螯合剂在植物修复铅污染土壤中应用的研究现状及展望

土壤铅污染危害严重。已成为环境污染治理中的热点问题。植物修复以其操作简便、成本低、没有二次污染等优点成为众多修复方法中的首选措施。重金属铅污染的螯合诱导技术是在化学修复、植物修复的基础上发展起来的,具有绿色、环保、经济高效等优点,本文主要分析了国内外铅污染的现状,从螯合剂的种类以及螯合剂诱导下植物对铅吸收和累积效应等方面综述了螯合剂诱导强化植物修复技术的研究进展,最后提出了重金属铅污染土壤螯合诱导植物修复技术存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

复合螯合剂对铺地竹铅富集及土壤环境的影响

该文采用盆栽试验方法,研究了在外源铅(1 500 mg/kg)污染土壤下,4种可降解螯合剂(NTA、STPP、GLDA和PASP)与EDTA以不同的复配比例(1∶1,2∶1)联合施用对铺地竹(Sasa argenteostriata E.G.Camus)铅富集及土壤环境风险的影响。结果表明:(1)复合螯合剂2∶1处理与1∶1处理相比能显著降低土壤水溶性铅含量(为1∶1处理的63.76%～87.36%),从而降低铅的淋滤风险,但在诱导铺地竹各器官吸收铅的效果方面仅为1∶1处理的17.06%～101.31%。(2)使用螯合剂显著增加土壤中弱酸提取态铅的占比,SE1是土壤弱酸提取态铅含量占比最高的复合螯合剂处理(为EDTA处理的72.59%),该处理下铺地竹根、鞭、秆的铅含量分别达到EDTA处理下的85.44%(575.11 mg/kg)、106.51%(160.32 mg/kg)、171.79%(359.53 mg/kg),显著高于其他复合螯合剂处理;铺地竹叶片铅含量最高的复合螯合剂处理是NE1(65.58 mg/kg,为EDTA处理的74.15%)。(3)NE处理下土壤水溶性铅含量在20～25 d显著下降,第25天土壤水溶铅含量只有EDTA处理的45.96%～55.41%,同时NE处理下的土壤酶活性高于其他复合螯合剂处理,其中脲酶活性与EDTA处理的无显著差异,脱氢酶活性为EDTA处理的455.26%～681.35%。(4)可降解螯合剂NTA与EDTA以1∶1联合施用,与其他复合螯合剂处理相比,既能最大化地降低施加螯合剂造成的土壤环境风险,又能有效促进土壤铅向铺地竹地上部分的转移,在诱导铺地竹修复铅污染土壤方面具有应用前景。     

重金属污染土壤螯合诱导植物修复研究进展

土壤重金属污染来源广泛、危害严重,已经成为环境污染治理中的热点、难点问题。重金属污染土壤螯合诱导植物修复技术是在化学修复、植物修复的基础上发展起来的,具有绿色环保、经济高效等优点,在重金属污染土壤修复领域具有很大的发展空间。本文在综合螯合诱导植物修复技术发展概况的基础上,系统介绍了螯合剂种类、螯合剂施入时间、施入方式、浓度与剂量、不同富集植物以及土壤理化性质等对重金属污染土壤修复效果的影响及国内外研究概况,综述了螯合诱导植物修复技术的作用机理及其环境风险研究进展。最后,提出了重金属污染土壤螯合诱导植物修复技术还有待深入研究的有关问题。     

土壤重金属污染植物修复的发展现状

文中介绍了土壤重金属污染植物修复的概念,探讨了处理重金属污染环境的植物修复措施,研究了重金属铅、砷、锌、铜和镉污染环境的植物修复技术发展现状,并对其研究成果进行了展望,为土壤重金属污染的整治及其生态修复提供依据。     

螯合剂在植物修复重金属污染土壤中的应用

向土壤中添加螯合剂促进植物对重金属的吸收是目前一项比较有发展前景的土壤修复技术。本文通过对植物修复技术的机理和特点,即对超累积植物对重金属的富集机理及植物修复技术的局限性的讨论,介绍了螯合剂在植物修复重金属污染土壤中的应用,其中详细介绍了螯合剂强化植物修复技术的机理、螯舍剂的使用方式,以及它的外部影响条件。最后对螯合剂在植物修复重金属污染土壤应用中存在的问题进行了讨论,并对未来螯合刺在该领域的研究重点进行了展望。     

可生物降解螯合剂GLDA诱导东南景天修复重金属污染土壤的研究

化学强化的植物提取技术可以有效地去除污染土壤的重金属.用盆栽试验的方法,研究了可生物降解螯合剂谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)不同用量或者与乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸复配使用对超富集植物东南景天吸收土壤重金属Cd、Zn和Pb的影响.结果表明,施用GLDA提高了东南景天对土壤Cd和Zn的提取效率,GLDA用量为2.5 mmol·kg-1时东南景天对Cd和Zn的提取量最高,分别是对照的2.5倍和2.6倍.螯合剂的总用量为5 mmol·kg-1时,EDTA、柠檬酸分别与GLDA复配,未能进一步促进东南景天对土壤Cd和Zn的提取.上述结果表明,可生物降解螯合剂GLDA在诱导植物修复重金属污染土壤特别是Cd和Zn污染土壤具有明显潜力.     

