黄石国家矿山公园草本植物重金属富集能力研究

为探究草本植物各部位对重金属的富集能力,筛选可能具有重金属污染修复潜力的草本植物,将经过六年植被自然恢复及现代生态修复后的黄石矿山公园的土壤和草本植物作为研究对象,采用原子吸收光谱法(AAS)测定黄石矿山公园内优势植物蕨菜(Pteridium aquilinum var.latiusculum)、铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)、凤尾蕨(Pteris cretica var.nervosa)、蜈蚣草(Eremochloa ciliaris)、贯众(Cyrtomium macrophyllum)、芒草(Miscanthus sinensis)、白茅(Imperata cylindrica)、苔草(Carex spp.)、早熟禾(Poa annua)等9种草本植物的根、茎、叶及其根系土壤中的重金属含量,分析生态修复过程中草本植物对土壤重金属的富集和转移能力。结果表明,黄石市国家矿山公园的土壤受到重金属镉(Cd)、铜(Cu)的严重污染,与湖北省土壤环境背景值相比,Cd的平均污染指数达46.88,Cu次之,为10.67。草本植物对重金属元素的富集能力差别较大,蜈蚣草对重金属的富集作用较强,综合富集系数为11.14,治理土壤重金属Cd污染效果明显。蕨菜Zn含量为1568.15mg·kg~(-1),富集系数和转移系数分别为1.13、1.19;早熟禾Zn含量为1202.64mg·kg~(-1),富集系数和转移系数分别为1.08、1.08。蕨菜和早熟禾是典型的Zn富集型植物。聚类结果亦显示蕨菜富集效果最好,蜈蚣草次之,二者均可作为重金属污染土壤的修复植物。     

铜陵狮子山矿区尾矿库及周边17种乡土植物重金属含量及富集特征

矿区废弃地定居植物调查与筛选是植物修复研究的重点.通过研究安徽铜陵狮子山尾矿库及周边土壤重金属含量,以及库区乡土植物对Cu、Cd、Zn、Mn、Pb、Ni等重金属的转移特征与富集能力,筛选出适应该地区生态修复的先锋植物.研究结果表明,选择的17种优势植物根系土壤中重金属含量Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Mn的平均浓度均超过铜陵市土壤背景值.刺槐、苦卖菜、蒲公英、白茅、野茼蒿、野豌豆、刺儿草、葛根、酸模、商陆、苜蓿草、油菜、节节草、黄花菜、鼠鞠草都表现出对2种以上的重金属转移系数大于1,可作为潜在的富集植物予以考虑.刺槐、苦卖菜、野茼蒿、葛根、苜蓿草等5种植物对重金属Cd的富集系数和转运系数都大于1;白茅、刺儿草对重金属Cu、Pb、Zn和Mn的转运系数大于1,但富集系数却小于1,说明这两种植物能够将根部吸收的Cu、Pb、Zn和Mn元素转移至植物地上部,从而达到降低土壤重金属污染.     

