锰尾矿区有机菌肥-速生树种的生态修复效应

在锰尾矿区建立了4.5hm²生态修复工程区，以速生树种泡桐（Paulownia tomentosa）和栾树（Koelreuteriapaniclata）作为建群植物，采用有机菌肥改良其根际环境，利用土壤库存耐性植物种子的自然萌发力来丰富物种多样性.结果表明，工程实施后第6a，有机菌肥处理植物群落干物质生物总量达到33498.7kg/hm²，Mn吸收积累量达到5532.6g/hm²，植物种类数达到51种，分别为无机化肥对照的22.8、2.6和3.4倍；有机菌肥处理的植物群落Pb、Cd、Cu、Zn和Cr的总积累量、根际微生物种类及其数量也显著大于对照.有机菌肥的改良机制可归结于其与植物根系、根际微生物对基质的共同作用.有机菌肥处理区泡桐和栾树的总株数不到该区植物总株数的0.2%，但其干物质生物量、锰吸收量与盖度分别为该区的88%、73%和55.2%.速生树种泡桐和栾树对该区生态修复起到了"主导"作用.     

地质高背景区外源污染叠加条件下大白菜对Cd、Pb、Zn累积途径探究

黔西北是喀斯特重金属地质高背景区,受历史上土法炼锌影响,区域内大气降尘重金属含量高,土壤污染严重.为探究叶菜类蔬菜重金属的累积途径,以大白菜为供试作物,选择Cd、 Pb和Zn含量一致的地质高背景土壤和锌冶炼污染土壤,在锌粉厂污染区和无污染对照区进行盆栽试验,研究露天、覆膜和大棚栽培条件下大白菜重金属含量、富集系数(BCF)和转运系数(TF).结果表明,污染区和对照区大白菜ω(Cd)范围分别在0.10～1.01 mg·kg^-1和0.10～0.91 mg·kg^-1,ω(Pb)为0.31～0.62 mg·kg^-1和0.23～0.37 mg·kg^-1,ω(Zn)为7.50～32.74 mg·kg^-1和4.88～21.79 mg·kg^-1,总体上污染区重金属含量偏高,在地质高背景土壤上种植的大白菜,Cd和Pb基本达到国家食品安全标准限值的要求.受大气沉降的影响,污染区大白菜Pb和Zn含量显著高于对照区,Cd差异不明显.污染土壤弱酸溶态Cd、 Pb和Zn占比分别为48...     

大型铜尾矿库区节节草(Hippochaete ramosissimum)根际土壤重金属形态分布与影响因素研究

通过野外调查和实验分析,对安徽省铜陵市铜官山铜尾矿库、狮子山铜尾矿库及狮子山铜尾矿库周边农田3处生长的节节草根际与非根际土壤中重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的形态、含量和分布进行了研究.结果表明,节节草根际与非根际土壤重金属的主要形态分布基本一致,均表现为矿物态含量占据了重金属全量的大部分,而交换态含量偏低.与非根际土壤相比较,根际土壤中交换态、有机态重金属所占比例显著增加,其中Cu的有机结合态所占比例增加了53 25%、Cd、Pb的有机结合态所占比例增加超过17%,Zn则增加了5.67%;与此同时,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态含量有所下降.统计分析表明,Cu、Cd、Pb、Zn在根际土壤中的形态分布与土壤pH值、有机质含量、植物生长等因素密切相关.     

香港汀角红树植物、沉积物及双壳类动物重金属含量

汀角有香港面积最大的硬底质红树林,作者调查了该红树林区沉积物、红树植物以及双壳类动物体内重金属(Cu、Pb、Zn和Ni)的含量.总体看,沉积物中重金属含量与其他地点相比较低,红树植物根际沉积物中重金属含量高于光滩.红树植物组织内重金属含量较低,体内Pb、Zn的含量均低于根际沉积物,但对Cu、Ni有一定的富集,Cu可在根部和叶内富集,而Ni只在根部富集,并束缚于此.双壳类动物对4种重金属的吸收存在较大差异,Zn、Cu的富集明显高于Pb和Ni的富集程度.5种动物中又以岩蠔最高,体内的Zn、Cu分别达到3913, 378mg/g.从重金属含量看,作为食用动物有一定的风险.     