花卉植物修复铅污染土壤的研究现状及展望

植物修复以其优良的社会、生态和经济效益,成为重金属污染土壤修复的首选措施。从花卉植物对铅的富集能力及其强化措施方面,阐述了利用花卉植物修复铅污染土壤的研究现状,提出了研究中存在的主要问题,并对今后的研究工作进行了展望。     

3-吲哚乙酸协同螯合剂强化植物提取重金属的研究

螯合剂的潜在环境风险以及重金属/金属螯合物对植物的胁迫作用是限制重金属污染土壤的螯合诱导植物提取技术应用的2个主要障碍.以玉米为试验材料进行室内盆栽,通过添加螯合剂EDTA和氨三乙酸（NTA）进行螯合诱导植物提取研究,并以植物激素3-吲哚乙酸（IAA）来缓解重金属对植物的胁迫作用.结果表明,EDTA&IAA处理玉米地上部生物量比EDTA处理增加40.0％,地上部Cu、Zn、Cd和Pb累积量分别增加27.0％、26.8％、27.5％和32.8％;NTA&IAA处理玉米地上部生物量比NTA处理增加29.9％,地上部Cu、Zn、Cd和Pb累积量分别增加31.8％、27.6％、17.0％和26.9％.结果表明,IAA能缓解重金属/螯合剂的植物毒性,促进植物根系伸长,增加植物生物量,协同螯合剂促进植物对重金属的吸收、转运和积累,显著提高植物提取效率.     

螯合剂、菌根联合植物修复重金属污染土壤研究进展

植物修复作为一种原位绿色修复技术,成为污染土壤修复研究的重点。然而,目前最具推广价值的超积累植物植株矮小、生物量低、生长缓慢、生活周期长及对重金属积累的专一性,大大限制了植物修复技术在重金属污染土壤修复方面的应用。因此利用生长速度快、生物量大的普通植物借助其他的技术辅助的联合植物修复成为了有效可行的替代途径。近年来,国内外对螯合剂和菌根在强化植物修复中的应用进行了大量的研究,文章在综述螯合剂、菌根在强化植物修复研究中的应用的基础上,综述了螯合剂和菌根两者联合在强化植物修复重金属污染土壤中的应用,并对重金属污染土壤修复的未来研究方向进行了展望。     

螯合剂和泥炭对苎麻吸收土壤镉的影响

通过生物盆栽试验研究了施用螯合剂(EDTA、柠檬酸)与泥炭对强化苎麻修复重金属镉污染土壤的作用.结果表明,施加泥炭能改善土壤的理化性质,增加苎麻的生物产量,泥炭单施、螯合剂(EDTA、柠檬酸)和泥炭的组合措施的相对产量分别为1.23、1.13和1.41,因此泥炭和柠檬酸配施处理更有利于植物生长.就植物吸收镉能力来说,螯合剂(EDTA、柠檬酸)和泥炭的配施处理能更好地促进苎麻对镉的吸收,其土壤交换态镉所占镉形态质量分数为61.6%和58.3%,具有强化植物修复的效果.螯合剂(EDTA、柠檬酸)和泥炭2种组合方式的地上部富集系数分别为1.33和1.32,大于单施(EDTA、柠檬酸和泥炭)处理1.11、1.11和1.05,具有较好的富集效应,同时螯合剂(EDTA、柠檬酸)和泥炭的组合处理对土壤镉的净化率分别达到了1.13%和1.22%,而柠檬酸和泥炭配施具有较大的生物量,使植株总镉量略高于EDTA与泥炭的组合处理,因而更有利于镉污染土壤的修复.因此,利用螯合剂和泥炭的组合修复措施对强化苎麻修复镉污染土壤能取得更佳的效果.     

