天津市清静黄河口河岸翅碱蓬的重金属富集特性

对天津市清静黄河口河岸生长的翅碱蓬根茎叶及其生长土壤中铜(Cu)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、锌(Zn)、砷(As)和镍(Ni)的含量进行了分析.结果表明,这些重金属元素在污染土壤和翅碱蓬各器官中均发生了明显累积,且累积强度不同.在污染土壤中,Cd的累积强度最弱,Zn的累积强度最强,重金属累积强度顺序为Zn>Cu>Pb>Cr>Ni>As>Cd.翅碱蓬叶部积累了大量的As、Ni和Zn,表明翅碱蓬对As、Ni和Zn的吸收和富集能力较强,而对Cu和Pb的吸收和富集能力较弱,迁移累积率顺序为As>Ni>Zn>Cr>Cd>Cu>Pb.污染土壤上生长的翅碱蓬的生物量远低于正常土壤上生长的翅碱蓬的生物量.图1表5参19     

石油污染胁迫下碱蓬(Suaeda glauca)和翅碱蓬(Suaeda salsa)萌发生长的响应特征

为了解石油污染对黄河三角洲滨海湿地翅碱蓬和碱蓬萌发生长的影响,通过盆栽控制实验,研究5个浓度梯度(0、2 500、5 000、7 500、10 000 mg/kg)石油污染下2种碱蓬萌发和幼苗生长的响应特征.结果显示:(1)不同浓度石油污染对2种碱蓬种子萌发率、萌发势的影响不显著(P 0.05),但均显著缩短了2种碱蓬的种子平均萌发时间,提高了种子的萌发指数(翅碱蓬P 0.05;碱蓬P 0.01);(2)在石油浓度为10 000 mg/kg条件下2种碱蓬的发芽势差异极显著(P 0.01),而其他浓度梯度条件下各项萌发指标的种间差异不显著(P 0.05);(3)石油污染胁迫对2种碱蓬的株高、叶片数和子叶长皆有显著抑制作用,石油浓度梯度越高、植物生长时间越长,这种抑制作用越明显,且石油污染胁迫对翅碱蓬的抑制程度高于碱蓬.本研究表明10 000 mg/kg浓度梯度下的石油污染可促进2种碱蓬种子的萌发,显著抑制2种碱蓬幼苗的生长;结果可为滨海盐碱地油田石油污染土壤的植物修复提供参考依据.(图7表2参47)     

翅碱篷根系分泌有机碳和无机碳对Zn(II)胁迫的响应

滨海盐生植物是潮滩湿地生长的重要先锋植物和土壤(沉积物)污染修复物种.为了解翅碱蓬(Suaeda heteroptera)根系分泌对重金属Zn(II)胁迫的响应,以室内沙培盆栽试验方式研究了不同浓度Zn(II)胁迫32 d翅碱蓬根系释放分泌物中总有机碳(TOC)和无机碳(IC)含量的变化.结果表明,Zn(II)胁迫24 d内,可采用指数方程描述翅碱蓬根系分泌物中IC含量随Zn(II)胁迫浓度增加呈降低的趋势.除最高Zn(II)胁迫浓度200 mg L-1外,翅碱蓬根系分泌物中IC含量随胁迫时间延长而增加.并可采用形如米氏方程的数学方程描述较低浓度Zn(II)胁迫的增加趋势(ρZn(II)≤20mg L-1),采用线性方程描述较高浓度Zn(II)胁迫的增加趋势(ρZn(II)=40-100 mg L-1).短时间Zn(II)胁迫时,翅碱蓬根系分泌物中TOC含量随胁迫浓度增加而增加,但较长胁迫时间(16 d)则随胁迫浓度增加而降低.10 mg L-1以上Zn(II)胁迫时,翅碱蓬根系分泌物中TOC含量降低.本研究表明Zn(II)胁迫导致了翅碱蓬根系呼吸作用和有机分泌作用发生改变.     

