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.     

平顶山矿区矸石山周边土壤重金属污染及优势植物富集特征

为筛选出适应该地区修复土壤重金属污染的首先目标植物,通过测定河南省平顶山市某煤矿废弃地8种优势植物根际与非根际土壤及植物本身Cd、Cr、Cu、Mn和Pb含量,分析了矿区土壤重金属污染状况及优势植物对重金属元素的富集和转移能力。结果表明,(1)研究区土壤Cd、Cr、Pb、Cu污染最为严重,单因子污染指数分别达到了66.04、5.24、2.89、1.80;内梅罗综合污染指数为47.94,达到重度污染级别。(2)猪毛蒿(Artemisiascoparia)地上部分、紫马唐(Digitaria violascens)地上部分和根部Cd含量分别超标1.52、1.25和1.35倍,全叶马兰(Kalimeris integrifolia)根部、狗尾草(Setaria viridis)地上部分和根部Cr含量分别超标1.30、3.06和1.79倍,并且狗尾草地上部分Pb含量超标1.71倍。(3)苍耳(Siberia Cocklebur)对Cd和Cu的生物富集系数和生物转移系数均大于1,对Cu的生物转移系数高达4.939。狗尾草对Cd、Cr、Pb的生物转移系数均大于1,且对Cr的生物富集系数大于1,对Pb的生物转移系数高达3.883。蒙古蒿(Artemisia mongolica)对Cr和Pb的生物转移系数均大于3,且对Cd的生物富集系数大于1。猪毛蒿对Cd的生物富集系数和生物转移系数均大于1。研究表明,平顶山矿区矸石山周边土壤是受重金属Cd-Cr-Pb-Cu复合污染的土壤。苍耳、猪毛蒿、蒙古蒿和狗尾草具有较强的富集重金属的能力,可作为治理该地区环境污染的目标植物。     

相思谷尾矿8种定居植物对重金属吸收及富集特性

通过野外调查和室内实验,探讨铜陵市相思谷铜尾矿自然定居的芒(Miscanthus sinensis)、羊蹄(Rumex japonicus)、何首乌(Polygonum multiflorum)、苦荬菜(Ixeris denticulata)、荩草(Arthraxon hispidus)、1年蓬(Erigeron annuus)、小飞蓬(Conyza canadensis)、高粱泡(Rubus lambertianus)8种植物对重金属Cu、Pb、Zn和Cd吸收与富集特性,为铜尾矿废弃地植被恢复和重金属污染土壤的植物修复提供理论依据。结果表明:铜陵相思谷铜尾矿中全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、有机质等营养成分均极显著低于对照的土壤(P0.01);铜尾矿中的重金属铜质量分数高达2 224.167 mg·kg-1,锌、镉等重金属极显著高于对照土壤的含量(P0.01),铅含量显著高于对照土壤的含量(P0.05)。相思谷铜尾矿营养成份低,重金属Cu含量过高是抑制植物定居的主要因子。通过对8种植物体内不同部位的重金属含量分析发现,8种植物对重金属的吸收主要集中在根部。地上部分重金属含量最高的植物为芒,其Cu、Pb、Zn和Cd质量分数分别为314.487、85.710、199.681、2.650 mg·kg-1。通过对转移系数和富集系数分析发现,芒对Cu、Pb和Cd的转移能力最强,分别为0.701、1.797和1.432,羊蹄对Zn的转移能力最强,为1.743。芒的地上部分对重金属Cu、Pb、Zn、Cd的富集系数均最高,分别为0.141、0.408、0.239、0.240;芒的地下部分对重金属Cu、Cd的富集系数最高,分别为0.202、0.168。因此,芒不仅可作为铜尾矿植被恢复的植物,同时也用于重金属污染土壤的修复植物。     