植物套种及化学强化对重金属污染土壤的持续修复效果研究

为了研究植物套种和螯合剂施用对重金属污染土壤的长期修复效果以及对地下水可能的环境风险,采集广东省乐昌市铅锌矿开采造成的重金属污染土壤,通过渗滤池(0.9 m×0.9 m×0.9 m)进行了7次植物种植试验(约2.5 a),共设置了单种超富集植物东南景天(Sedum alfredii)、单种低累积玉米(Zea mays,cv.Yunshi-5)、东南景天和玉米套种、以及套种+MC(混合螯合剂,柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KCl摩尔比=10∶1∶2∶3,5 mmol·kg-1)4个处理,连续监测植物、土壤和渗滤液的重金属含量变化.结果表明,东南景天和玉米套种只适合在春夏季进行,套种显著提高植物对Zn和Cd的提取效率;在秋冬季,套种或混合螯合剂均影响东南景天生长,降低了东南景天对Zn和Cd的提取;总体上单种东南景天处理对污染土壤的Zn和Cd的总提取量最大.然而,土壤Zn、Cd和Pb含量降低幅度最大的为套种+MC处理,与初始值相比降低幅度分别为28%、50%和22%,该处理土壤重金属含量的降低,主要归于混合螯合剂作用下重金属向下层土壤迁移.渗滤水监测结果表明,在试验期内,施加混合螯合剂提高渗滤水重金属浓度,但未明显超过地下水Ⅲ级标准.     

工程修复铅污染土壤的植物筛选与分类

土壤重金属污染在很大程度上危及粮食安全、食品品质,其中土壤铅污染的危害贡献极大,如何降低铅的生物有效性是修复技术的重要环节之一。工程应用性植物的筛选及其工程应用性问题备受国内外学者关注。主要阐述土壤铅污染修复技术发展现状,列举国内外在工程应用层面对铅污染土壤有修复能力的植物,讨论了工程应用性植物修复铅污染土壤机制,筛选出具有工程应用潜力的植物,并分为铅地上部富集型、铅根部囤积型、铅规避型、铅指示型4类植物类型,以期为我国预防和治理土壤铅污染提供参考。     

螯合剂修复对尾矿土壤性质和紫穗槐生长影响及其相关性分析

针对不同螯合剂配比修复措施对尾矿土壤综合性质、植物生长指标的影响及二者相关性,采用IDS、EDTA 2种螯合剂-紫穗槐联合修复尾矿土重金属进行盆栽试验。结果表明:(1)紫穗槐在不同的螯合剂配比改良处理措施下的株高、主根长、根茎均呈现先减后增的变化趋势,单独加入EDTA比单独加入IDS的抑制作用强,适当调整IDS、EDTA的混合处理配比可促进植物生长。(2)单一的IDS对电导率有抑制作用,而IDS与EDTA混合处理、单一的EDTA对电导率有促进作用。(3)对照组(用水培养) Cu含量最高,单一的IDS对Cu含量有明显促进作用,无论是单因素处理还是IDS、EDTA的混合处理对Pb、Zn含量均有抑制作用。(4)土壤中有机质含量与植物生长指标呈负相关,而电导率与植物生长指标呈正相关,土壤电导率与植物的根茎相关性极高,土壤pH值与植物生长指标的负相关性不大。(5)植物生长指标与Cu含量、Zn含量有着较高的正相关性,而Pb含量的高低对植物生长指标影响不太明显。     

污染土壤生态修复技术研究

在简要分析污染土壤生态修复的基本原理和基本原则的基础上,重点阐述了植物富集修复、螯合诱导修复以及植物-微生物联合修复三种技术,为污染土壤生态修复技术的现实应用提供理论基础。     

8种花卉植物种子萌发对石油烃污染土壤的响应

石油污染土壤的植物修复技术以其处理成本低、无二次污染、自然美观等特点,正逐步成为石油污染治理研究的一个重要方向.而修复植物的筛选是植物修复技术首要解决的问题.为此以花卉植物种子发芽作为生态指示,探讨其对石油污染土壤的反应.设置了4组不同浓度的石油污染土壤处理,对8种供试花卉植物的种子发芽率进行了盆栽实验观测.结果表明:不同的花卉种子对石油污染表现出不同的耐受性,与清洁对照土壤相比,大多数花卉种子的萌发都明显受到石油烃污染的抑制,其中受石油烃污染影响最严重的是二月兰(Orychophragmus violace).相比之下,4组浓度处理下硫华菊(Cosmos sulphnreus)和孔雀草(Tagetes patula)具有较高的耐受性和种子发芽率,因而具有修复石油污染土壤的潜力.     