沙蚕对翅碱蓬-降油细菌系统降解菲效果的影响

选取近岸大型优势底栖动物多毛类双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)以及盐沼先锋植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera),应用微宇宙方法比较沙蚕、翅碱蓬、降油细菌3种生物类型不同修复组合对菲的降解效果,分析不同修复组合对沉积质细菌数量的影响,揭示沙蚕对翅碱蓬-降油菌去除、降解菲的强化效应.结果表明,不同生物组合对土壤菲的降解率存在明显差异,降解率从高到低依次为沙蚕-翅碱蓬-降油菌翅碱蓬-降油菌沙蚕.其中,至实验30 d时,沙蚕-翅碱蓬-降油菌和翅碱蓬-降油菌两种生物组合对菲的总降解率分别达到97.02%和93.93%;不同生物组合平均降解率均随着时间的延长出现下降趋势;沙蚕对菲去除途径(翅碱蓬-降油菌交互作用、非生物因素)有显著的强化作用,最高强化贡献率分别达到14.32%、20.08%.在0-5 d沙蚕-翅碱蓬-降油菌组合中土壤降油菌数量显著高于翅碱蓬-降油菌组合;随着时间延长,两种生物组合降油菌数量均出现下降趋势,至实验20-30 d时均降至对照组水平.综上可知,沙蚕-翅碱蓬-降油菌联合修复模式较其它模式修复效果更显著,沙蚕对各去除因子降解以菲为代表的多环芳烃(PAHs)有明显的强化作用,并对降油菌生长有促进效果.     

辽东湾双台子河口湿地翅碱蓬（Suaeda salsa）生物量遥感反演研究

通过现场采集辽东湾双台子河口翅碱蓬（Suaeda salsa）光谱数据,收集标准样方（1 m×1 m）的翅碱蓬生物量（Biomass）,建立相关植被指数与翅碱蓬生物量的遥感反演回归算法,发现辽宁双台子河口湿地翅碱蓬生物量与植被指数PVI、SAVI和MSAVI的相关系数R2较高,直线回归方程相关系数分别达到0.626、0.698和0.679。同时,利用得到的估算模型,结合1990—2005年的双台子河口的TM影像数据,反演该区域翅碱蓬分布面积和生物量。结果发现：辽东湾双台子河口湿地翅碱蓬面积变化呈先降后升的趋势。通过植被指数（NDVI、RVI、PVI和MSAVI）和生物量的算法反演,发现翅碱蓬生物量曲线与分布面积曲线的变化趋势一致。     

碱蓬修复黄河三角洲原油污染土壤试验研究

原油污染已经成为黄河三角洲滨海湿地生态系统退化的重要影响因素,开展植物修复关键技术的研究对于退化湿地生态治理和恢复具有重要意义。采用室外盆栽方式开展碱蓬(Suaedasalsa)修复原油污染试验,试验设计3个原油污染水平(2、4、6g?kg~(-1),分别对应低、中、高水平处理);以无碱蓬种植处理为对照,每个处理设置3个重复。以月为观测时间尺度,通过测定和分析碱蓬生理指标、根际土壤原油含量和微生物特征等,研究碱蓬对原油污染土壤的修复过程。结果如下:在3个石油污染浓度条件下,碱蓬均能萌发和生长,但是低污染水平处理的碱蓬株高、生物量及主根系长度明显高于其他处理。原油降解变化与碱蓬生长特征具有一致性,表现为碱蓬生长初期和后期降解效率较低,而快速生长期时降解效率高。低、中和高水平处理下碱蓬对原油的降解率分别为38.61%、47.54%和30.89%,其中对饱和烃的降解作用较大。碱蓬根际区为发生原油降解作用的主要区域,基于分子手段鉴定出根际附近的变形菌为丰度最高的优势降解菌群。通过一级衰减方程拟合降解曲线,得出碱蓬对3个污染水平原油的降解速率常数分别为0.19、0.12和0.11,表明碱蓬对低污染水平原油的降解效率高于其他处理。研究结果可为碱蓬修复原油污染土壤提供参考依据。     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350~500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明:生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2+和Pb2+的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg(6 g.L-1)时,3种生物黑炭对溶液Cd2+的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

