不同有机物料对东南景天修复重金属污染土壤效率的影响

通过盆栽试验,研究清洁有机物料(沼渣、菌渣、笋壳)对镉、锌超积累植物东南景天修复重金属污染程度不同的土壤(分别采自温州和富阳,称温州土和富阳土)的影响.结果表明,有机物料对土壤重金属有效性的影响因有机物料种类和添加量而异,不同重金属元素的反应也不同.在温州土中,以5%沼渣对Cu、Zn的活化效果最好;而在富阳土中则以1%笋壳对Cu、Zn、Pb和Cd的活化效果最好.有机物料的添加促进了东南景天的生长,其生物量随着有机物料添加量的提高而增加,增幅达23.7%~93.0%.在温州土中,仅以1%笋壳的处理对东南景天地上部吸收积累Cd的效果最佳,超过对照的22.6%,而其余各处理皆不及对照;对于Zn,菌渣处理不及对照,而其它处理均优于对照,以5%沼渣、1%笋壳和5%笋壳为佳,分别超过对照的39.6%、32.6%和23.8%.而在富阳土中,对于Cd而言,以5%笋壳、1%沼渣和5%沼渣的处理效果为佳,地上部Cd积累量超过对照的12.9%、12.8%和6.2%,而其余处理皆不及对照;对于Zn,添加有机物料的各处理都促进了东南景天地上部Zn的积累,最佳处理分别为:5%笋壳、5%沼渣和5%菌渣,分别超过对照的38.4%、25.7%和22.4%.     

外源8'-炔基脱落酸强化东南景天吸收重金属的研究

为探究脱落酸类似物8''-炔基脱落酸[8''-（C₂H）ABA]强化东南景天富集重金属的效应,通过水培的方法研究了外源8''-（C₂H）ABA分别对Cd（20 mg·L^-1）、Zn（160 mg·L^-1）单一胁迫下东南景天Cd/Zn积累和生理特性的影响,以及初步探讨了8''-（C₂H）ABA在植物重金属胁迫响应中的作用.实验结果表明：与天然ABA相比,外源8''-（C₂H）ABA能达到与ABA类似的作用效果,且对Cd胁迫下东南景天促进效果好于Zn;在Cd胁迫下,与对照相比,外源8''-（C₂H）ABA能显著增加东南景天根、叶中的Cd含量（44.2%、27.5%）,以及光合色素（10.7%）和叶中过氧化物酶（SOD）活性（52.9%）、超氧化物歧化酶（POD）（24.7%）和过氧化氢酶（CAT）活性（27.9%）抗氧化酶活性,使可溶性糖（SS）（13%）和游离脯氨酸（Pro）（37.4%）含量增加,而叶中丙二醛（MDA）（40%）含量明显降低.上述结果表明,一定浓度的8''-（C₂H）ABA可以提高东南景天抗氧化酶活性来增强其对重金属Cd的抗性及吸收和转运能力,在强化东南景天修复重金属污染方面具有应用潜力.     

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.     

伴矿景天植物汁液还田对土壤重金属形态及植物吸收的影响

超积累植物伴矿景天在Cd和Zn污染土壤修复方面展现出广泛应用前景,但收获物压榨脱水后产生的含重金属汁液处理是目前亟待解决的问题。选用酸性和中性土壤,通过盆栽试验将不同剂量的伴矿景天汁液还田并种植伴矿景天,监测土壤中pH、可溶性有机碳(DOC)浓度和CaCl₂提取态Cd与Zn(CaCl₂-Cd/Zn)浓度动态变化及植物生长和重金属再吸收情况。结果表明:添加汁液后7和30 d,酸性土壤pH升高而中性土壤pH降低,2种土壤中DOC浓度均显著升高;生长中后期土壤pH、DOC浓度与不添加汁液的对照接近;汁液处理的酸性土壤中CaCl₂-Cd/Zn浓度随着生长时间延长逐步升高,在第105天达最高,而中性土壤中浓度呈现逐步降低趋势;汁液处理使伴矿景天生长受到抑制,生物量降低,但其地上部Cd浓度升高;酸性土壤用100 mL/kg汁液处理,伴矿景天地上部Cd和Zn吸收量大于汁液带入量,修复后土壤Cd和Zn浓度低于原土的本底值。因此,酸性土壤适当剂量汁液还田并种植伴矿景天,可将汁液带入的Cd和Zn再次吸收去除,达到汁液处理和净化土壤的双重目的。     

磷对超积累植物--东南景天生长和积累锌的影响

通过溶液培养试验,探讨了东南景天植株体内磷锌相互关系.结果表明,在一定范围内供磷(0.5-2.0mmol·L-1)能明显促进东南景天的生长,显著提高叶片、茎和根的生物量.适当的增磷(0.5-1.0mmol·L-1)极显著提高东南景天叶片、茎的锌含量和地上部的锌积累量;高磷(2.0mmol·L-1)则降低地上部的锌含量和积累量.无论在何种磷锌水平处理下S(地上部的锌积累量)R(根系的锌积累量)比值始终大于1,表明在东南景天植株体内可能存在明显的“增磷诱导锌需求(Phosphorusinducedzincrequirement)”现象.从植物修复角度来说,利用增磷手段提高超积累植物东南景天的生物量和地上部锌的积累能力具有重要的应用价值.     

