Rhizobium sp.W33对不同植物吸收铜和根际分泌物的影响

通过盆栽试验,采用1株植物促生细菌Rhizobium sp.W33接种黑麦草、狼尾草、高羊茅、紫花苜蓿、猪屎豆、油菜和印度芥菜等7种不同植物,考察了Cu胁迫下菌株对植物生物量、Cu含量和根际土壤中分泌物的影响,并筛选根瘤菌-植物联合修复重金属污染土壤的组合体系,以期初步探明细菌-植物联合修复重金属污染土壤的机制.结果表明,接种Rhizobium sp.W33后,有5种植物的干重增加了11%~56%,增加幅度为印度芥菜黑麦草高羊茅狼尾草油菜,紫花苜蓿和猪屎豆的干重下降.黑麦草、狼尾草、高羊茅和猪屎豆根内Cu含量接近或超过1000mg·kg-1,Cu大量积累在植物根部.Rhizobium sp.W33能够显著促进黑麦草吸收Cu(p0.05),并提高其对Cu的富集系数和转移系数,增加根部和地上部的Cu总量.苹果酸是供试植物-细菌联合修复Cu污染土壤的主要有机酸种类,接种根瘤菌W33后黑麦草、狼尾草根际的苹果酸和水溶性糖含量降低,过氧化氢酶活性增加,其中,苹果酸、水溶性糖含量与黑麦草中Cu含量呈显著相关性(p0.05).因此,根瘤菌W33-黑麦草联合体系修复重金属Cu污染土壤的效果最好,具有应用于重金属Cu污染土壤稳定修复的潜力.     

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.     

黑麦草和牵牛花对铬耐受能力和积累效果的指标表征研究

目前土壤中重金属铬(Cr)污染严重,有效筛选植物修复资源迫在眉睫.本文通过盆栽试验分析了Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)胁迫下黑麦草(Lolium perenne L.)和牵牛花(Pharibitis purpurea(L.)Voigt)的生长、生理及Cr积累等指标,探究了两种植物对Cr耐受能力及积累效果.结果表明,生长指标能直观反映出Cr胁迫下植物的受害程度.低浓度Cr(Ⅲ)(250 mg·kg-1)促进植物生长,株高、根长和生物量显著升高(P0.05),而所有浓度Cr(Ⅵ)(≥25 mg·kg-1)均损害植物生长,且植物根长对Cr毒害更为敏感.植物生理指标既表征了Cr对植物的毒害程度,又可反映植物对Cr的耐受能力.Cr胁迫下,植物根系活力降低、丙二醛含量升高,对植物生理损害的表征具有代表性;而脯氨酸含量升高,既表征了植物的受害程度又提高了植物体内渗透平衡;SOD、POD活性升高,则增强了植物的抗氧化应激水平.Cr积累指标是筛选Cr积累植物的主要指标.黑麦草和牵牛花对Cr(Ⅵ)积累浓度大于Cr(Ⅲ),两种植物根部Cr(Ⅵ)积累浓度最高分别可达957.4 mg·kg-1和743.3 mg·kg-1,地上部最高可达394.7 mg·kg-1和340.4 mg·kg-1;黑麦草根部富集能力优于牵牛花,最大富集系数可达15.55,但牵牛花对Cr的转运能力较好.通过指标表征综合说明黑麦草和牵牛花可作为Cr污染土壤植物修复的备选植物.     

8种花卉植物对土壤中铀富集特性研究

研究植物对铀的耐受性和富集特性对修复铀污染的土壤具重要意义。该研究采取模拟铀污染土壤的方法,研究在外源铀添加量为150 mg/kg土条件下,比较8种花卉植物(竹柏、金边虎尾兰、五彩芋、豆瓣绿、吊兰、白掌、吊竹梅、绿萝)的生长状况、耐铀性、植物体铀含量、富集系数、转运系数,积累量和铀提取量,并采用赋值法对植物铀富集特性进行综合评价。结果表明:铀对植物的影响因植物种类的不同而存在显著差异,其中白掌耐铀性最强;吊竹梅铀富集特性综合评价值最高,其地上部和根部铀含量最高分别为162.11 mg/kg DW和2 756.55 mg/kg DW,铀富集系数分别为1.08和18.38,单株铀积累量0.39 mg,每公顷受污染土壤铀提取量为506.37 g。8种植物地上部铀含量均显著小于地下部,转运系数均小于0.5,根系是植物富集铀的主要器官。     