滇南矿区重金属污染耕地的植物修复及其健康风险

在云南个旧矿区大田种植条件下,研究种植蜈蚣草、鲜食糯玉米、板蓝根蔬菜和高梁对重金属As(103.83±4.30)mg·kg~(-1)、Pb(293.17±15.99)mg·kg~(-1)、Cd(1.95±0.16)mg·kg~(-1)复合污染土壤的治理和修复效果,并分析作物对人体的健康风险。结果表明,4种植物对土壤重金属的吸收有较大的差异,蜈蚣草As富集系数为(1.74±0.16),表现出较好的As富集植物特性,Pb富集系数为(0.42±0.05),富集能力明显高于其它3种植物。高梁秸杆、玉米秸杆、板蓝根蔬菜Cd富集系数均大于1,尤其是板蓝根蔬菜,富集系数为(3.19±0.46),Cd富集能力较强;在生物量和重金属吸收量的双重作用下,高梁秸杆对土壤中As、Pb、Cd的提取效率均高于其它3种植物。蜈蚣草除Cd外,对土壤重金属As、Pb的提取效率与高梁相当;经公式计算,若通过种植以上4种植物将试验区土壤As、Pb、Cd修复到国家土壤环境质量二级标准限量以内,需要种植玉米和板蓝根蔬菜约100年以上,而种植高梁仅需25年。蜈蚣草对试验区土壤As、Pb修复效果明显,预计种植蜈蚣草30年可将试验区土壤As、Pb修复到国家土壤环境质量二级标准限值以内;参试的3种可食用作物健康风险分析表明,当地居民通过食用板蓝根蔬菜进入人体的Pb、As和Cd暴露风险指数(HQ)均大于1,人体健康风险较大,不宜在试验区种植食用;食用玉米、高粱进入人体的Pb、As和Cd暴露风险指数虽小于1,但Pb和As的HQ均在0.9以上,存在潜在的健康风险。综合分析4种植物的修复效果、健康风险以及经济效益,高梁作为一种优良的生物质能源植物,引导种植较高抗性的高梁品种以及套种低累积高梁品种与蜈蚣草,可推荐作为滇南矿区重金属复合污染耕地边生产、边修复的土地安全利用模式。     

铅锌冶炼厂土壤污染及重金属富集植物的研究

对株洲市铅锌冶炼厂生产区进行了植被和土壤调查。结果表明，该厂土壤污染以镉铅锌(Cd、Pb、Zn)最为严重，尤其是重金属镉在土壤中含量超过背景值高达208倍，分析原因主要是由于大气尘降和雨水淋洗等使得污染加重。实验采集并分析测定了9种植物中重金属富集量，首次报道了土荆芥是一种铅超富集植物，其体内Pb质量分数高达3888mg／kg。另一种植物商陆能大量富集镉，具有地下部向地上部转运能力强、生物量大、富集总量高的特点，有很大研究价值和应用潜力。另外，荨麻对Zn有较强富集能力，这3种植物可分别用于铅、镉和锌等3种重金属污染土壤的植物修复。     

天津市典型污灌区冬小麦各生育期的重金属分析

通过对天津市冬小麦生长的各个阶段的各个部位及土壤中重金属含量的分析,评价了污灌区农田土壤-植被系统的污染状况,运用转运系数和富集系数表征了重金属元素在作物中迁移和积累的能力.结果表明,冬小麦田土壤质量属2级尚清洁标准,土壤中Cd污染最严重,Hg污染次之.返青期、拔节期、抽穗期和成熟期,同一时期冬小麦不同部位的重金属含量整体呈现自下至上递减的趋势,即根>茎>叶>果实,而同一部位冬小麦的不同时期的重金属含量各有特点.从转运系数和富集系数上看,根富集重金属的能力要大于茎、叶和果实;重金属由土壤向根迁移的过程中,迁移能力顺序为:Pb>Cd>Hg>Cr>As,Pb迁移能力最强.冬小麦果实中As,Cd,Cr,Hg,Pb和Se含量均超过《食品中污染物限量》中规定的限值,说明研究区域目前已经不宜再种植冬小麦.     

Pb、Zn及其交互作用对蜈蚣草抗氧化酶及叶绿素含量的影响

采用水培实验的方法,研究了Pb、Zn及其交互作用对蜈蚣草抗氧化酶及叶绿素含量的影响.实验结果显示,Pb浓度在0—50 mg·L-1时,蜈蚣草叶绿素含量随Zn浓度增加逐渐升高、MDA含量逐渐降低,Pb、Zn交互作用可促进植株叶绿素合成.Pb浓度在100—400 mg·L-1时,Pb、Zn交互作用则降低叶绿素含量;在Pb浓度400 mg·L-1时,Pb、Zn交互作用显著增加MDA含量.实验结果还显示,在Pb浓度固定时,蜈蚣草叶片SOD、CAT的活性随Zn浓度增加呈现先上升后下降的趋势;POD随着Zn处理浓度的增加持续增加.在Zn浓度一定时,蜈蚣草叶片SOD、CAT、POD的活性随Pb浓度增加先上升后下降.由此可见,在低Pb、Zn浓度下,Pb、Zn交互作用表现为协同作用;在高Pb、Zn浓度下,Pb、Zn交互作用表现为拮抗作用.     

