复合重金属胁迫对灯心草生长及其积累特性的影响

盆栽试验结果表明：Cd、Pb、Cu、Zn、As5种重金属复合胁迫对灯心草地上部生长有一定程度的抑制作用，在土壤环境质量二级标准上限值处灯心草地上部生物量减产9．15％，小于10％，生长在矿毒水和铅锌尾矿污染土壤中的灯心草地上部生物量分别减产28．23％和37．1％，但地下部生物量减产趋势不明显。以地上部生物量为参考指标，可初步将土壤环境质量二级标准上限值拟设定为土壤中各重金属的临界毒性效应值。在Cd、Pb、Cu、Zn、As复合胁迫条件下，各重金属在灯心草茎叶和根系中的积累和分布存在明显差异，且与土壤中各重金属含量间存在一定的相关性。     

超积累植物龙葵及其对镉的富集特征

超积累植物筛选是重金属污染土壤植物提取修复的基础和核心问题,同时也是污染环境植物修复的难点及前沿.杂草具有抗逆境能力强、生长迅速、繁殖能力强以及在环境条件适宜情况下生物量能够急剧提高等特点,可以弥补现有超积累植物的某些缺点和不足,是较理想的超积累植物资源.本文通过室外盆栽模拟试验及重金属污染区采样分析试验,首次发现并证实杂草龙葵(Solanumnigrum L .)是一种Cd超积累植物.其中,盆栽试验表明,在Cd污染水平为25mg/kg条件下,龙葵茎及叶的Cd含量分别超过了100mg/kg这一公认Cd超积累植物应达到的临界含量标准,其地上部Cd含量大于其根部Cd含量,且地上部Cd富集系数大于1 ,同时,与对照相比,植物的生长未受到抑制.污染区采样分析试验进一步表明,龙葵对Cd的富集符合Cd超积累植物的基本特征.这一通过未污染区对超积累植物进行筛选的方法,可以为Cd污染土壤的植物修复获得更多具有实用价值的新材料.     

3-吲哚乙酸协同螯合剂强化植物提取重金属的研究

螯合剂的潜在环境风险以及重金属/金属螯合物对植物的胁迫作用是限制重金属污染土壤的螯合诱导植物提取技术应用的2个主要障碍.以玉米为试验材料进行室内盆栽,通过添加螯合剂EDTA和氨三乙酸（NTA）进行螯合诱导植物提取研究,并以植物激素3-吲哚乙酸（IAA）来缓解重金属对植物的胁迫作用.结果表明,EDTA&IAA处理玉米地上部生物量比EDTA处理增加40.0％,地上部Cu、Zn、Cd和Pb累积量分别增加27.0％、26.8％、27.5％和32.8％;NTA&IAA处理玉米地上部生物量比NTA处理增加29.9％,地上部Cu、Zn、Cd和Pb累积量分别增加31.8％、27.6％、17.0％和26.9％.结果表明,IAA能缓解重金属/螯合剂的植物毒性,促进植物根系伸长,增加植物生物量,协同螯合剂促进植物对重金属的吸收、转运和积累,显著提高植物提取效率.     

3种工业有机废弃物对铅锌尾矿生物化学性质及植物生长的影响

开展野外田间试验,在铅锌尾矿中添加3种工业有机废物(酒糟、中药渣、蘑菇渣)作为改良剂,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿的改良效果.结果表明:①添加酒糟、中药渣、蘑菇渣处理后尾矿中DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别降低了24.2%~27.3%、45.7%~48.3%、18.0%~20.9%和10.1%~14.2%;有机质、铵态氮、有效磷含量分别增加了2.27~2.32倍、12.4~12.8倍和4.04~4.74倍;土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶活性分别提高了5.51~6.37倍、1.72~1.96倍、6.32~6.62倍和2.35~2.62倍.②添加酒糟、中药渣、蘑菇渣促进了植物种子萌发和种苗生长,植被盖度分别到达了84%、79%和86%;其中,黑麦草的生物量增加了4.2~5.6倍,狗牙根的生物量增加了15.7~17.3倍;黑麦草和狗牙根地上部分重金属含量均显著降低.③植被盖度、生物量与尾矿基质营养元素和土壤酶活性呈极显著正相关,与尾矿重金属有效态含量呈极显著负相关;植物地上部分重金属含量与尾矿基质营养元素、土壤酶活性呈极显著负相关,与尾矿基质重金属有效态含量呈极显著正相关.综合分析表明,可以将酒糟、中药渣、蘑菇渣作为改良剂用于铅锌尾矿废弃地的生态恢复.     