不同螯合剂对东南景天修复锌污染土壤效率的影响研究

为探索螯合剂和东南景天联合修复重金属锌污染土壤的效率,通过盆栽试验的定量分析,研究了3种螯合剂（EDTANa₂、有机酸柠檬酸、有机肥）对东南景天吸收土壤中锌的影响程度。结果表明,3种螯合剂均能促进东南景天的生长,其促进效果为EDTA-Na₂>柠檬酸>有机肥;3种螯合剂中,EDTA-Na₂对东南景天地上部吸收锌的促进效果最好,提高幅度为29.0%;其次是柠檬酸,提高幅度为19.1%;最后是有机肥,提高幅度为6.3%。EDTA-Na₂、有机酸柠檬酸、有机肥添加后,污染土壤中重金属锌含量的削减率依次为11.7%、10.5%、9.1%。     

土壤pH对东南景天修复镉污染土壤的影响研究

东南景天是一种镉和锌的超积累植物,改变土壤p H能否有效提高其吸收镉的效率,需要进一步验证。采用盆栽实验研究不同土壤p H下东南景天吸收和积累Cd的差异以及对Ca Cl2提取有效态镉的影响。结果表明,降低土壤p H值显著提高了土壤镉的有效态含量。弱酸性土壤即p H接近5.5时东南景天生物量及累积镉的量最大,土壤镉去除率也最高,达6.6%。强酸性即当p H接近4时,虽然植物地上与地下镉含量均最高,但生物量最小,植物去除率较其他处理低。研究证实降低土壤p H是提高植物提取效率的有效办法,这为进一步利用东南景天修复镉污染土壤,提高修复效率提供了科学依据。     

一株镉超积累植物东南景天特异内生细菌的筛选及鉴定

以我国原生的镉超积累植物东南景天为材料,从其根部筛选到4株对镉具有耐性的内生菌株,它们均可产生生长素（IAA）、铁载体等促生物质.砂培试验发现,接种上述菌株能促进油菜植株的生长,提高植物对镉的积累量,其中,以菌株SaN1的作用效果最显著,可使油菜苗期地上部的生物量和镉积累量分别提高18.6%和45%.生理生化鉴定与16S rDNA分析证明,SaN1为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterum）;该菌株接种到LB液体培养基后,12 h进入对数生长期,42 h达到稳定生长期,54 h进入衰亡期;其最佳培养温度为30 ℃,最适pH为中性.     

三种经济植物对重金属吸收积累的研究

随着冶金工业的发展,我国大气中重金属污染日趋严重。防治方法,除必须采取的工业治理措施外,还应充分发挥绿色植物的自净作用。 绿色经济植物对大气中重金属的吸收和积累及在植物体内的分配规律,这方面研究目前在国内还不多见。我们选材经济植物的目的是为重金属污染地区寻找一条切实可行的生物防治途径,从而防止重金属污染的粮食、蔬菜、水果等通过食物链进入人体。     

中美土壤中重金属原子吸收测定方法差异

介绍了应用美国ＥＰＡ环境监测方法测定土壤中１２种金属元素。并与我国土壤标准分析方法进行了比较。结果表明美国ＥＰＡ法测定值比我国现行的标准分析方法测定值偏低。     

Remediation mechanism of high concentrations of multiple heavy metals in contaminated soil by Sedum alfredii and native microorganisms

Pollution accident of nonferrous metallurgy industry often lead to serious heavy metal pol-lution of the surrounding soil.Phytoremediation of contaminated soil is an environmental and sustainable technology,and soil native microorganisms in the process of phytoreme-diation also participate in the remediation of heavy metals.However,the effects of high concentrations of multiple heavy metals(HCMHMs)on plants and native soil microorgan-isms remain uncertain.Thus,further clarification of the mechanism of phytoremediation of HCMHMs soil by plants and native soil microorganisms is required.Using the plant Sedum alfredii(S.alfredii)to restore HCMHM-contaminated soil,we further explored the mechanism of S.alfredii and native soil microorganisms in the remediation of HCMHM soils.The results showed that(i)S.alfredii can promote heavy metals from non-rhizosphere soil to rhizo-sphere soil,which is conducive to the effect of plants on heavy metals.In addition,it can also enrich the absorbed heavy metals in its roots and leaves;(ii)native soil bacteria can increase the abundance of signal molecule-synthesizing enzymes,such as trpE,trpG,bjaI,rpfF,ACSL,and yidC,and promote the expression of the pathway that converts serine to cys-teine,then synthesize substances to chelate heavy metals.In addition,we speculated that genes such as K19703,K07891,K09711,K19703,K07891,and K09711 in native bacteria may be involved in the stabilization or absorption of heavy metals.The results provide scientific basis for S.alfredii to remediate heavy metals contaminated soils,and confirm the potential of phytoremediation of HCMHM contaminated soil.     

