锑矿区土壤与植物中Sb和As的迁移过程研究

对贵州省晴隆锑矿区土壤、野生植物进行重金属含量(总量)分析,结果表明土壤中锑含量最高值可达568.24 mg/kg。矿区野生植物芒萁、蕨菜不同部位对Sb和As的累积能力为:根>叶>茎;通过盆栽试验研究发现盆栽植物野地瓜、紫萁、肾蕨、贯众不同部位对Sb和As的累积能力大小为:根>叶>茎,且较大部分集中在根部,而蕨菜茎对Sb累积大于蕨叶,与矿区野生蕨菜相反。通过对矿区土壤、野生植物以及盆栽植物的重金属含量进行分析,发现土壤中Sb含量的增加抑制了As向植物的迁移,而Sb由土壤向蕨菜的迁移能力不随土壤Sb含量增加而增强。对蕨菜的根茎叶和其相应土壤的重金属含量做相关性分析,土壤与蕨菜的根、茎、叶中Sb含量显著相关,土壤与蕨菜的根、叶中As含量也显著相关,而土壤与蕨菜茎中As含量相关不显著。研究表明牛尾蒿和芭茅对Sb和As有较高的累积能力具有潜在的植物修复潜力。     

土壤中佳乐麝香和镉污染对苗期小麦生长及其污染物积累的影响

选用潮土和褐土2种理化性质不同的土壤,采用室外盆栽实验,以小麦(Triticum aestivum)为供试植物,研究了佳乐麝香(HHCB)和镉(Cd)复合污染对小麦植株生物量及污染物在小麦植株各部分累积量的影响.结果表明,在2种土壤中小麦植株地上和地下部分的干重变化顺序均为,单一HHCB污染土壤＞HHCB-Cd复合污染土壤＞单一Cd污染土壤.潮土中HHCB在小麦植株各部分的累积量高于褐土,且潮土中Cd对HHCB在小麦植株各部分累积量的影响与褐土中不同.潮土中的单一HHCB在小麦植株根、茎、叶中的累积量顺序为：根＞茎＞叶;Cd能够显著促进HHCB在小麦根部的累积,而对HHCB在小麦茎和叶中的累积则起抑制作用,抑制率最高可达44.07%.褐土中单一HHCB在小麦植株根、茎和叶中的累积顺序为：根>叶>茎;Cd对HHCB在小麦根部累积的影响不显著,但是中高浓度Cd却可显著促进HHCB在小麦茎和叶中的累积,促进率最高可达35.95%.潮土中Cd在小麦植株各部分的累积量低于褐土,但2种土壤中HHCB均能够明显促进Cd在小麦植株根、茎、叶中的累积.潮土中Cd在根、茎、叶中的累积量增加率分别为30.84%、61.82% 和61.82%,褐土中Cd在根、茎、叶中的累积量增加率分别为 41.53%、184.16% 和206.18%,可见褐土中HHCB对Cd在小麦植株中累积的促进作用强于潮土.     

施硅对白菜体内镉的分布及其吸收迁移的影响

在土壤外源镉污染下,施硅考察土培盆栽条件下白菜体内不同部位间镉的分布及其吸收迁移状况。试验表明,施硅显著降低白菜根、茎、叶中的镉含量和镉累积量,随土壤外源镉污染加剧,施硅抑制白菜各器官吸收累积镉的效果愈好,且不同硅水平处理间的差异亦渐趋显著。硅降低根的镉吸收系数,在土壤外源镉处理下,施硅降低镉的初级转移系数和次级转移系数以及地上部的镉转移系数,显著降低地上部的镉吸收系数;施硅增加白菜根、茎、叶中的硅含量和硅累积量,硅含量和硅累积量的分布为根>叶>茎和叶>茎>根,与镉含量和镉累积量的分布规律一致,白菜体内有可能形成硅-镉复合物以减轻镉的毒害。     

湿生植物酸模对重金属富集作用研究

通过野外调查和室内分析实验,研究了宜昌城区10个污灌区自然生长的酸模(Rumex acetosa)和对应根际土壤样品中重金属Pb、Cu、Cr含量及其理化性质。结果表明,在宜昌城区的10个污灌区的酸模根部对重金属Pb、Cu、Cr的富集能力大于茎和叶;氮磷含量较高的土壤吸附重金属Cu的能力较强,在一定程度上保护了植物在重金属Cu污染废弃地的正常生长;土壤中Cu含量的增加,促进了Cu在酸模体内从根部转运到茎和叶,可以通过刈割收获酸模地上部分处理重金属Cu的场地污染;酸模可以作为Cu污染场地的植物修复的备选物种。     