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.     

芦荟对土壤中重金属的吸收及EDTA影响

采用芦荟(Aloe vera L.)盆栽实验,考察了土壤中重金属在芦荟中的分布及施加EDTA对重金属在芦荟中积累影响。由实验结果,芦荟中重金属随土壤中重金属含量的增加而增加,Cd、Cu和Zn的增加量主要积累在叶部,而Pb的增加量主要积累在茎和根部。土壤中Pb的加入促进了芦荟对Cd和Cu的吸收,表明Pb与Cd、Cu在芦荟吸收时具有协同效应。随着土壤中EDTA用量的增加(0～4 mmol/kg),芦荟对重金属的吸收积累增加,其中Cu和Pb的增加较大。在EDTA作用下,芦荟叶部对重金属的迁移增大,其迁移系数Zn>Cd>Cu>Pb。EDTA螯合作用促使芦荟对重金属的吸收。芦荟叶部重金属对Fe的积累有明显抑制作用,而芦荟各部位中重金属对Ca的积累皆有明显抑制作用。     

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。     

有色冶炼污染区土壤污染及重金属超积累植物的研究

对某省两个有色冶炼污染区进行了土壤和植物采样，并对6个样点土壤和11种植物中的As、Pb、Cd、Zn等重金属含量做了测定分析。结果表明：①该区域土壤已经受到不同程度的重金属污染。其中以As和Cd污染最为严重;②从植物地上部重金属富集系数和体内含量来看．钻形紫苑具备了As-Pb-Cd超积累植物的基本特征。进一步研究的价值很大，白苞蒿地上部As、Pb、Cd及小白酒草地上部Cd富集系数均大于1．也具备了超积累植物的基本特征；③大部分植物富集As、Pb、Cd、Zn均呈现地上部高于地下部的富集规律，是通过根系吸收转移还是叶片吸收还有待实验室内人工栽培确定。     

铅锌尾矿重金属耐受细菌分析和质粒检出率

利用含不同铅锌浓度的重金属选择性平板,对堆积时间为20a的铅锌尾矿中细菌重金属耐受性特征进行分析,并对其质粒检出率进行测定,为深入了解细菌对重金属的适应机理提供理论依据。实验结果显示:尾矿中重金属(Pb、Cu、Co、Cd)总量及EDTA提取态含量均显著性地高于对照土壤,而可培养细菌的数量要极显著性地低于对照土壤。尾矿与对照土壤均有一定的重金属耐受细菌群体,但总体上,铅锌尾矿重金属耐受性细菌数量要略多一些。耐锌细菌的质粒检出率分别为74.07%(尾矿)和70.59%(对照),耐铅细菌的质粒检出率分别为93.1%(尾矿)和90.3%(对照),尾矿土壤耐性细菌质粒的检出率要高于对照土壤。     

EDTA对Pb、Cd及Pb-Cd处理下茼蒿中叶绿素的影响

通过盆栽模拟试验研究了Pb、Cd及Pb-Cd复合污染土壤添加EDTA(乙二胺四乙酸)对茼蒿中叶绿素的影响.结果表明,高浓度的EDTA对茼蒿中叶绿素的含量影响大,致使叶绿素结构破坏、叶片失绿,甚至叶片全部枯萎.在Pb处理的土壤中,EDTA的添加水平为2.5 mmol/kg时,茼蒿中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b的含量比...     

几种牧草对铜尾矿重金属的抗性及其微生物效应

铜尾矿是一类重金属含量极高 ,对植物生长产生毒害的生境 .盆栽试验结果表明 ,4种牧草在纯尾矿以及由尾矿和对照土壤组成的混合尾矿上都能生长 ,但植物的长势随尾矿中重金属含量的增加而减弱 ,4种牧草对重金属的抗性依次表现为百喜草 >苇状羊茅 >黑麦草 >狗芽根 .此外 ,Biolog结果显示 ,土壤微生物群落代谢剖面 (AWCD)及群落丰富度、多样性指数与牧草的长势密切相关 ,种植牧草后能明显地提高土壤微生物群落功能多样性 ,提高幅度表现为百喜草 >苇状羊茅 >黑麦草>狗芽根 ,百喜草可望成为金属尾矿植被恢复的先锋牧草 .     