土壤镍污染植物修复的研究概况

随着工业、农业活动的发展,重金属镍污染已引起国内外广泛关注。生物体内积累过量的镍会导致细胞结构和生理过程发生改变,从而阻滞生长发育,对动、植物造成不良影响。植物修复是近年来治理土壤重金属污染的重要手段之一,治理镍污染土壤的主要植物修复方法有植物吸收、植物提取、植物根系过滤和植物-微生物联合修复。而对镍超富集植物收获物的处理方法目前采用多种传统方法的复合工艺,除了克服传统方法的缺点,还能对镍加以回收,提高了资源利用化。     

甘蓝和油菜对镉污染土壤的修复研究

通过土培盆栽试验研究了甘蓝和油菜对土壤中重金属镉的吸收及生物净化作用。以及添加螯合剂对油菜富集镉的影响。实验结果表明：甘蓝对于高浓度镉污染土壤的修复作用并不明显,油菜对于镉污染土壤的净化作用较显著,但添加螯合剂对于提高修复水平效果并不显著。因此油菜较适宜作为镉污染土壤的修复植物,但添加螯合剂对植物修复的作用要视情况而定,不可盲目添加。     

两种油菜配施水溶性壳聚糖修复典型铅污染农田土壤

为了探讨不同品种的油菜（Brassica napus L.）配施螯合剂对铅（Pb）污染土壤的修复效果,采用盆栽试验的方式,研究了甘蓝型油菜品种秦油1号（QY-1）和白菜型油菜品种三月黄（SYH）在0%、 2%和4%的水溶性壳聚糖（WSC）处理下对中国北方河南和南方广西两种典型Pb污染农田土壤中Pb吸收和转运的影响,并进一步在河南某Pb污染农田通过田间小区试验比较了两个油菜品种在WSC条件下的修复效率和经济效益.结果表明,盆栽条件下,与对照处理相比,QY-1和SYH的生物量受WSC含量和土壤类型影响显著,随着WSC含量增加QY-1的生物量在两种土壤条件下呈下降趋势,而低含量WSC处理下SYH生物量显著提高,在高含量WSC处理下生物量下降.如广西Pb污染土壤上2%WSC处理下SYH生物量上升最明显,与对照处理相比,生物量提高了80.96%.两个油菜品种不同部位Pb含量也受WSC含量和土壤类型的影响,QY-1地上部分和根部分在河南Pb污染土壤上随WSC含量的升高而增加,在广西Pb污染土壤上随WSC含量的升高而降低.Pb提取量是评价植物修复效率的关键.盆栽和田间试验结果表明,SYH配施WSC处...     

螯合剂修复重金属污染土壤联合技术研究进展

螯合剂作为螯合剂被广泛应用到土壤修复中，但存在修复效率不高及二次污染的问题.为提高螯合剂对土壤重金属污染的修复效率，多种螯合剂联合技术被研究.相比单一螯合剂修复技术，联合修复技术可显著提高重金属污染土壤的修复效率.分析了螯合剂联合修复技术（螯合剂与电动修复技术、螯合剂与植物修复技术、螯合剂与淋洗剂修复技术）及新型联合修复技术（螯合剂与可渗透反应格栅联合技术、螯合剂与超声波联合技术及螯合剂与真菌联合技术），并阐述了各技术的修复原理及影响因素.结果表明，联合修复技术能够有效活化土壤中的重金属，提高修复效率，具有良好的发展前景，但在实际推广应用中仍面临一些挑战:①联合修复过程中影响因素较多，主要包括螯合剂添加方式、土壤酸碱性、复配浓度及淋洗时间等.②联合技术与土壤组分及污染物发生了一系列的物化反应，对重金属的活化与重金属形态之间的机理反应还需进一步明确.③螯合剂的添加可能会增大对植物的毒害效应及重金属向地下渗滤的风险，造成二次污染.④新型联合修复技术目前只应用于实验室内.为使螯合剂充分发挥其最大的实用性，建议未来在以下几方面开展深入研究:进一步开展联合技术的微观机理研究；加大对螯合剂与其他技术的联合修复技术的研究，寻求联合技术的最佳耦合点；研发可生物降解的螯合剂；寻找更加经济有效的方法回收螯合剂.      

多氯联苯污染土壤的豆科-禾本科植物田间修复效应

选择豆科植物紫花苜蓿、禾本科植物黑麦草和高羊茅作为供试植物,初步探讨了这3种植物在单作和间作条件下对多氯联苯污染土壤的田间修复效应.结果表明,经过270 d的田间原位修复后,所有种植植物的处理中土壤多氯联苯的去除率均高于对照组,其中紫花苜蓿单作处理土壤中多氯联苯的去除率最高,达到59.6%.土壤多氯联苯同系物分析结果表明,所有种植植物的处理都降低了土壤中二氯联苯的比例.3种植物中紫花苜蓿的生物量最大,其根部积累的多氯联苯含量最高可达355.1μg/kg,显著高于黑麦草和高羊茅根中的含量.各处理对土壤中多氯联苯的提取修复效率依次为:紫花苜蓿单作紫花苜蓿-黑麦草-高羊茅间作紫花苜蓿-黑麦草间作黑麦草单作紫花苜蓿-高羊茅间作高羊茅单作.豆科植物紫花苜蓿是多氯联苯污染土壤田间原位修复的理想材料.