玉米根系对苯并(a)芘的吸收及苯并(a)芘在植株内的积累

在人工气候室内用Poagland营养液栽培玉米,测定了玉米根、叶、茎、粒及伤流液中BaP的本底值。表明玉米根系可以吸收BaP并向上运输,但地上部的累积在一定程度上取决于根系环境中BaP的量。 在玉米的不同生育期向培养液添加BaP的试验表明,灌浆期的添加会增加籽粒中BaP的累积,因此,避免土壤的严重污染对控制进入食物链的BaP量是有意义的。     

北京市近郊区土壤砷累积特征

城市近郊区土地利用类型多元化,同时也承载着巨大环境压力,研究近郊区土壤污染特征对城市规划及发展有着重要意义.通过3 km×3 km网格布点,系统采样调查了北京市近郊区5～6环路之间167个样点的0～20 cm表层土壤样品中砷的含量,分析了城市近郊区土壤砷的累积特征.结果表明,北京市近郊区土壤砷含量为2.89～11.38 mg.kg-1,平均值为7.11mg.kg-1.平均值在90年代末的背景值调查数据的范围之内,但是各个分位数级别的值均小于80年代初的北京市土壤背景值调查数据.因子分析结果发现北京市近郊区土壤砷与来源于成土母质的Co、Mn和Ni元素一组.克里格插值得到的北京市近郊区土壤砷含量空间分布图表明,西北与东部及东南部分土壤砷含量较东北和西南部高,砷含量最高25%的土壤样点与点源污染有关,而砷含量最低25%的样点大多远离污染源.不同土地利用类型土壤砷的比较结果表明人类活动在一定程度上影响土壤中砷的累积,生活区与农田土壤砷含量相似且显著大于绿地和荒地.污染源对生活区和绿地与荒地土壤中砷的累积有显著影响,工厂区附近的土壤砷含量显著比远离工厂区和交通区的土壤高.因此,北京市近郊区土壤砷在整体空间分布上主要与成土母质有关,然而人类活动在一定程度上也显著增加了土壤砷的累积.     

苯并(α)芘与砷在蜈蚣草中的赋存转运规律及其交互作用

蜈蚣草能够超累积土壤中的砷,对土壤环境中的多环芳烃也具有较好的耐受能力,是修复砷和多环芳烃复合污染的理想修复手段之一.为探究在苯并（a）芘和砷（As）单独污染和复合污染条件下的蜈蚣草对两种污染物的吸收转运,通过水培模拟实验揭示蜈蚣草体内砷与苯并（a）芘的交互作用,同时采用双光子激光共聚焦扫描显微技术检测观察苯并（a）芘在蜈蚣草中的赋存和分布.结果表明,添加苯并（a）芘使得蜈蚣草各部分总砷含量均下降.其中,叶、茎、根分别下降149.4、78.59、47.05 mg·kg^-1（以DW计）（p<0.05）,叶部下降幅度最大,达到47.3%,根部及茎部含量分别下降了40.9%和38.2%（p<0.05）.同时苯并（a）芘的添加也改变了砷在蜈蚣草体内的赋存形态,根部与叶部三价砷的比例分别下降了3.87%、4.20%（p<0.05）,而茎部两种砷形态比例无显著变化.砷的添加促进了蜈蚣草各部分对苯并（a）芘的积累,每株根部、茎部和叶部的累积量分别增加了4680、109.26和226.61 ng（p<0.05）,说明苯并（a）芘和砷在蜈蚣草植株中交互作用显著,砷的添加不会改变苯并（a）芘的赋存位点,但会增强蜈蚣草对于苯并（a）芘吸收,而苯并（a）芘的添加则会抑制砷的吸收,苯并（a）芘首先由蜈蚣草根部表皮细胞吸收,通过茎部的U型维管束及茎部外缘细胞转运到叶部,赋存于叶部的表皮细胞、叶脉组织及气孔细胞当中.     

北固山湿地虉草氮磷积累和转移能力的研究

通过研究镇江北固山湿地中优势种虉草(Phalaris arundinaces Linn)的生物量以及不同时期各器官总磷/总氮含量及氮/磷累计的动态变化规律,探讨了虉草对氮磷的转移能力.结果表明:1)虉草生物量呈先增加后减少的趋势,茎的生物量远大于叶和根.2)叶中的氮含量大于茎和根,在4月份时达到峰值33.02 mg·g-1;根中的磷含量远大于叶和茎,在8.94～9.83 mg·g-1之间.3)各器官对氮的累积以茎为最高,在5月份时达峰值,为16272 mg·m-2;根中的磷累积最高,茎其次,峰值分别为3196 mg·m-2、5097 mg·m-2.4)相关性分析结果提示氮/磷的去除量与植物的生物量成正相关,适时收割虉草可以从湿地中转移氮和磷.     