复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集

采集莴苣及根际土壤样品,分析Cu、Zn、Cd、Pb复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集规律.结果表明:复合污染条件下,莴苣不同部位对4种重金属元素的吸收积累表现为根>叶>茎,莴苣中重金属含量为Zn>Cu>Cd>Pb,富集系数为Cd≈Zn>Cu>Pb;不同采样区莴苣对重金属的吸收积累与富集能力存在明显差异.用于描述Zn和Cd在土壤-莴苣系统中迁移的响应模型均为非线性方程,模型类型在2种元素之间以及莴苣不同部位存在一定差异,但2种元素在不同部位中的响应均可用3次曲线方程来描述.莴苣对Cd、Zn的吸收除了受到元素自身性质的影响外,还受到共存元素的影响,这种影响与共存元素的含量有关.     

开阳磷矿10种木本植物叶片重金属富集特征

植物对重金属具有一定的吸附能力,植物修复是生态修复不可或缺的一部分,利用植物减缓和治理重金属污染具有重要意义.选取开阳磷矿马路坪矿区生命周期较长的木本植物及其土壤作为研究对象,探究木本植物受Cu、Zn、Pb、Cd、As等5种重金属污染土壤的效应,对植物重金属含量及其富集特性进行研究分析,筛选出累积重金属的植物,作为矿区...     

观赏性植物对土壤重金属的修复效果及其环境效应分析——以开封市菊花为例

为了解观赏性植物对土壤重金属污染的修复效果,以开封市5种菊花(金皇后、墨菊、孔雀草、粉旭桃、玛格丽特菊)为研究对象,分析菊花以及土壤样品中镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)等5种重金属元素的含量,分析菊花对土壤重金属的富集、转移能力.采用单因子指数法、内梅罗综合指数法评价土壤环境质量,并采用模糊综合评价法进一步分析菊花带来的环境效益.结果表明,土壤中5种重金属的含量由大到小为:Zn Pb Cu Cr Cd,土壤重金属为轻度污染,且Cd对综合指数贡献最大;富集能力方面,所选菊花对5种重金属均能够富集;转移能力方面,金皇后的能力最强,其由强到弱的排序为Cr Cd Pb Zn Cu;环境效益分析,以开封菊花为例,2016—2018年开封菊花日滞尘量、日释氧量、日固碳量随着菊花的增多而增强.     

4种鸢尾属植物对铅锌矿区土壤中重金属的富集特征和修复潜力

通过野外调查和实地修复铅锌矿污染土壤试验,研究了铅锌矿区排污渠污水及底泥中Pb、Zn、Cu、Cd含量和分布特征以及4种鸢尾属植物马蔺（Iris lactea var.chinensis）、黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）、溪荪（Iris sanguinea Donn ex Horn.）、花菖蒲（Iris ensata Thunb.）对Pb、Zn、Cu、Cd的积累能力和土壤修复效率差异。结果表明,离污染源越近,重金属污染越严重。Pb、Zn、Cu、Cd4种重金属均大部分沉积在排污水渠的底泥中,污水中Pb严重污染,超标达120倍,底泥中Pb、Zn、Cu、Cd质量分数分别超标1.5倍、1.7倍、1.6倍和1.7倍。排污渠岸土壤Pb、Zn、Cu、Cd质量分数也明显超过了国家规定的土壤环境质量Ⅱ级标准1～5倍。种植4种鸢尾属植物后,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd质量分数有所降低。其中,种植马蔺1个月后土壤Pb、Cu、Cd修复效率分别为8.13%、2.45%和22.3%。黄菖蒲和花菖蒲对Zn的修复效率相对较高。4种鸢尾属植物中马蔺对Pb、Cd的吸收能力最强,马蔺地上部（叶、茎）Pb质量分数达983mg·kg-1,且转运系数大于1,是一种潜在的Pb积累植物,黄菖蒲、溪荪和花菖蒲对Zn的吸收能力较强,且吸收的重金属主要积累在根系。     