云南兰坪铅锌矿区优势植物重金属富集特性及应用潜力

为筛选适合云南高原地区重金属污染土壤修复治理以及矿区生态复垦的植物材料,通过实地野外调查,采集云南兰坪铅锌矿区18种优势植物样品及相应根系土壤,测定其Cd、 Cr、 Cu、 Ni、 Pb和Zn含量,计算植物对重金属的富集和转运系数,通过聚类分析方法,综合评估植物的应用潜力.结果表明, 18种优势植物分属18属13科,均为草本植物.植物体内多种重金属含量均高于植物正常含量,其中,延胡索(Corydalis yanhusuo)、旱芹菜(Carum bretschneideri)和毛连菜(Picris hieracioides)地上部Cd含量分别达到62.29、 76.49和85.09 mg·kg~(-1),Cd富集系数分别为0.57、 0.58和0.66,转运系数分别为0.89、 0.45和1.48,有着较强的吸收和转移土壤重金属Cd能力,具有修复Cd污染土壤潜力.狼毒(Euphorbia fischeriana)和倒提壶(Cynoglossum amabile)地上部Cd含量分别为0.46 mg·kg~(-1)和0.23 mg·kg~(-1),富集系数均小于0.01,属于重金属低积累植物,适合在中国西南高海拔地区生长,两种植物可以考虑作为Cd污染农田安全利用经济植物.其余13种植物对矿区重金属污染有着较好的耐性,可以用作矿区植被修复.     

重金属复合污染下草本植物两两组合水培的富集特性

为了探明草本植物两两组合培养对其重金属富集特性的影响,寻求修复V、Pb、Cd、Cr复合污染的最佳草本植物组合模式,在V、Pb、Cd、Cr 4种重金属〔ρ分别为14.0、0.8、6.0、4.0 mg/L〕共存的水培条件下,研究蒌蒿(Artemisia selengensis turcz)、三叶草(Trifolium repens)、鱼腥草(Houttuynia cordata)和紫花苜蓿(Medicago sativa) 4种草本植物两两组合培养时的重金属富集特性,以及对植物生物量、重金属富集量和转运系数的影响. 结果表明:4种草本植物两两组合培养会在不同程度上影响植物的重金属富集特性,在重金属富集能力方面,蒌蒿、鱼腥草和紫花苜蓿分别与三叶草组合培养时,其地上部分w(Cr)分别比单独培养时提高约157%、303%、639%;两两组合培养时,紫花苜蓿可促进蒌蒿、鱼腥草和三叶草对Pb的吸收. 在重金属转移能力方面,效果最突出的是“三叶草‖紫花苜蓿”组合模式,其中三叶草对V、Pb、Cd、Cr 4种重金属的转运系数分别是单独培养时的1.19、2.52、22.60和1.67倍;对不同组合模式下植物地上部分重金属提取量的分析结果显示,“三叶草‖紫花苜蓿”组合模式对V、Pb、Cd、Cr 4种重金属的提取量均较高,分别为1 555、1 688、473、482 mg/kg,表明该组合模式能够有效缓解地表径流对附近土壤造成的叠加污染. 因此,水培条件下不同草本植物两两组合培养会改变植物的重金属富集特性,并且与植物种类有关.      

某轻稀土尾矿库土壤铀、钍污染特征及植物筛选

该研究选择中国北方某轻稀土尾矿库围墙外100 m范围内土壤和植物中铀、钍核素的含量为研究对象,采用野外采样、电感耦合等离子体质谱仪分析、单因子污染指数、富集系数、转运系数、根滞留系数等方法,分析计算该区域5种优势植物(紫花苜蓿Medicago sativa、盐地碱蓬Suaeda salsa、芦苇Phragmites communis、大籽蒿Artemisia sieversiana、波斯菊Cosmos bipinnata)并筛选铀、钍核素的富集植物。结果表明:优势植物铀核素的富集系数为0.01～0.03,转运系数为0.07～0.22,根滞留系数为0.78～0.93。优势植物钍核素的富集系数为0.01～0.08,转运系数为0.03～0.33,根滞留系数为0.67～0.97。该区域5种优势植物富集、转运能力钍核素强于铀核素;富集系数、转运系数均小于1,不是该污染物质的富集植物,不能直接利用当地植物进行土壤铀和钍核素修复,应引种乡土富集植物进行土壤污染修复。     