黄河三角洲不同演替阶段湿地土壤线虫的群落特征

对黄河三角洲不同演替阶段湿地土壤线虫的群落特征进行了研究.结果表明:不同演替阶段湿地土壤线虫总数为白茅群落>柽柳群落>翅碱蓬群落>光板地.土壤线虫呈明显的表聚性,除光板地外,其他3种群落土壤线虫总数表层与下层差异极显著.土壤线虫总数在0～10 cm和10～20 cm的土层最大值都出现在白茅群落,最小值都出现在光板地,其中白茅群落与柽柳群落、翅碱蓬群落、光板地之间差异极显著,柽柳群落、翅碱蓬群落、光板地之间差异不显著.植物寄生线虫为优势类群,其数量与土壤线虫总数变化表现出相同的规律.食细菌线虫和捕食-杂食线虫数量在0～10 cm土层依次为白茅群落>柽柳群落>翅碱蓬群落>光板地;食细菌线虫数量在10～20 cm土层为柽柳群落>翅碱蓬群落>白茅群落>光板地,捕食-杂食线虫个体密度较低.食真菌线虫的个体密度在各类型各土层湿地中都很低.土壤线虫多样性依次为白茅群落>柽柳群落>翅碱蓬群落>光板地.     

模拟酸雨下自然红壤与污染红壤中Cd,Cu,Zn的释放特征

通过对2个自然红壤和2个污染红壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下红壤中重金属Cd,Cu,Zn的释放特征与影响因素,比较了自然红壤与污染红壤重金属释放特征的差异,结果表明,自然红壤中Cd,Cu,Zn的释放量均随酸雨淋溶量增加而线性增加,累积释放量有Zn＞Cu＞Cd的规律,并且随酸雨酸度增加而增加,3种重金属释放量之间存在显著的线性关系,在污染红壤中,Cd的释放随着酸雨淋溶量的增加呈现对数型增长,Cu的释放模式仍为直线型增长,而Zn的释放在弱酸性酸雨作用下为直线型增长,在强酸性酸雨作用下则为对数型增长,3种重金属释放鼍之间存在非线性关系,污染红壤中重金属释放量顺序为Cd＞Zn＞＞Cu,大约26%-76%的外源Cd和11%-68%的外源Zn被酸雨淋溶释放,但99%以上的外源Cu被土壤吸附,同时,3种重金属累积释放量均与淋出液中H+离子累积量呈现显著的对数关系;Cd和Zn与TOC累积释放量之间呈现显著的对数关系,Cu与TOC呈现显著的乘幂关系,在酸雨作用下,自然红壤由于重金属释放最很小,出现重金属污染的可能性较小;但污染红壤中大量Cd和zn的释放可能导致土壤,水体系统发生重金属污染.     

水体酸化条件下Cu(II)对斑马鱼胚胎的毒性效应

为评价由酸雨、酸性矿山排水等环境污染导致的水体酸化及水体重金属联合作用对水生生物的生态毒性效应,研究了不同pH值(pH=3、4、5、6、7和7.8)条件下Cu2+对斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,酸性水体及Cu2+单一存在时,酸对斑马鱼胚胎24h半数效应浓度值EC50为pH=3.65,Cu2+(pH=7.8)对斑马鱼胚胎24h-EC50为0.267mg·L-1;当水体酸化及水体中的Cu2+共存时,较低的pH对Cu2+的生物毒性起协同作用,表现为随溶液pH的降低,各浓度Cu2+对斑马鱼胚胎的24h凝结率显著增高(P24h致死率=0.001),而斑马鱼胚胎96h孵化率显著降低(P96h孵化率=0.002),且不同浓度的Cu2+之间的生物毒性效应存在显著性差异(P24h致死率=0.0321;P96h孵化率=0.0028)。这说明酸性水体和Cu2+都显著影响斑马鱼胚胎的发育,且Cu2+在酸性水体中对斑马鱼胚胎的毒性显著增强。因此,在受重金属Cu2+污染的地区,如同时受到酸雨或酸性矿山排水等较低pH值和Cu2+的双重胁迫,较低浓度的Cu2+就能够对水生生物的生殖发育及水生生态系统产生严重的影响和危害。