Heavy metal accumulation of urban domestic rubbish compost in turfgrass by DTA chelating

Seven kinds of heavy metal accumulation of rubbish compost in turfgrass by EDTA chelating were investigated. With EDTA application, heavy metal accumulation by two species of turfgrass was increased significantly. The enrichment coefficients of Lolium perenne L(L) and Festuca arundinacea L(F) to Cr reached 9.45 and 6.15 respectively. In the range of EDTA dosages given, heavy metal accumulation in turfgrass increased with increasing EDTA level. There were significant differences in remediation of different metals by applying EDTA. L had high ability to accumulate Cr, Cd, Ni and Zn, showing better remediation to heavy metals of rubbish compost.In contrast, F showed high ability to accumulate Cr, Ni, Cu and Zn. Low EDTA level increased aboveground net primary production (ANP) of turfgrass, but EDTA would considerably inhibit it when EDTA was higher than 20 mmol/kg. The results demonstrated that the optimum dosage of EDTA for remediating heavy metals in rubbish compost by turfgrass was between 10 mmol/kg and 20 mmol/kg.     

8种木本植物对矿渣中重金属的吸收与富集研究

研究通过测定栽培在铅锌矿渣中的8种木本植物体内的Pb、Zn、Cu、Cd含量,分析比较了其吸收和富集4种重金属的能力。结果表明:Pb、Zn、Cu、Cd主要富集在植物根部,只有很少一部分重金属转移到植物地上部组织中,8种植物并非超富集植物,实地植物修复中可选取光皮树、黧蒴栲、楠木以及杜鹃作为修复铅锌污染土壤的潜力树种。     

Heavy metal accumulation of urban domestic rubbish compost in turfgrass by EDTA chelating

Seven kinds of heavy metal accumulation of rubbish compost in turfgrass by EDTA chelating were investigated. With EDTA application, heavy metal accumulation by two species of turfgrass was increased significantly. The enrichment coefficients of Lolium perenne L（L） and Festuca arundinacea L（F） to Cr reached 9.4.5 and 6.15 respectively. In the range of EDTA dosages given, heavy metal accumulation in turfgrass increased with increasing EDTA level. There were significant differences in remediation of different metals by applying EDTA. L had high ability to accumulate Cr, Cd, Ni and Zn, showing better remediation to heavy metals of rubbish compost. In contrast, F showed high ability to accumulate Cr, Ni, Cu and Zn. Low EDTA level increased aboveground net primary production （ANP） of turfgrass, but EDTA would considerably inhibit it when EDTA was higher than 20 mmol/kg. The results demonstrated that the optimum dosage of EDTA for remediating heavy metals in rubbish compost by turfgrass was between 10 mmol/kg and 20 mmol/kg.     

丛枝菌根对翅荚木生长及吸收累积重金属的影响

针对湖南某铅锌矿区土壤重金属污染严重问题,采用温室盆栽的方法,以该矿区污染土壤为基质,先锋植物翅荚木(Zenia insignis Chun)为宿主植物,研究摩西球囊霉(Glomus mosseae,Gm)和根内球囊霉(G.intraradices,Gi)两种丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌对翅荚木生长和吸收累积重金属的影响.结果表明,重金属污染条件下,两种AM真菌均能与翅荚木形成良好的共生关系,且AM真菌能够显著促进植物吸收磷,增加植物生物量,同时改变植物重金属吸收及分配.总体来说,AM降低了翅荚木体内Fe、Cu、Zn和Pd浓度,同时增加了Fe、Cu、Zn和Pd累积量.而两种AM真菌对植物体内重金属分配影响并不相同,而且受重金属种类影响,接种Gi降低了植物Fe、Zn和Pb的TF值,而接种Gm对植物Zn和Pb的TF值无影响,两种AM真菌对植物Cu的TF值均无影响,表明Gi具有能够强化翅荚木根系固持Fe、Zn和Pb的能力.本研究表明,AM真菌在翅荚木适应重金属污染中起着重要的积极作用,因而在重金属污染土壤的植物修复中具有极高的潜在应用价值,但在具体应用中需考虑菌种和植物组合及重金属类型等因素.     