有机物料及表面活性剂对植物修复菲污染土壤的影响

采用盆栽试验方法,研究了外源有机物料及表面活性剂加入菲污染土壤后黑麦草对土壤中菲的修复作用.结果表明,有机物料(绿肥和猪粪堆肥)施入土壤后,黑麦草地上部和地下部的生物量比对照增加了13.54～24.18%,而表面活性剂(T80、SDS、CTAB)的加入却降低了黑麦草的生物量;结果还显示,有机物料和表面活性剂加入都可以提高植株体内菲的含量,但植株吸收积累菲的量占土壤菲总损失量的比例不足0.1%.本研究表明,植物从土壤中吸收菲不是植物修复菲污染土壤的主要机制.     

橡胶草(TKS)对铅镉污染农田土壤的修复潜力

橡胶草（TKS）是一种可作为天然橡胶原料的能源植物.为研究橡胶草对铅（Pb）和镉（Cd）污染农田土壤的修复潜力,通过人工控制性盆栽试验,以相关标准的风险筛选值和管制值为区间,施以4种浓度Pb和Cd复合胁迫处理,探讨橡胶草对Pb和Cd的富集及耐性特征.结果表明,随着土壤中Pb和Cd含量增加,橡胶草的叶绿素含量和生物量均逐渐降低,SOD、POD和CAT酶活性逐渐升高.Cd富集系数和转运系数在1.20~1.50之间,具有部分Cd超富集植物特征.Pb富集系数和转运系数在0.71~1.11之间,是较好的Pb富集植物,具有修复ω（Pb）为400 mg·kg^-1以下的土壤的潜力.Pb和Cd积累量逐渐增加,地上部最大Cd积累量为9.832 μg·plant^-1,最大Pb积累量为1091.185 μg·plant^-1.但在更低浓度的Pb和Cd复合污染土壤中,去除率更大,修复效率更快.使用橡胶草修复Pb和Cd污染农田土壤具有较好的应用前景和经济价值.     

不同植物修复重金属复合污染土壤对土壤中微生物数量与酶活性的影响

本研究选取三叶草(Trifolium repens Linn.)、高羊茅(Festuca elata Keng)、紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)和黑麦草(Lolium perenne L.)作为修复植物在矿区污染土壤进行实验,研究了4种植物对重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)复合污染土壤中微生物数量与酶活性的影响。结果表明:植物修复显著降低了土壤中4种重金属含量,使土壤中微生物种群数量增加,其中真菌数量显著增加;所有土壤样品中均以细菌数量占绝对优势,种植紫花苜宿和黑麦草的土壤中微生物多样性指数显著提高;土壤中的酸性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性均显著提高,其中种植高羊茅的土壤中两种酶活性显著高于其他处理的,不同处理下土壤中的Cu和Cd含量显著相关,土壤中酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性极显著相关,所有处理中的重金属含量与两种酶的活性呈负相关性;4种植物均能对重金属复合污染土壤产生修复效果。     

黑麦草修复多氯代有机物污染土壤的初步研究

通过土培实验,研究了黑麦草对以pp’DDT,v—BHC,HCB为代表的多氯代有机物（PCOPs）污染土壤的修复效果和根际土壤性质的动态变化。结果表明：种植黑麦草90d后．土壤中PCOPs下降了19．01％～41．75％;在黑麦草生长的前期和中期（0-60d1,土壤中PCOPs下降较快,黑麦草对PCOPs吸收能力较强;黑麦草对高浓度污染土壤的修复能力较强：在去除土壤中PCOPs的作用上,黑麦草的吸收是轻微的,仅占1．20％。4．72％,土壤中PCOPs去除的主要原因是根际微生物的降解作用。种植黑麦草能改变根际环境,土壤pH值、有机质含量和过氧化氢酶活性的变化有利于促进土壤微生物对PCOPs的降解．     

番茄光合荧光特性及其镉吸收对土壤镉污染的响应

为探究番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）对镉污染的修复潜力,采用土壤盆栽试验方法,研究了在土壤镉施加含量为2,4,8,16,24,48mg/kg条件下,番茄生长、光合荧光特性及其镉吸收响应特点.结果表明,在土壤中施加镉含量大于8mg/kg时,番茄叶片叶绿素含量、光合性能和荧光参数,以及生物量显著低于没有施加镉的对照（P<0.05）,表现出较强的Cd敏感性.同时,在所有镉处理中,番茄叶片对镉的富集系数（2.48~6.60）和转移系数（1.21~3.90）均大于1,表现出较强的富集能力,但经计算其土壤Cd去除率较低.因此,供试番茄品种是Cd的敏感作物,对土壤镉污染修复的潜力较小.     