徐州市城区公园绿地土壤重金属污染及其评价

通过对徐州市泉山、云龙、鼓楼、九里4个城区的公园绿地土壤进行系统采样测定,对其土壤重金属富集与污染状况进行分析与评价。结果表明,该城区表层土壤中5种重金属(Cd、Cu、Zn、Pb、Cr)含量均高于中国土壤元素背景值,其中Cd单因子富集指数为30.00,污染指数为14.56,富集程度较高,污染较严重;Cu、Zn、Pb、Cr单因子富集指数和污染指数均接近1,富集程度较低,无污染或轻度污染。     

工业污染地6种乔木树种重金属累积特征研究

黄埔区是广州市工业污染较严重的地区,其中龟山是由污染导致土壤严重退化的典型地段。该地段植被退化,土壤重金属质量分数较高。为了探讨在这种工业污染区生存的植物对重金属的吸收能力以及不同树种吸收能力间的差异,选择该地段的台湾相思（Acacia confusa）、刺竹（Blumeana schult）、尾叶桉（Eucalypt urophylla）、高山榕（Ficus altissima）、小叶榕（Ficus microcarpa）和潺槁树（Litsea glutinosa）等6种乔木树种,采集其根、枝、叶等部位,测定Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数。结果表明：4种重金属在乔木中累积量大小依次是：Zn〉Pb〉Cu〉Cd,Zn累积量最大,为664.98mg·kg-1,Cd最小,仅为4.42mg·kg-1;各种重金属在乔木不同部位的累积量大小是：细根〉粗根〉叶子〉枝条,细根中各重金属累积量最大,为368.15mg·kg-1;6种乔木树种抗重金属能力比较,小叶榕重金属累积量均为455.60mg·kg-1,抗性最好;尾叶桉和潺槁树重金属累积量较多,均为179.86和221.63mg·kg-1,抗性较好;高山榕重金属累积量均为114.41mg·kg-1,抗性中等;台湾相思和刺竹分别为78.04和96.41mg·kg-1,抗性较差。     

Phytoremediation potential of indigenous plants from Thai Nguyen province, Vietnam

This study was focused on determining Arsenic (As), Lead (Pb), Cadmium (Cd) and Zinc (Zn) in 33 indigenous plants and 12 soil in-situ plant samples in Thai Nguyen Province, Vietnam. The results showed that the soils of surveyed mining areas contained 181.2- 6754.3 mg kg(-1) As, 235.5-4337.2 mg kg(-1) Pb, 0.8- 419 mg kg(-1) Cd and 361.8-17565.1 mg kg(-1) Zn depending on the characteristics of each mining site. These values are much higher than those typical for normal soil. The heavy metal uptake into shoots and roots of 33 indigenous plant species was also determined. Two species of the plants investigated, Pteris vittata L. and Pityrogramma calomelanos L. were As hyperaccumulators, containing more than 0.1% heavy metals in their shoots. Eleusine indica L., Cynodon dactylon L., Cyperus rotundus L. and Equisetum ramosissimum (Vauch) accumulate very high Pb (0.15-0.65%) and Zn (0.22-1.56%) concentration in their roots. Additional experiments to clarify the potential of six these plants as good candidates for phytoremediation of heavy metal pollution soil are being carried out in our laboratory.     

