸收汞。 (2) 六種植物之根、莖及葉部位皆會吸收汞。 (3) 整株植體汞累積量越高,但該植體單位生物質量汞累積濃度不一定越高,非呈正向關係。 (4) 植株生長率以甜根子草最佳,但因其累積濃度較少,推測此種植物較不易吸收汞,但是耐受度較佳。 (5) 六種植物之汞累積顯示在空白組中並無明顯吸收作用,因此可推估該六種植物對大氣中的汞蒸氣並無吸收的情況發生。 (6) 雖然整株植體汞累積量以水黃皮最高,但是植體單位生物質量汞累積濃度以蘆竹最高。因此,未來建議以單位面積植株樹木來評估何種植物為最佳植生復育汞污染土壤之植物種。
Abstract
The purpose of this study is to study the feasibility of treatment of mercury contaminated soils by phytoremediation. The plant species selected in this study were evaluated for their best endurance ability against mercury and best accumulation ability for mercury by pot tests. The selection rules of plant species used in the experiments of this study are the salt-tolerant and drought-tolerant native plant species located in the seashore of Taiwan, which include Millettia oraria, Imperata cylindrical, Phragmites australis, Arundo formosana Hack., Miscanthus floridulus and Saccharum spontaneum. All these plant species were planted into the pot soils with mercury for 150 testing days in semi-open space. The experimental results showed that the six plant species used in this study were able to absorb mercury through phytoextraction and phytostabilization. It was also found that the roots, shoots and leaves could absorb heavy metal mercury for all these six plant species. In addition, although the amounts of mercury accumulation might be high in the plant tissues, the concentration of mercury in plant tissues might be not high, which was not strictly correlated. However, the growth rate of Saccharum spontaneum was found the best, but its mercury accumulation ability was less. It was presumed that Saccharum spontaneum was not easy to absorb mercury, but mercury accumulation ability was better. Finally, the control tests for these six plant species exhibited no significant change in the mercury accumulation ability. Therefore, it can be inferred that the six plants do not absorb mercury vapor in the atmosphere. It was concluded that although the mercury accumulation capacity in plant tissues was highest in Millettia oraria, the highest concentration of mercury accumulated in the plant tissues was Arundo formosana Hack. Therefore, it was recommended that we can use the plant number per area to evaluate which plant species has the best phytoremediation ability for mercury contaminated soils.
目次 Table of Contents
論 文 審 定 書 i
論 文 公 開 授 權 書 ii
致 謝 iii
摘 要 iv
Abstract v
目 錄 vii
圖 次 x
表 次 xi
第 一 章 前言 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 2
第 二 章 文獻回顧 3
2.1汞污染起源 3
2.1.1汞污染來由 3
2.1.2土壤污染案例 4
2.2汞分類及特性介紹 5
2.2.1汞之性質 5
2.2.2汞之危害 8
2.2.3汞在土壤中的影響 9
2.2.3.1汞在土壤中傳輸現象 9
2.2.3.2汞對土壤理化性質的破壞 10
2.2.3.3影響土壤中汞吸附的因素 11
2.2.4汞在植物中的影響 12
2.2.4.1汞在植物中的形態和分布 12
2.2.4.2植物吸收汞的方式 13
2.2.4.3汞對植物生長發育的影響 13
2.2.4.4汞對植物內部生理機制的影響 13
2.2.4.5植物在汞的生物地球化學循環中的作用 14
2.3土壤污染整治復育技術 15
2.3.1物理/化學處理技術 17
2.3.2熱處理技術 20
2.3.3生物處理技術(bioremediation) 21
2.3.4植生復育技術(phytoremediation) 25
2.3.4.1植生復育機制 25
2.3.4.2植生復育影響因素 28
2.3.4.3植生復育優點與應用前景 29
2.3.4.4植生復育問題與展望 30
2.3.4.5植生復育國內外研究與案例 31
2.3.4.6植生復育技術成本分析 41
2.3.4.7植物篩選 44
2.3.4.7.1外來入侵物種問題 44
2.3.4.7.2原生物種植物優勢 44
第 三 章 材料與方法 46
3.1實驗架構 46
3.2實驗流程 47
3.3盆栽試驗 47
3.3.1植物種類 47
3.3.2人工配製汞污染土壤 50
3.3.3盆栽設計 50
3.4土壤基本性質分析方法 51
3.4.1 土壤含水率 51
3.4.2 土壤酸鹼值 51
3.4.3 土壤導電度 51
3.5土壤採樣與樣品保存 52
3.6土壤汞濃度分析方法 52
3.7植物採樣與預處理 53
3.8植物生長紀錄方法 53
3.9植體中汞分析方法 53
3.10實驗儀器與器材 55
3.11實驗藥品 55
第 四 章 結果與討論 56
4.1土壤基本性質 56
4.2汞污染土壤配製 56
4.3植物採集 56
4.4原土培育 57
4.5植物生長情形 57
4.5.1 汞污染對白茅生長之影響 58
4.5.2 汞污染對蘆竹生長之影響 59
4.5.3 汞污染對蘆葦生長之影響 61
4.5.4 汞污染對水黃皮生長之影響 63
4.5.5 汞污染對五節芒生長之影響 65
4.5.6 汞污染對甜根子草生長之影響 67
4.5.7 實驗最終植物生長情形比較 69
4.6植物復育試驗結果 71
4.6.1木本植物之植生復育結果 71
4.6.1.1水黃皮各部位吸收成效 71
4.6.2草本植物之植生復育結果 75
4.6.2.1白茅各部位吸收成效 75
4.6.2.2蘆竹各部位吸收成效 78
4.6.2.3蘆葦各部位吸收成效 81
4.6.2.4五節芒各部位吸收成效 84
4.6.2.5甜根子草各部位吸收成效 87
4.6.3實驗最終植物汞累積比較 90
4.7植體汞累積與生長情形之比較 92
第 五 章 結論與建議 93
5.1結論 93
5.2建議 95
參考文獻 96
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