宝山堇菜多金属吸收特征和耐性策略

宝山堇菜Viola baoshanensis Shu,Liu et Lan是一种Cd超富集植物,但它对不同重金属的吸收和转运能力有待进一步研究。从湖南桂阳宝山多金属矿区中筛选4个宝山堇菜优势分布的小生境,分析这些生境中宝山堇菜及其根区土壤的重金属质量分数。化学分析结果显示,宝山堇菜优势分布土壤中Cd、Pb、Zn、Cu、Mn和Fe的平均质量分数（mg/kg）分别为471、15 044、8 273、1 776、4 702和69 054。宝山堇菜地上部Cd、Pb、Zn、Cu、Mn和Fe的平均质量分数（mg/kg）分别为387、1 077、1 037、99、379和1 812,其中Cd、Pb超过超富集植物标准,Zn、Cu的平均质量分数大约是Zn、Cu超富集植物标准的10%,Mn的平均质量分数低于Mn超富集植物标准的5%,Fe的平均质量分数高于1 000 mg/kg。上述结果表明,宝山堇菜可以超富集Cd和Pb,富集Zn、Cu和Fe以及低积累Mn。此外,宝山堇菜对不同重金属差别化吸收模式可能也代表了超富集植物适应重金属复合污染土壤的一种策略。     

宝山堇菜多金属吸收特征和耐性策略

宝山堇菜Viola baoshanensis Shu,Liu et Lan是一种Cd超富集植物,但它对不同重金属的吸收和转运能力有待进一步研究。从湖南桂阳宝山多金属矿区中筛选4个宝山堇菜优势分布的小生境,分析这些生境中宝山堇菜及其根区土壤的重金属质量分数。化学分析结果显示,宝山堇菜优势分布土壤中Cd、Pb、Zn、Cu、Mn和Fe的平均质量分数(mg/kg)分别为471、15 044、8 273、1 776、4 702和69 054。宝山堇菜地上部Cd、Pb、Zn、Cu、Mn和Fe的平均质量分数(mg/kg)分别为387、1 077、1 037、99、379和1 812,其中Cd、Pb超过超富集植物标准,Zn、Cu的平均质量分数大约是Zn、Cu超富集植物标准的10%,Mn的平均质量分数低于Mn超富集植物标准的5%,Fe的平均质量分数高于1 000 mg/kg。上述结果表明,宝山堇菜可以超富集Cd和Pb,富集Zn、Cu和Fe以及低积累Mn。此外,宝山堇菜对不同重金属差别化吸收模式可能也代表了超富集植物适应重金属复合污染土壤的一种策略。     

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.     

西南山地小径竹的重金属富集能力

西南山地小径竹的种类多、分布广、生长快、生物量高,且对土壤重金属具有一定的耐受性,在土壤重金属修复方面具有潜在优势。目前对于西南山地竹区的小径竹在土壤重金属修复方面的研究和应用鲜有报道。以西南山地的林下优势层片缺苞箭竹(Fargesiadenudate)和拐棍竹(F.robusta)为研究对象,通过测定分析其茎、叶、笋及根际土壤的重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr含量,比较不同小径竹地上各部位的富集系数,并与常见的超积累植物相比,探讨小径竹的重金属富集潜力。结果表明:(1)缺苞箭竹和拐棍竹叶的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr含量和富集系数均显著大于茎和笋(P=0.001);(2)缺苞箭竹地上各部位对Cu的富集系数大于Zn、Pb、Cd、Cr,而拐棍竹对Cu的富集系数较小;(3)缺苞箭竹地上部的Cu富集系数(2.16)、Zn富集系数(1.27)显著大于拐棍竹(0.17、0.93,P=0.001),而Pb富集系数(0.09)、Cd富集系数(0.34)、Cr富集系数(0.82)显著小于拐棍竹(0.87、0.49、1.03,P=0.002、0.049、0.001);(4)与生长在未被污染土壤中的超积累植物相比,缺苞箭竹具有更大的Cu、Cr富集潜力,拐棍竹对Pb、Cr具有更大的富集潜力。西南山地小径竹在土壤污染修复方面具有较高的生态、经济和景观效益,有发展成为生态-经济型土壤重金属修复植物的潜力。     

电镀污染区植物对复合重金属的富集、转移和对污染土壤的修复潜力

采用野外采样室内分析方法,对重庆市3个电镀厂污染区自然定居的23种优势植物和相应土壤中Cu、Zn、Cr和Ni 4种重金属含量进行测定,揭示了优势植物对复合污染重金属的富集和转移特征。结果表明,电镀污染区土壤中Cu、Zn、Cr和Ni平均含量分别为560.0、722.6、1 364.3和735.7 mg·kg-1,分别为GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中三级标准限值的1.40、1.45、3.90和3.68倍。植物对重金属的吸收、富集和转移特性因植物种类、植株部位、污染地及重金属种类的不同而不同,污染地植物吸收的重金属富集滞留在根部较多,扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)和野薄荷(Mentha haplocalyx)表现出超富集Cr的潜力,其地上部分Cr平均含量分别为1 559.2和1 914.6 mg.kg-1,生物转运系数分别为1.29和1.58,生物富集系数分别为1.58和1.79,其他植物地上部分Cr含量超过正常植物百倍以上的有14种,平均富集量为376.4 mg·kg-1,变化范围为121.2～694.3 mg·kg-1,地上部分Ni含量超过正常植物百倍以上的有8种,平均富集量为344.1 mg·kg-1,变化范围为220.3～532.1 mg·kg-1。它们是修复电镀重金属Cr和Ni复合污染土壤的理想植物。     