刁江沿岸土壤重金属污染特征研究

受上游矿山开发的影响，刁江沿岸存在明显的As、Pb、Zn、Cd复合污染带，其污染区与洪水淹没区呈现高度的一致性；水田的犁底层对重金属具有明显的隔断作用，而旱地的淀积层中的重金属质量分数依然很高；上游地带土壤污染呈显性状态，土壤中尾砂沉积现象十分明显，而下游地带的土壤污染呈隐性状态，土壤中尾砂沉积现象不明显；蜈蚣蕨可以作为刁江沿岸土壤污染区的指示植物；土壤中Zn与Cd质量分数存在显著相关关系，表层土壤As与Pb质量分数呈现较好的相关性，而土壤垂直剖面中As与Pb质量分数除个别剖面外，相关关系不显著。     

典型野生食用菌重金属含量及其人体健康风险评价

土壤重金属污染是影响生态环境、食品安全和人体健康的重要因素.云南省土壤重金属背景值较高,且矿产资源丰富、采矿活动频繁,导致土壤重金属含量较高.野生食用菌是高效重金属储积器,云南是中国野生食用菌最大产区.因此,本文以云南省8种典型野生食用菌为研究对象,探究其重金属含量(汞、镉、铅、锌、铜、砷)与分配特征,采用单因子污染指数对其进行重金属污染评价,利用概率方法(THQ指数)评估其对不同年龄人群(成人、儿童)的人体健康风险.研究结果表明,不同种类野生食用菌重金属含量存在显著差异(P<0.05).Hg、Cd、Pb、Zn、Cu浓度范围分别为0.5—7.2、0.3—15、0—26.8、47.7—214、56.7—428 mg·kg^-1 dw;As未检出.此外,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu均主要分布于菌盖.除虫草花、白森、干巴菌中Hg未检出,其余重金属污染评价中单因子污染指数均>1,且同一元素在同种野生食用菌不同部位污染程度不同,其中,老人头菌盖受Cd污染最为严重.基于国家食品安全标准,本研究中98%野生食用菌Hg、Cd、Pb含量超标.然而,THQ指数表明,部分野生食用菌中Zn无风险(THQ<1),老人头菌盖、鸡枞菌盖中Cd、Hg、Pb、Cu具有人体健康风险(THQ>1),且风险值儿童>成人.     

基于地理探测器的土壤重金属影响因子分析及其污染风险评价

地理探测器能快速定量化揭示驱动重金属含量影响因素的强度,这对于重金属空间预测模型构建变量的确定和土壤污染修复措施的精准实施具有重要意义。利用地理探测器模型,对5种土壤重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的空间分布和11种环境因子的交互作用进行定量评估,通过单因子指数法进行重庆市土壤重金属污染风险评价。结果表明:研究区内土壤Cu、Zn、Cr和Pb的平均含量是重庆市土壤背景值的1.3—1.4倍,Ni含量低于背景值;其中Cu、Pb达到重度污染水平,其余3种重金属为中度或轻度污染水平。5种重金属元素中Cu和Pb为高度变异(变异系数为0.57、0.4),Zn、Cr和Ni为中等变异(变异系数为0.22—0.29),且各重金属元素之间呈显著正相关性,表明研究区重金属富集受人为干扰影响较大,且污染具有复合性或同源性。地理探测器的因子探测发现高程、坡度和土壤类型对5种土壤重金属含量的解释力最显著,说明地势和土壤类型是土壤重金属含量分布差异的最主要影响因素。交互作用探测发现,高程与其他因子交互作用是重金属空间分异的主导因素,气候条件和土壤类型也是重要影响因子。土壤重金属空间分布是多种因素共同作用的结果,而高程、坡度和土壤类型具有较强的解释力,这些因子可作为土壤重金属含量空间预测模型的辅助变量,也可促进重金属污染治理措施的靶向实施。     