孔石莼（Ulva pertusa）对铅、铜、镉的吸收

研究了大型藻孔石莼对铅、铜和镉的吸收动力学和热力学过程。结果表明,暴露于不同浓度的重金属体系中的孔石莼对铅、铜和镉的积累量随着水相中的游离态浓度的增加而增加,可以用Langmuir吸附等温式从热力学平衡角度加以描述,铅和镉饱和结合量分别为：0．715mg/g干重,Cd^2＋为0．037mg／g干重;在孔石莼对铜（0．056mg／L）吸收动力学浓度的实验中,第4天达到了吸收平衡,蓄积量为对照组的9．01倍;在镉暴露浓度为0．028mg／L的实验中,第5天达吸收平衡,蓄积量为对照组的5．06倍。     

土壤改良剂联合间套种技术修复重金属污染土壤:田间试验

在田间条件下,验证通过盆栽试验初步筛选出的几种改良剂在玉米和东南景天间套种修复重金属污染土壤的大田实际应用效果.研究结果表明,施用改良剂蘑菇渣肥、云母和沸石能有效降低玉米籽粒和茎叶中的Cd和Pb,玉米籽粒Cd和Pb含量均达到食用标准.蘑菇渣肥显著增加了东南景天对Cd的提取量,腐植酸显著促进了东南景天对Pb的吸收,因此,蘑菇渣和腐植酸可以应用于玉米和东南景天套种系统.施用云母和沸石可以显著提高土壤pH值,降低土壤可交换态Cd/Pb含量,从而降低二种植物对Cd/Pb的吸收;然而,施用蘑菇渣肥和腐植酸却增加土壤可交换/吸附态Cd/Pb含量.植物根系吸收Cd的稳定常数显示该有机吸附态Cd难于被玉米根系吸收.     

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.     

水培条件下油白菜对Pb、Cd吸收和转运的影响

采用水培实验和室内分析相结合的方法,研究了不同含量Pb、Cd单一和复合污染对金属Pb、Cd吸收和转运的影响。结果表明,Pb和Cd主要在油白菜的根部富集;Cd和Pb不同添加量与油白菜体内累积量之间呈显著正相关。复合污染处理中,油白菜地上部的转运系数BCFCd随外源Pb含量的增大而增加,而根部则相反,即BCFCd随外源Pb含量的增大而降低,说明外源Pb可以促进油白菜对Cd在叶片中的富集,但会抑制Cd在根中的富集;油白菜地上部的BCFPb随外源Cd含量的增大而降低,而根部则相反,即BCFPb随外源Cd含量的增大而增加,说明外源Cd可以促进油白菜对Pb在根中的富集,但会抑制Pb在叶片的富集,Cd对Pb的富集具有双重作用;高含量的Pb(≥500 mg/L)会促进油白菜根部的Cd向地上部转运,而高含量Cd会抑制油白菜根部的Pb向地上部转运,使得更多的Pb滞留在油白菜地下部。     

添加低比例石灰调质的脱水污泥堆肥试验研究

添加石灰可以快速实现污泥干化,抑制污泥恶臭产生、钝化重金属及杀灭病原微生物,但大量石灰(>5%)的加入不但会增加成本,而且会明显提高产物pH值,极大限制了其后续利用,因此,开展了采用添加低比例(￡5%)石灰调质进行污泥堆肥的研究.试验采用罗迪格(Leodige)高效混合设备制备石灰质量分数分别为1%、5%和5%+熟料的混合污泥作为堆肥原料,与未添加石灰的污泥进行对比堆肥.采用氧温控制系统在线监测氧气和温度,实时反馈并控制系统通风.结果表明:堆肥15d后,添加石灰的3组堆肥pH值分别从9.06、12.17、12.34下降至弱碱性水平(<8.3),挥发分从57.35%、45.97%、44.59%下降至44.20%、39.28%、38.42%;4组堆肥减量比均达到50%以上,除2#减量速率明显较慢外,其他3组堆肥减量速率无显著差异;重金属浸出试验检测发现,重金属浸出浓度受pH值的影响较大,添加5%石灰的堆体,Cu、Ni、Zn的浸出液浓度最低.工程应用中,建议采用添加质量分数5%的石灰与一定的熟料返混,从而提高堆肥效率及产品品质.     

活性炭纤维对水中重金属离子的吸附研究

以活性炭纤维作为去除水中镉、镍、铜三种重金属离子的吸附剂，考察了震荡时间、水样pH对吸附效果的影响。测定了三种离子的吸附等温线，采用Langmuir和Freundich模式对吸附平衡实验数据作了线性模拟。对吸附规律进行了探讨。结果表明，吸附效率随着震荡时间的延长pH的增大而升高。三种重金属离子在活性炭纤维上的吸附可用Langmuir和Freundich模式较好地描述。吸附形式呈单分子层且易于进行。结果表明，活性炭纤维对水中三种重金属离子的吸附特性良好，且吸附剂易于再生，可作为去除水中离子态重金属的优良吸附剂。