螯合剂添加对蜈蚣草修复砷污染土壤效果的影响分析

用盆栽试验的方法,研究了3种可生物降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）、甲基甘氨酸二乙酸（MGDA）、乙二胺二琥珀酸（EDDS）和1种传统螯合剂乙二胺四乙酸（EDTA）,在不同浓度（0,1.25,2.50,5.00,10.00 mmol/kg）下对蜈蚣草吸收土壤中As的影响。研究表明:4种螯合剂在1.25 mmol/kg时均能显著提高蜈蚣草生物量。EDDS在10 mmol/kg时根际土壤生物有效态As的含量最高,较空白组CK提高了69.2%。GLDA在10.00 mmol/kg时根际土壤As较原土壤降低了28.84%。浓度为5.00 mmol/kg的EDDS处理的蜈蚣草对As的富集系数BCF最高,为7.99,是CK的1.70倍。综合蜈蚣草生物量和对As的BCF值来看,5.00 mmol/kg MGDA地上部分对As积累量最大,其值为2648.65 μg/pot,较CK提高了65.92%。已被广泛应用于修复土壤Cd和Zn领域的新型螯合剂GLDA和MGDA在修复土壤As污染同样具有明显的潜力。     

蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用

采用室内盆栽试验,研究了蚯蚓粪对油葵修复菲污染土壤的强化作用。结果表明:在试验浓度范围内(菲0~200 mg/kg),蚯蚓粪提高了菲污染土壤中油葵株高和生物量;施用蚯蚓粪后,土壤中菲的平均去除率为57.14%,较对照(不施蚯蚓粪)增长了15.34%;当菲浓度为50 mg/kg时,试验组菲的去除率较对照组提高了20.55%,差异最为显著;此外,当菲的浓度相同时,试验组油葵的富集系数均高于对照组,并且试验组土壤根际中的多酚氧化酶和过氧化氢酶活性均有提高,分别较对照增加了16.75%和18.37%。综合分析,说明蚯蚓粪可强化油葵对土壤中菲的去除作用。     

重金属Ni、Cr复合污染下李氏禾的根际环境特征

为了将李氏禾应用于Ni、Cr复合污染土壤修复领域,通过根箱实验,研究了Ni、Cr复合污染下李氏禾根际环境特征的变化。结果表明:在不同浓度的Ni、Cr处理下,李氏禾根际土壤的pH值均显著低于(P<0.01)非根际土壤与基质土壤,根际土壤的脲酶、酸性磷酸酶、酸性转化酶活性均显著高于(P<0.05)非根际土壤与基质土壤。随着Ni、Cr处理浓度升高,李氏禾的pH值、土壤酶活性均呈不同程度的下降,李氏禾的株高、生物量及富集系数也受到抑制。在相关性分析中,李氏禾的株高和生物量与土壤pH值、土壤酶活性呈显著正相关(P<0.01),土壤pH值与土壤酶活性同样呈显著正相关(P<0.01)。高通量测序结果表明:李氏禾根际土壤相对丰度最高的3种菌群为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);相对丰度最高的3种菌属依次为Alicyclobacillus属、Bordetella属和Mucilaginibacter属;Hydrotalea属对李氏禾的生长及富集能力可能具有促进作用。李氏禾可耐受较高水平的Ni、Cr污染,其根际可能存在金属抗性细菌,是一种潜在的可用于Ni、Cr复合污染土壤修复的植物。     

EDTA对4种花卉富集Cd、Pb的效应

植物提取修复技术(Phytoremediation)是一种环境友好的重金属污染土壤原位修复技术,但是修复植物的提取效率经常受到目标金属的低植物有效性所限制。通过盆栽试验研究了乙二胺四乙酸(ethylenedi-aminetetraacetic acid,EDTA)对4种花卉富集Cd、Pb效应的影响。结果表明:施加EDTA溶液(3mmol/kg)7d后,矮牵牛、万寿菊、彩叶草叶部Cd含量显著增加(P<0.05);所选4种花卉叶部Pb的含量均极显著增高(p<0.01)。施加EDTA后万寿菊对Cd和孔雀草对Pb的富集系数和转移系数均达到了1以上,这表明这两种植物可用于螯合辅助植物提取方式的污染土壤修复。     