3种地被竹对重金属复合污染农田土壤的修复潜力

选用菲黄竹、箬竹和鹅毛竹这3种地被竹在Cu、Zn、Cd和Pb复合污染农田上进行为期2 a的田间试验,分析其在污染条件下的生长富集特征,并结合土壤中重金属含量变化情况,对比3种地被竹对重金属复合污染的修复潜力.结果表明,菲黄竹在重金属复合污染农田上适应性最好,生长株数为种植时的63.8倍.3种地被竹体内重金属含量均集中在根部,且对Cd的富集效果最好,对Pb的富集能力最差.3个竹种的根部和鞭部的Cd富集系数均远大于1,其中菲黄竹和箬竹根部富集系数分别为17.68和14.63.重金属累积量则主要集中在根部和鞭部,其中菲黄竹对Cu、Zn和Cd的累积量分别为157.14、363.3和7.18 g·hm^-2,高于鹅毛竹和箬竹.种植2 a后,地被竹周围表层土壤中重金属含量较种植前均有下降,其中Cd含量下降最多,为39.6%~40.4%.此外,菲黄竹和鹅毛竹根际土壤中Cu、Zn和Cd含量均显著小于表层土壤（P<0.05）.试验证明,3种地被竹对Cd均有较强富集能力,可作为Cd修复植物继续深入研究;菲黄竹在生长状况、重金属富集量和累积量等方面均优于箬竹和鹅毛竹,对土壤重金属复合污染修复潜力最高.     

温室与大田种植方式对胡萝卜生长过程中重金属吸收的影响

研究不同种植方式下作物重金属吸收过程对重金属污染风险管控有重要意义.以胡萝卜为例,对比温室和大田种植方式下,3个关键生长时期6种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn)的吸收转运特征,结合根际土壤理化参数,探讨种植方式对胡萝卜生物量和重金属含量随时间变化的影响并进行健康风险评价.结果 表明,温室和大田种植方式具有以...     

Zn、Cd单一及复合污染对黑麦草根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响

采用根袋土培试验,研究了锌、镉单一及复合污染对重金属富集植物黑麦草生长、锌镉积累、根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响.结果表明,锌镉共存下(8 mmol/kg Zn+2 mmol/kg Cd),黑麦草对锌、镉的吸收为协同效应;仅镉污染时(2 mmol/kg Cd),镉对植株吸收锌为抑制效应.黑麦草吸收的锌、镉主要集中在地上部,以锌、镉复合污染时植株地上部对锌、镉的富集量最大,分别达到3 108.72、73.97 mg/kg,具有作为土壤重金属锌、镉污染植物修复材料的潜力.根际的松结合态锌、镉（交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态）含量大于其非根际的松结合态锌、镉含量.Cd污染和Zn、Cd复合污染的根际和非根际土壤镉形态均以交换态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>残渣态>有机结合态.Zn污染及Zn、Cd复合污染根际和非根际土壤各锌形态以铁锰结合态>碳酸盐结合态>残渣态>有机结合态>交换态,而Cd污染的根际和非根际的锌形态则以残渣态>铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态.Zn、Cd污染促进了黑麦草根系氨基酸的分泌,降低了根际土壤的pH值,以Zn、Cd复合污染根际土壤氨基酸总量最大,分别为对照、Zn和Cd污染的1.95、1.54和1.40倍,根际土壤的pH值最低(5.18).根际氨基酸含量在重金属胁迫下明显增加,可能与黑麦草适应重金属胁迫有关.根际pH值高于非根际是根际Zn、Cd有效性大于非根际的重要原因.     