两种野生食用菌对土壤重金属的富集特征研究

野生食用菌具有富集重金属的能力,据调查研究云南省的部分野生食用菌有重金属超标的情况,探讨野生食用菌对重金属的富集具有迫切意义。本文以鸡枞菌(Termitomyces albuminosus)和珊瑚菌(Ramaria botrytoides)为研究对象,采用ICP-MS测定鸡枞菌和珊瑚菌中Cu、Zn、Cd和Pb的含量,以及野生菌根际土壤和非根际土中重金属的总量和有效态含量。在此基础上,计算了两种野生食用菌根际与非根际土壤中重金属总量的比值,根际与非根际土壤中重金属有效态比值,以及鸡枞菌和珊瑚菌对土壤中重金属富集系数,还探讨了鸡枞菌、珊瑚菌重金属含量与根际土壤重金属总量的相关性。研究结果表明,(1)两种野生食用菌根际与非根际土壤中重金属总量的比值大于1。在鸡枞菌根际/非根际土壤中重金属含量比值高低顺序为:CdPbZnCu,珊瑚菌根际/非根际土壤中重金属含量比值高低顺序为:ZnCdPbCu。(2)根际与非根际土壤中重金属有效态比值总体上大于1。由以上两点可见,鸡枞菌、珊瑚菌根系微环境有利于重金属元素(Cu、Zn、Cd、Pb)的富集。(3)鸡枞菌对Cd、Cu、Zn的BCF(Bioaccumulation factor,BCF)大于1,而珊瑚菌对Cd、Cu、Zn的BCF小于1。鸡枞菌和珊瑚菌对Cd、Cu和Zn的富集能力存在差异。鸡枞菌对重金属富集与根际土壤重金属含量无显著相关性,珊瑚菌对Cu的富集与根际土壤中的Cu呈显著正相关。对野生食用菌进行富集差异研究有利于合理利用云南野生食用菌资源,以及野生食用菌根际效应研究将为野生食用菌生长土壤的重金属环境风险评价提供依据。     

稀土尾矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征

矿山废弃地不仅占用大量土地,而且还是严重的污染源,因此,矿山废弃地的生态恢复己成为一项紧迫而重要的研究课题。对广东省河源市和平县下车镇内的稀土矿区土壤的重金属污染情况进行调查,并对该区优势植物对重金属的富集特征进行分析,以期对稀土尾矿区的生态系统的恢复和重建提供理论依据。主要研究的3种植物分别是：马唐草（Digitaria sanguinalis）,香根草（Vetiveria zizanioides）,望江南（Cassia occidentalis）。采用原子吸收分光光度法测定稀土矿区废弃地土壤和植被中Mn、Pb、Zn的含量,并计算优势植物对重金属的生物富集系数BAC（Biological Accumulating Coefficient）和生物转移系数BTC（Biological Transfer Coefficient）。结果表明：研究区域的土壤中重金属含量Mn、Pb、Zn的平均含量均超出广东省土壤背景值和中国土壤背景值,土壤受Mn污染最严重,其次是Pb、Zn的污染。3种草本植物对于Pb的BAC和BTC均小于1,说明这3种植物对Pb的富集和运输能力都很弱。香根草对于Mn和Zn的BAC分别为0.9和0.4,小于1,BTC分别为3.7和1.1,大于1,说明香根草对Mn和Zn的富集能力不强,但吸收后的运输能力很强。马唐草和望江南2种植物对于Mn和Zn的BAC和BTC均大于1,说明它们对重金属Mn和Zn具有较强的吸收和转移能力,是Mn和Zn的超富集植物。马唐草覆盖率高,抗病虫能力强,可作为该矿区生态恢复的先锋植物,望江南可以间作种植。