Risk assessment for safety of soils and vegetables around a lead/zinc mine

Concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Cu) were determined in soils and vegetables (chrysanthemum, spinach and four cultivars of Chinese cabbage from the area adjacent to a Pb/Zn mine in Shaoxing, Zhejiang province, China, and compared with the Chinese National Standards for Soil Environmental Quality. The accumulation of heavy metals in cabbage cv. Siyuegreen was investigated at different distances from the center of the mine. The vegetable plantation soils were polluted with Pb, Cd, Cu and Zn, especially by Pb and Cd. The levels of Pb and Cd were 20 and 30 times higher than the permitted standards, indicating that this Pb/Zn mining area is unsuitable for agricultural use. Chinese cabbage, chrysanthemum and spinach had different enrichment coefficients. The enrichment coefficient of Cd from soil to roots of chrysanthemum was >80% and from roots to leaves of cabbage cv. Shanghaigreen was >120%. These vegetables were polluted by heavy metals and could not be regarded as safe for human consumption. Environmental accumulation of heavy metals in the vegetable plantation soils was proportional to heavy metal accumulation in vegetables and both were inversely proportional to the distance from the lead/zinc mine.     

Some observations on heavy metal concentrations in soils of the Mendip region of north Somerset

Topsoiis in the Mendip Hills of north Somerset are strongly enriched in Pb, Zn and Cd. While much of this enrichment is the result of pollution stemming from previous base metal mining, analyses of soil profile samples reveals that, in several cases, there is considerable enrichment of heavy metals with depth. This, together with relatively high levels of base metals in samples of the limestone and sandstone bedrocks, suggests that some of the enrichment in soil of heavy metals is due to natural processes.     

铅锌矿区周边耕地土壤团聚体重金属污染状况及风险评估

为了解铅锌矿区耕地土壤团聚体污染状况,以贵州省都匀范家河铅锌矿区周围耕地土壤为研究对象,研究土壤团聚体中镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)3种重金属垂直分布特征和赋存形态。采用三步连续提取法(BCR)对污染土壤团聚体中3种重金属进行赋存形态分析,利用分布因子法(DFx)和地质累积指数法(Igeo)评估其环境风险。结果表明:土壤样品中重金属Cd、Pb和Zn的平均质量分数分别为23.25、518.40、3471.83 mg·kg^-1,已分别达到贵州土壤背景值的35.23、36.35、14.73倍,且3种重金属在土壤团聚体中的含量与其主要赋存形态特征均存在明显差异。研究区域剖面土壤中各粒径Cd主要以残渣态和可还原提取态的形式存在,各粒径Pb主要以残渣态和可氧化提取态的形式存在,80%及以上各粒径Zn为残渣态,综合得出研究区域土壤中重金属潜在影响程度为Cd>Pb>Zn。分布因子法结果表明:在0-100 cm剖面深度,Cd主要富集在0.25-1 mm的颗粒中,Pb主要富集在1-2 mm的颗粒中,Zn主要富集在0.053-2 mm的颗粒中;地质积累指数法结果显示,各粒径颗粒中Cd、Zn的污染水平主要为重污染,Pb主要为偏重污染。研究矿区周围耕地土壤已受到严重的重金属污染,应采取有效措施进行修复治理。该文为范家河铅锌矿区环境风险评价提供基础,旨在为矿区环境管理提供数据支撑。     

基于不同土地利用方式的深圳市农用地土壤重金属污染评价（Evaluation of the Heavy Metal Pollution in Different Agricultural Soils of Shenzhen City）

为探讨深圳市农林土壤重金属的污染现状,分菜地、果园、林地和荒地等4种不同的土地利用类型,共采集了52个表层土壤样品,采用原子吸收法测定了其重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni全量,单项污染指数法和内梅罗综合指数法评价了6种重金属在土壤中的污染现状.评价结果显示,部分土壤样点存在较为严重的重金属污染,Cd的污染最为严重,Cu的污染最轻;不同用地类型下的污染等级不同,荒地处于尚清洁(警戒限)水平,菜地和林地处于轻度污染水平,果园处于中度污染水平,全市农用地土壤处于轻度污染水平.