化学淋洗联合电动技术修复重金属污染土壤的效果及其机制

采用化学淋洗与电动技术联合修复重金属污染土壤,以明确其效果及其机制.试验选择了5种化学淋洗剂FeCl₃、 Fe(NO₃)₃、 KCl、 KNO₃和HCl溶液,分析比较Fe³⁺、 K⁺、 H⁺和Cl^-对土壤中4种重金属(Cd、 Pb、 Cu和Zn)的去除效果,其后,对化学淋洗后的土壤进行垂直电动修复,研究化学淋洗对重金属污染土壤电动修复去除效率的影响.结果表明,Fe³⁺、 K⁺、 H⁺和Cl^-对土壤中4种重金属的淋洗效果不同,对于Cd和Zn, H⁺去除效果最好,对于Pb和Cu, Fe³⁺去除效果最好.整体上比较,对于土壤中Cd、 Pb和Cu的去除,化学淋洗剂FeCl₃和Fe(NO₃)₃去除效果最好.对于土壤中Zn的去除,...     

7个柳树无性系在Cu/Zn污染土壤中的生长及对Cu/Zn的吸收

通过盆栽试验来评价7个柳树无性系(旱柳?杞柳和金丝柳)修复Cu/Zn污染土壤或矿砂的潜力.研究了7个无性系在2种污染介质中的生长,叶绿素含量?根系形态及其对Cu、Zn的吸收转移.结果表明,150d后,7个柳树无性系在污染介质中都能生长,其中旱柳和金丝柳生长较好,其他无性系生长受到明显抑制.各无性系叶片出现黄化现象,叶绿素相对含量降低.根系发育受到一定程度的抑制.各无性系对Cu的积累主要在地下部,而对Zn的积累主要在地上部,特别是在叶片中.7个无性系在铜土中更容易积累重金属.各无性系生物富集系数(BCF)Cu.Cu的转移系数(TF)值均<1,Zn的TF值在1.36~2.49之间.旱10?旱34和金丝柳对Cu和Zn有较强的耐性和一定积累能力,适合在尾矿区造林和修复.     

改良铅锌矿渣对栾树幼苗铅锌富集与耐性机制

植物修复是尾矿区恢复的一项生态技术,添加基质改良剂可以减轻重金属对植物的胁迫,提高修复效率.以木本植物栾树（Koelreuteria paniculata）作为供试植物,分别在100%尾矿（S）、90%的尾矿+5%蘑菇渣（SMC）+5% CaCO₃（MS）和天然红壤（RS）中进行盆栽试验.探究不同处理下栾树耐受Pb和Zn的生长富集效应、微观特征变化和基质中微生物多样性变化.结果表明,改良剂的添加相比于尾矿可以显著改善尾矿基质的理化结构,显著提升栾树的生物量、株高和叶绿素含量等相关生理指标,增加栾树中积累的重金属含量.处理组MS相较于对照组RS总根长增长达到69.3%,而对照组RS平均根径相较于对照组S下降118.7%.处理组MS与对照组S相比,Pb和Zn残渣态增加266.67%,弱酸可提取态和氧化物结合态显著降低,重金属对于植株迁移活性减弱.同时,多数重金属被栾树截留在根部,其根系构型的变化表明其在面对高浓度的Pb胁迫时具有较强的适应性.透射电镜（TEM）分析表明,对照组S中较高浓度的重金属含量会破坏细胞壁结构,对植物细胞造成毒害.改良剂的添加有效缓解了重金属胁迫对栾树各组织的影响,影响微生物群落的结构,显著提高微生物丰富度和多样性,增强栾树对重金属的适应性和植物修复能力.     

矿区周边土壤重金属污染治理的优势植物筛选——以关中西部某铅锌冶炼区为例

通过对关中西部某铅锌冶炼区周边实地调查、采样和室内样品分析,采用原子吸收分光光度计测定铅锌冶炼区周边地区长势良好的13种优势植物对Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni的吸收与富集能力及其富集特征。结果表明,矿区土壤均受到Pb、Zn、Cd 3种重金属的污染,13种植物体内的Pb、Zn、Cd的含量比正常植物的含量高出数倍,白蒿、蒲公英、播娘蒿、牛舌草和秃疮花这5种植物对于Pb、Zn、Cd这3种重金属的转移系数均大于1,从植物体内重金属含量、转运系数和富集系数3个指标来看,白蒿和蒲公英可作为首选的2种先锋植物。此结果为利用本土植物治理铅锌矿区土壤重金属污染提供一定的参考依据。     