汞在酸性紫色水稻土的转化与水稻汞富集特征

采用盆栽模拟试验,对汞(Hg)及甲基汞(MeHg)在酸性紫色水稻土中不同水稻生长期的动态变化进行了研究,并分析对比了总汞(THg)和MeHg在水稻体中的富集特征.结果表明:在水稻生长期间,土壤总汞含量变化较小,MeHg含量随时间增加而增加,土壤MeHg/THg值的变化趋势和土壤中MeHg含量变化一致.完熟期THg在水稻中植株的分布状况为:根籽粒茎叶穗壳,MeHg的分布为:籽粒根茎叶穗壳.水稻植株中MeHg/THg均值为24.03%,大于土壤均值3.05%,说明水稻植株中具有较强的MeHg累积能力.在水稻生长周期内,水稻体内MeHg富集系数均值为8.16,远大于THg富集系数的均值2.31,且籽粒中的MeHg富集系数大于根、茎、叶,说明水稻对MeHg的富集能力强于THg,且籽粒更易于富集MeHg.水稻体内的MeHg的转移系数大于THg,且籽粒中MeHg的转移系数大于1,进一步说明MeHg比THg更易在水稻体内转移.     

土壤-作物系统中重金属元素吸收、迁移和积累过程模拟

土壤-作物系统是重金属危害生态环境和人类健康的重要途径,研究和了解土壤-作物系统中重金属元素的吸收、迁移和积累过程,对重金属污染的防控与管理以及人类的健康具有重要意义.本文建立作物吸收重金属的模型,计算小麦根、茎、叶以及籽粒中的重金属含量,分析在小麦生长周期中,根、茎、叶以及籽粒的重金属积累随时间变化的过程,并将预测值与实测值作对比来检验模型的精确度.结果表明,小麦的不同部位对重金属的吸收能力不同,根的吸收能力最强,叶片次之,茎和籽粒重金属的吸收能力较弱.小麦的各部位中不同重金属的含量也存在明显的差异,Cu元素的含量最高,Ni次之,Pb元素和Cd元素的含量较小.在小麦生长过程中,茎、叶和籽粒中的重金属积累速度分别在小麦生长90、60和135 d左右开始减缓,重金属含量逐渐达到最大值,而根部重金属积累的速度则呈现不断增长的趋势.本文利用数值模拟技术研究了重金属在土壤-作物系统中的吸收、迁移和积累过程,可为防范重金属污染的生态和健康风险提供科学依据.     

紫云英(Astragalus siniucus L.)对重金属胁迫的响应

为探明铜冶炼厂附近农田重金属污染对冬季绿肥作物的毒害作用,通过盆栽试验,研究了浙江富阳铜冶炼厂附近的铜、锌、铅等重金属离子混合污染的水稻土上,紫云英的生长,根、茎、叶、果各部位重金属积累量和细胞超微结构的变化.结果表明,在供试土壤重金属混合污染下,紫云英根系生长缓慢,主根细小、侧根稀少,根瘤生长受抑制;地上部分枝减少,长势矮小,叶片黄化,花期推迟.土壤中铜、锌、铅被紫云英吸收后主要分布于紫云英根部;根中铜含量明显高于锌和铅,茎、叶中锌含量最高,果中铜含量最低.透射电镜(TEM)观察结果表明,重金属混合污染主要毒害叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器的超微结构,使叶绿体膨胀变形,基粒片层解体,外膜结构消失,类囊体模糊不清,腔内空泡化或形成大脂类;使线粒体变形、脊突膨胀或消失、外膜解体;使细胞核核膜破裂、核仁膨胀消失并与染色质凝集在一起.供试土壤重金属混合污染对紫云英各部位细胞的破坏程度为根>叶>茎.     

某水稻田水-土-植物系统中镉、汞、砷元素的分布特征研究

为探究重金属元素在水-土壤-植物系统中的分布特征及其迁移规律,通过采集中山市某水稻田灌溉水、浅层地下水、土壤、水稻样品,重点分析了对人体健康危害较大的3种重金属元素(镉、汞、砷)含量在该水稻田水-土-植物系统中的分布特征及其来源。结果表明:该水稻田水-土-植物系统中,绝大部分镉、汞滞留在土壤中,只有少量向植物体、地下水中迁移;水稻根部镉、砷含量最高,水稻体吸收的大部分镉、砷被固定在根部;土壤中镉、汞、砷含量在垂向上(0~1.5m)具有不同的分布特征,表现为镉在表层土壤(0~0.2m)中含量最高,往下部逐渐降低,汞在次表层土壤中(0.2~0.5m)含量最高,从上往下先增后减,砷在表层土壤中(0~0.2m)含量最低,往下部逐渐升高;该水稻田土壤中镉、汞主要来源于外源输入,砷外源输入较少。该研究对该地区资源、生态环境调查评价具有一定的指导及借鉴意义。     