Removal of metals by sorghum plants from contaminated land

The growth of high biomass crops facilitated by optimal of agronomic practices has been considered as an alternative to phytoremediation of soils contaminated by heavy metals. A field trial was carried out to evaluate the phytoextraction efficiency of heavy metals by three varieties of sweet sorghum (Sorghum biocolor L.), a high biomass energy plant. Ethylene diamine tetraacetate (EDTA), ammonium nitrate (NH₄NO₃) and ammonium sulphate ((NH₄)₂SO₄) were tested for their abilities to enhance the removal of heavy metals Pb, Cd, Zn, and Cu by sweet sorghum from a contaminated agricultural soil. Sorghum plants always achieved the greatest removal of Pb by leaves and the greatest removal of Cd, Zn and Cu by stems. There was no significant difference among the Keller, Rio and Mray varieties of sweet sorghums in accumulating heavy metals. EDTA treatment was more efficient than ammonium nitrate and ammonium sulphate in promoting Pb accumulation in sweet sorghum from the contaminated agricultural soil. The application of ammonium nitrate and ammonium sulphate increased the accumulation of both Zn and Cd in roots of sorghum plants. Results from this study suggest that cropping of sorghum plants facilitated by agronomic practices may be a sustainable technique for partial decontamination of heavy metal contaminated soils.     

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.     

Seedling growth and metal accumulation of selected woody species in copper and lead/zinc mine tailings

A greenhouse pot experiment was conducted to evaluate the potential of selected woody plants for revegetation in copper (Cu) and lead/zinc (Pb/Zn) mine tailing areas. Five woody species (Amorpha fruticosa Linn, Vitex trifolia Linn: var. simplicifolia Cham, Glochidion puberum (Linn.) Hutch, Broussonetia papyrifera, and Styrax tonkinensis) and one herbaceous species (Sesbania cannabina Pers) were planted in Cu and Pb/Zn tailings to assess their growth, root morphology, nutrition uptake, metal accumulation, and translocation in plants. Amorpha fruticosa maintained normal growth, while the other species demonstrated stress related growth and root development. Sesbania cannabina showed the highest biomass among the plants, although it decreased by 30% in Cu tailings and 40% in Pb/Zn tailings. Calculated tolerance index (TI) values suggested that A. fruticosa, an N-fixing shrub, was the most tolerant species to both tailings (TI values 0.92–1.01), while S. cannabina had a moderate TI of 0.65–0.81 and B. papyrifera was the most sensitive species, especially to Pb/Zn tailings (TI values 0.15–0.19). Despite the high concentrations of heavy metals in the mine tailings and plants roots, only a small transfer of these elements to the aboveground parts of the woody plants was evident from the low translocation factor (TF) values. Among the woody plants, V. trifolia var. simplicifolia had the highest TF values for Zn (1.32), Cu (0.78), and Pb/Zn (0.78). The results suggested that A. fruticosa and S. cannabina, which have the highest tolerance and biomass production, respectively, demonstrated the potential for tailings revegetation in southern China.     

两种外源有机酸对土壤Cd形态及秋华柳Cd积累的影响

秋华柳(Salix variegate Franch.)因具有良好的重金属耐受和积累能力,常被作为重金属污染土壤修复工程物种.通过盆栽模拟试验,分析了不同浓度外源草酸和酒石酸处理下土壤Cd形态的变化和秋华柳Cd含量的积累特征,以探究外源有机酸在Cd污染土壤植物修复中的应用潜力.结果表明:添加外源酒石酸可显著降低土壤非有效性Cd含量,增加土壤中以可交换态Cd为主的有效性Cd含量,促进了秋华柳对Cd的积累,同时也显著提升了植株的富集系数,其中添加5 mmol/kg酒石酸的处理效果最佳.与CK相比,添加5 mmol/kg外源酒石酸可显著增加秋华柳根、茎和叶中的Cd积累量,地上、地下部分和全株的Cd积累量分别提升了62.2%、75.9%和78.4%,地上和地下部分富集系数分别提升了173.0%和178.8%.添加外源草酸对土壤有效性Cd含量没有显著影响,秋华柳根、茎和叶的Cd含量和积累量无明显提升.研究显示,添加较低浓度的酒石酸更有利于增加土壤中可交换态Cd含量和有效性Cd含量,促进秋华柳对土壤中Cd的吸收和积累,增强秋华柳对Cd污染土壤的修复能力,可应用于Cd污染土壤的植物修复.