大连近岸海域双壳贝类重金属污染调查与评价

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对大连近岸海域虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)、紫贻贝(Mytilus edulis)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、缢蛏(Sinonovacula constricta)、赤贝(Arkshell)、牡蛎(Oyster)等双壳经济贝类体内Pb、Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Mn、Ni等重金属污染状况进行调查,对其重金属含量进行了初步评价。结果表明:虾夷扇贝中重金属存在组织间差异性,Cd、Cu在闭壳肌中含量明显低于其他组织,Cr、Ni在各组织间差异较小;双壳贝类中重金属存在明显的种间差异性,Zn、Cu在牡蛎中含量相对其他贝类较高;调查海区内双壳贝类中重金属大多符合我国《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》等卫生要求,部分双壳贝类品种Cd、Pb含量超标。     

栾树对湘潭锰尾矿土不同处理方式下植被修复盆栽实验

锰矿废弃地植被修复可促进矿区生态环境的改善和经济的可持续发展,植被修复方法和技术措施对锰矿废弃地的修复至关重要,混合基质中尾泥和尾渣的配置比例与配置方式也是提高植物存活率的关键技术措施.本研究采用栾树进行锰矿废弃物(尾泥和尾渣)盆栽试验,探讨不同混合比例处理方式下锰尾矿废弃物的特性以及栾树对重金属锰的植物修复效果.结果表明:(1)锰矿尾泥呈酸性,尾渣呈碱性,尾渣中全Mn和有效Mn含量高于尾泥,二者混合基质的p H值和全Mn含量则随着尾渣含量所占比例的增加而升高,但有效Mn含量则逐渐降低.(2)不同比例的尾泥和尾渣混合基质可以有效改善土壤的物理性质,提高栾树的存活率和改善植物的生长状况;随尾泥含量的增加,栾树总生物量增多,生产力提高,当V(尾渣)∶V(尾泥)=3∶1时的栾树生产力与对照土壤中的栾树生产力相当.(3)从栾树各器官的Mn富集量、生物富集系数和转移系数来看,栾树不属于Mn超富集植物,但作为Mn的低积累植物,属于Mn的耐性树种,具有较强的适应性,可用于锰矿废弃地的植物稳定修复.     

广西荔浦锰矿废弃地植被及优势植物重金属生物蓄积特征

通过对广西荔浦锰矿废弃地植被的调查,共记录到高等植物32种,隶属31个属,18个科。优势植物包括马唐、蕨、白茅、井栏边草、地桃花、商陆、加拿大飞蓬、石山桂花和板栗等九种。对土壤和植物的Fe、Mn、Cd、Pd和Cu等重金属分析结果表明,土壤中的Fe和Mn最高含量分别达到140221mg.kg-1和12114mg.kg-1。优势植物的分布与土壤中Fe和Mn的含量有关,井栏边草分布区土壤中的Mn含量最高,白茅分布区土壤中Mn含量最低;Fe含量最高的土壤为地桃花分布区,最低为白茅分布区。优势植物对Fe和Mn的生物积累特征表现出较大的差异。加拿大飞蓬和马唐有较强的扩散能力,对Mn也有较高的抗性,可作为锰矿废弃地植被重建的先锋物种;商陆和板栗对Mn有较强的富集能力(叶片锰含量分别达3280mg.kg-1和2510mg.kg-1),可用于Mn污染土壤的植物修复。     

Heavy metal accumulation characteristics and physiological response of Sabina chinensis and Platycladus orientalis to atmospheric pollution

Heavy metal(Cu, Mn, Zn, Pb, and Cd) concentrations were measured in the leaves of Sabina chinensis and Platycladus orientalis collected from urban, suburban, and rural sites in Tianjin, China. Photosynthetic pigment contents, reactive oxygen species content, malondialdehyde(MDA) content and antioxidant enzyme activity were investigated, providing physiological response parameters. Our comparison of the sites revealed that urbanization significantly influenced the heavy metal concentrations in bo...     