湖南锡矿山周边土壤-农作物系统锑迁移转换特征及污染评价

为了解湖南锡矿山周边土壤与农产品锑(Sb)含量特征和污染状况,为锑矿区土壤锑污染防治和农田安全利用提供科学依据.以湖南锡矿山为研究区,采集周边不同区域农田土壤及相应农产品,共计193对,通过分析土壤锑含量、基本理化性质和农产品锑含量,研究锑在土壤-农产品系统中迁移和转换特征,并且对土壤及农产品进行安全评估.结果表明,矿...     

重金属铜在小麦中的富集特征

采用盆栽法,以小麦为受试作物,通过对不同时期各器官重金属含量的变化.研究重金属Cu在小麦中的富集特征.研究结果表明,在不同生长时期小麦不同部位中重金属Cu的含量有很大差异,总的来说,大部分Cu富集在小麦根部,向地上部分迁移较少,幼苗期分布为根>叶片;拔节期分布为根>茎>叶片:抽穗期分布为根>茎>叶片>颖壳;成熟期分布为根>茎>叶片>籽实>颖壳.小麦不同部位随Cu投加量增加对Cu的富集规律有所差异.如在各生长发育期.根中Cu含量整体上随Cu投加量增加逐渐增大.     

石油污染土壤的生态效应及修复技术研究

以玉米和向日葵为研究对象,通过田间试验研究了石油污染土壤对植物生长的影响及两种植物对石油污染土壤的修复作用;考察了节细菌(DX-9)对玉米,向日葵植物修复的强化和协同效应;探讨了石油烃在植物不同部位的残留量。结果表明:在土壤石油烃含量初始值为10000mg/kg时,玉米、向日葵生物量分别减少14.5%和21.0%。150d土壤中石油烃降解率分别为42.5%和46.4%,较对照区提高了100.5%和118.9%;节细菌的施加使两种植物的降解率分别提高到72.8%和76.4%。石油烃在玉米的根、茎、叶、芯和籽仁中的含量较对照区分别增加了19.4%、0.8%、0.7%、1.3%和14.8%,在向日葵的根、茎、叶、葵盘和籽仁中的含量分别增加了184.5%、1.2%、1.1%、2.3%和31.2%。结论表明:石油污染土壤对玉米,向日葵生长性状和籽仁质量有显著影响;玉米或向日葵与节细菌(DX-9)联合进行石油污染土壤的生物修复效果显著;石油烃在植物各部位均有不同程度的残留,根部残留量最大。     

铅胁迫下小花南芥和玉米间作体系对植物生理的影响

探讨低累积玉米品种与超累积植物小花南芥间作体系对铅污染的生理响应机制。以陶粒为培养基质,研究铅(400 mg/kg)胁迫对玉米和小花南芥间作体系的植株生物量、抗氧化酶活性、丙二醛及铅含量的影响。结果表明:间作体系下,玉米叶的生物量比单作显著增加24.5%,小花南芥根、茎和叶的生物量显著增加16.3%、32.8%和29.8%;与单作相比,间作玉米根和叶丙二醛含量显著下降42.58%和74.06%,间作小花南芥根和茎丙二醛含量显著下降61.98%和56.64%;间作玉米叶的SOD、POD和CAT活性比单作显著增加49.15%、113.98%和63.98%,小花南芥增加40.14%、73.96%和73.72%;间作玉米根的铅含量显著增加77.29%,转运系数下降47.27%;小花南芥地上部和地下部铅含量显著增加49.57%和48.64%。综上所述,间作体系促进了小花南芥地上部和地下部铅的含量,抑制铅在玉米体内的转移,玉米和小花南芥根和叶中抗氧化酶活性提高来减轻铅的毒害作用。     