苜蓿对多环芳烃菲污染土壤的修复作用研究

采用盆栽试验方法,研究了苜蓿(Medicago sativa L.)对多环芳烃菲污染土壤的修复作用.结果表明,多环芳烃菲对苜蓿的生长具有抑制作用,土壤中菲初始浓度越高抑制作用越明显.445.22 mg/kg条件下苜蓿茎叶和根的生物量最小,仅为无污染对照土壤的57.31%和31.20%.经过60 d的修复试验,苜蓿能够明显促进土壤中菲的降解.根际和非根际土壤中菲的去除率分别为85.68%～91.40%和75.25%～86.61%.同处理中根际土壤中菲残留浓度低于非根际土壤,而脱氢酶活性高于非根际土壤.无论是在非根际还是根际土壤中随着菲初始浓度增大,菲降解率和脱氢酶活性降低.脱氢酶活性与降解率的关系表明,脱氢酶活性与菲降解率显著正相关.所以植物根系的存在能够有效促进土壤中多环芳烃菲的降解.     

菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复多环芳烃污染土壤

采用植物生物量、多环芳烃含量、土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤微生物功能多样性等多个指标,通过菇渣、鼠李糖脂和植物的单独及联合作用的盆栽试验,评价了菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效果.结果表明,60d内,苜蓿单独修复(AL)的降解率仅为14.43%,菇渣、鼠李糖脂联合苜蓿修复(GZ+RH0.5+AL和GZ+RH1.0+AL)显著提高了PAHs降解率,达到了32.64%和36.95%,比AL处理提高了115.45%和156.06%.与AL相比,GZ+RH1.0+AL对植物生物量提高程度最大,地上和地下生物量分别达到了1.05g/盆和0.20g/盆.在修复过程,GZ+RH1.0+AL显著提高了土壤细菌和真菌的数量,分别达到了31.37×106CFU·g-1和5.86×106CFU·g-1,特别是多环芳烃降解菌数量达到了39.57×105MPN·g-1,分别是对照(CK)和植物单独处理(AL)的29倍和4倍.就土壤脱氢酶活性而言,菇渣和苜蓿联合作用(GZ+AL)处理的活性最高,GZ+RH0.5+AL和GZ+RH1.0+AL的活性次之,分别为90.57、67.56和21.02μg/(g·d).此外,与对照(CK)相比,菇渣、鼠李糖脂和苜蓿的联合作用(GZ+RH1.0+AL)显著提高了土壤微生物群落的功能多样性.因此,菇渣和鼠李糖脂联合强化苜蓿修复PAHs污染土壤达到了比较理想效果,大面积田间试验有待进一步验证该方法的可行性.     

5种矿区土著植物对铅污染土壤的修复潜力研究

为评估我国西北某矿区茵陈蒿、蒲公英、苜蓿、大叶苦菜和车前草5种土著作物对含铅（Pb）土壤的修复潜力,采用盆栽实验,设置4种不同Pb含量水平（0、2‰、3‰和5‰,质量分数）,测定作物不同组织器官中和种植前后土壤中Pb含量,以及根际与非根际土壤微生物生物量碳含量、过氧化氢酶活性等指标。结果表明:茵陈蒿和车前草适合种植于铅含量为2‰、3‰、5‰的土壤中,可去除12%~32%的土壤Pb,车前草根系和茵陈蒿茎叶对Pb的累积量最高分别达到3617,720 mg/kg,显著高于其他植物,作为土壤铅污染修复植物的潜力较大。根际土壤微生物生物量碳含量比非根际土壤微生物生物量碳含量高2.37%~13.89%。土壤Pb抑制了根际与非根际土壤过氧化氢酶活性,使其活性低于对照组0.44%~22.3%,根际土壤过氧化氢酶活性比非根际过氧化氢酶活性高0.89%~8.09%。研究结果可为Pb污染矿区废弃地植物修复和土壤环境质量评价提供理论依据。