Heavy metal accumulation by panicled goldenrain tree （Koelreuteria paniculata） and common elaeocarpus （Elaeocarpus decipens） in abandoned mine soils in southern China

Phytoremediation can be used as a sustainable technology for mine spoil remediation to remove heavy metals. This study investigated the concentration of 7 heavy metal contamination in soil and plant samples at an abandoned mine site. We found that, after vegetation remediation at the abandoned mine site, the reduction rates for 7 heavy metals were in the range of 4.2%–86%, where reduction rates over 50% were achieved for four heavy metals (Zn, Mn, Cd, Ni). Transfer coe cients of the panicled goldenrain tree (Koelreuteria paniculata Laxm) and the common elaeocarpus (Elaeocarpus decipens) for Zn, Mn, Ni, and Co were more than 1. Enrichment coe cients of both trees for Mn were higher than 1. Our results suggest that the panicled goldenrain tree and the common elaeocarpus tree may act as accumulators in remediation. Moreover, the woody vegetation remediation in abandoned mining areas play an important role in improving scenery besides removing heavy metal from contaminated soil.     

An investigation of cellular distribution of manganese in hyperaccumlator plant Phytolacca acinosa Roxb. using SRXRF analysis

Phytolacca acinosa Roxb. （P acinosa） is a recently discovered manganese hyperaccumulator plant from southern China. It is a good candidate for phytoremediation of manganese（Mn） polluted soil for its high biomass and fast growth. Knowledge of the tissue localization and identification of heavy metals can provide essential information on metal toxicity and bioaccumulation mechanisms. Synchrotron radiation X-ray fluorescence spectroscopy （SRXRF） microprobe was used in this study to investigate the cellular distributions of Mn and other elements in root, stem, leaf, petiole and midrib of P. acinosa. The highest Mn content was found in the vascular tissues of root, stem, petiole and midrib. Cortex in root played a key role in Mn absorption and Mn was limited in the vascular bundle during the process of transportation in stem. Moreover, Mn content in leaf epidermis was higher than that in mesophyll, which suggested that the sequestration of Mn in leaf epidermis might be one of the detoxification mechanisms of P. acinosa. The significance of other elemental （such as P, S, K, Ca, Fe, Zn and Cu） distribution patterns and the correlation with Mn were also discussed.     

畜禽粪便有机肥中Cu、Zn在水稻土中的有效性动态变化和形态归趋

通过温室土壤培养试验,研究了不同畜禽粪便有机肥中Cu、Zn在水稻土中有效性动态变化过程和形态归趋,为科学评价畜禽粪便有机肥中重金属进入稻田后的生态风险提供理论依据.试验结果表明,施用畜禽粪便有机肥12个月后,水稻土p H提高了0.4~0.9.施用鸡粪降低了水稻土中有效态Cu含量,而猪粪的施用增加了水稻土中有效态Cu含量.水稻土中有效态Zn含量随畜禽粪便有机肥施用量的增加而增加.与重金属无机盐相比,鸡粪处理中Cu的有效性低于等量无机盐处理,猪粪处理中Cu、Zn和鸡粪处理中Zn的有效性与等量无机盐处理相同.形态归趋过程研究结果表明,畜禽粪便有机肥带入到水稻土中Cu、Zn的量较低时,Cu在有机质结合态中有显著的积累,Zn则在碳酸盐结合态中有显著的积累;带入的Cu、Zn的量较高时,Cu、Zn在各个形态中均有积累;无机盐带入水稻土的Cu、Zn在交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态中均有积累.畜禽粪便有机肥带入的Cu、Zn积累在有机结合态中的量与等量无机盐处理无显著差异.培养12个月时,有机肥处理的交换态Cu含量均显著高于等量无机盐处理,表明畜禽粪便有机肥中Cu的潜在有效性更高.