潮滩植物翅碱蓬对Cu、Zn、Pb和Cd累积及其重金属耐性

以辽宁盘锦双台子河口潮滩湿地生态系统一种常见土著植物翅碱蓬(Suaedaheteroptera)作为研究对象,分析了Cu、Zn、Pb和Cd在该植物体内的累积分布、迁移规律并对其重金属的耐性进行了初步的探讨。结果表明,其对Cu、Zn、Pb和Cd四种重金属在不同潮滩均有比较明显的累积效应,累积量均表现为Zn >Pb >Cu >Cd ,而累积吸收系数分别达到4.7、4.6、3 .1和4.9,生物富集吸收系数分别为0 .97、1.73、0 .41和2 .2 3 ;研究结果还表明,由于该植物对上述四种重金属有一定的选择吸收耐性,其累积在植物的不同部位存在明显的差异,其中Cu表现为根>茎>叶,Zn表现为叶>根>茎,Pb表现为根>叶>茎,Cd表现为根>茎≈叶,而迁移效率表现为Zn >Cu >Cd >Pb。     

典型土壤双季稻对Cd吸收累积差异

用盆栽试验方法研究典型土壤双季稻条件下水稻对Cd的吸收累积差异.选取典型水稻土黄泥田(板页岩母质发育)和麻砂泥(花岗岩母质发育),通过添加不同浓度梯度外源Cd,进行盆栽试验,研究双季稻不同生育期土壤有效态Cd(DTPACd)、水稻植株各部位以及糙米Cd累积情况.结果表明,双季稻晚稻生育期土壤有效态Cd大于早稻,黄泥田大于麻砂泥,其差异性均达极显著水平(P0.01).水稻植株各器官(根、茎、叶、壳和糙米)Cd累积量随外源Cd增加和生育期的延长而呈现递增的趋势.不同生育期、不同土壤水稻糙米与植株各器官Cd累积量差异显著,具体表现为:早稻小于晚稻,黄泥田小于麻砂泥.水稻各器官(根、茎、叶、壳和糙米)中Cd含量与土壤有效Cd含量呈显著或极显著正相关关系.应用稻米Cd含量预测模型及水稻累积Cd的特征方程推算出土壤Cd安全阈值为:黄泥田早稻0.98 mg·kg~(-1)和晚稻:0.83 mg·kg~(-1);麻砂泥分别为0.86 mg·kg~(-1)和0.56 mg·kg~(-1).不同母质土壤的安全阈值与环境容量不同,其环境质量标准与污染修复控制措施应该有所区别.     

广西南丹玉兰汞矿周边土壤-霸王草系统汞含量分布及污染研究

本文通过对玉兰汞矿及其周边地区土壤和植物(霸王草)汞含量分布及污染的调查和研究,旨在了解土壤和霸王草中的汞污染状况以及汞在土壤-霸王草系统中的迁移转化规律,进而为汞污染防治与修复提供科学依据。本次研究共采集土壤样315件和植物样(霸王草)150件。全部土壤和植物样品采用MDS-2003F型压力自控密闭微波溶样系统消解,并用原子荧光测汞仪进行分析测定。结果表明,坑口片区土壤汞含量为1.362 1±1.227 6μg/g,拉莫片区土壤汞含量为0.742 8±0.717μg/g,周边地区土壤汞含量为0.346 4±0.031 3μg/g,分别为我国一些地区土壤汞自然含量(0.071μg/g)的19.18、10.46、4.88倍。土壤汞含量随远离矿区中部向东西两侧依次降低。植物汞含量分布与土壤汞含量分布基本相似。植物根汞、叶汞与土壤汞相关性为r=0.547和r=0.179,均大于临界值r=0.159(取信度α=5%),植物不同部分汞含量表现为根叶茎。上述特点表明土壤汞是植物汞的主要来源。本次采集工作中55%的土壤样汞含量超过了我国《土壤环境质量标准(GB15618-2008)》第二级标准的对应限值(汞≤0.35μg/g),坑口片区以及北部拉莫片区土壤汞污染较严重,污染范围为2km2。植物根汞对土壤汞的富集系数为3%,土壤汞形态分析显示土壤中的可吸收态汞含量低。植物茎/根和叶/根转运系数较高,为36.62%、65.91%,表明植物根部吸收的有效态汞较多地被转运到茎叶上。     

表流人工湿地中芦苇对重金属的吸收和累积

为了研究人工湿地植物中重金属的累积和分布,对中试规模湿地植物(芦苇)中6种重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn进行取样和分析。结果表明:湿地芦苇中Zn、Cu和Cr的质量分数沿着湿地入口的前3个采样点显示出下降趋势,即在离进水较近的约30 m区域内,芦苇对重金属的吸收最明显。芦苇各部位中Cu的分布显示为根>茎>叶;其他5种重金属的分布为根>叶>茎,则根中重金属质量分数远大于茎和叶。芦苇根易于富集Cd和Cu,对Cr的富集能力较弱;芦苇中除Cr以外,其他5种重金属由根向叶的迁移能力大于由根向茎的转移能力,且Cu和Zn从芦苇根向地上部位的迁移能力较强。