4种草本植物对油页岩矿渣土中铅镉的吸收特性比较试验研究

在广东茂名地区油页岩矿渣土的小区试验表明 :香根草、杂交狼尾草、百喜草、钝叶草中铅、镉的浓度与分布均不相同 ,一般为根系浓度大于茎叶。施肥能使植物体内重金属元素浓度下降 ,但由于生物量增加 ,单位面积吸收量反而可能增大。因此 ,在选择净化土壤重金属的植物时 ,不仅要考虑吸收能力强弱 ,而且更要考虑生物量大小。     

4种草对铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性

盆栽试验的结果表明,高羊毛、早熟禾、黑麦草、紫花苜蓿在纯尾矿污染土壤或经处理的尾矿污染土壤上都能生长,但在处理的土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草坪草更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物。单位面积上 4 种植物体内重金属质量分数高低均为 w(Zn)>w(Pb)>w(Cu)>w(Cd),但每种植物对 Cd、Pb、Zn 和 Cu 的吸收质量分数和分布均不相同,一般为根系质量分数大于茎叶。加入改良剂(CaCO3)和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的 4 种草坪草生物量显著增加,植物体中的 Cd、Pb、Zn 质量分数下降,但 Cu 质量分数反而上升,结果单位面积上草坪草吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草坪草相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性。     

铜胁迫对3种草本植物生长和重金属积累的影响

采用盆栽试验,研究了不同浓度Cu胁迫对3种草本植物弯叶画眉草、象草和苏丹草生物量、根系耐性指数、Cu积累量、富集系数、转运系数的影响。结果表明,弯叶画眉草和象草生长随着Cu胁迫浓度的升高呈现"上升-下降"趋势,胁迫浓度低于100 mg·kg~(-1)时促进生长;苏丹草生长随着Cu胁迫浓度的增加而下降;弯叶画眉草、象草和苏丹草的Cu耐性指数分别是130.63、149.15和75.81。3种植物对重金属Cu均以根系积累为主,积累量随着Cu处理浓度的增加显著升高;对Cu的吸收和富集能力为象草苏丹草弯叶画眉草,Cu从根系转运到地上部的能力为弯叶画眉草象草苏丹草,转运系数均小于1。可见,象草耐性较强,可用于Cu污染土壤植物修复;弯叶画眉草转运能力较强,可用于Cu污染土壤生物净化。     

几种植物处理含重金属废水的适应性研究

试验采用蕹菜、油菜、美人蕉、水葫芦、水花生、水浮莲6种适应人工湿地的植物，在水培情况下研究了它们对Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn6种重金属的适应性，以综合考虑了植物的适水性与对重金属耐性的生物量为指标，得出了植物对6种重金属模拟废水综合耐性由强到弱的排序为美人蕉→水葫芦→油菜→水浮莲→蕹菜→水花生。不同植物对于其中一种重金属的单一耐性也有差异，美人蕉对Cr、Hg、Zn耐性较强，水浮莲对Pb、Cu、Cd耐性较强。植物对重金属的综合耐性和单一耐性的试验结果可为湿地处理含重金属废水提供参考。     

吊兰和蝴蝶梅对污泥中重金属的去除效果

采用盆栽土培方法,将剩余污泥与供试土壤按质量比为0∶3,1∶2,2∶1和3∶0配比,吊兰和蝴蝶梅栽培幼苗,定期测定植物的株高、根长、干重、鲜重等生物量和叶绿素与根活力变化,以及植物体内Cu、Zn、Cd、Pb和Cr等的重金属含量变化;测定种植前后植物根系旁污泥中的重金属含量和重金属的EDTA提取含量等结果表明,吊兰对多种重金属具有很好的耐性,受重金属影响不大.吊兰对Cr和Zn的富集效果较好,对Cr的富集系数在某个特定的生长期是大于1,且它对Zn的富集效果较稳定,不易受重金属浓度的影响.由于吊兰具有生物量大、根系发达、生物量增长迅速等优点,其有利于被重金属污染的土壤改良.而蝴蝶梅因为根系不发达和生物量较小等原因,对重金属的耐性不强,生长中易受重金属影响,因此不宜用于修复污染土壤的植物.图9,表5,参7.     

底泥氧化还原环境对苦草(Vallisneria natans)生理生态及重金属元素摄取的影响

有机物降解消耗溶解氧导致的底泥厌氧环境会显著影响水生植物的生长和水生植物对某些重金属的吸收。在模拟底泥厌氧条件下,以苦草(Vallisneria natans)为研究对象,研究了受重金属污染底泥在厌氧条件下对苦草的胁迫作用,以及对苦草吸收重金属的影响。结果表明:重金属污染底泥在厌氧条件下会降低苦草叶绿素含量、可溶性蛋白含量和过氧化物酶活性,提高可溶性糖含量,但一定程度的厌氧环境则会促进植物生物量的积累,同时增加苦草对Cr、Ni、Pb和Cu的吸收。厌氧条件下苦草地上部分Cr、Ni、Pb和Cu含量分别是非厌氧条件下的2.2、5.4、3.0和1.5倍;与之相反,底泥厌氧环境不利于植物吸收Zn,厌氧环境下苦草地上部和根系Zn含量只有非厌氧环境下的64%和81%。底泥的厌氧环境会影响沉水植物对底泥重金属的吸收量,这种影响因重金属元素种类不同而有所差异。     

环草隆与重金属复合污染对黄瓜及小麦的毒性效应评估

为探究草坪除草剂与重金属复合污染对高等植物的生态毒性效应,以小麦与黄瓜为敏感受试植物,采用滤纸发芽试验法,研究了典型草坪除草剂环草隆与4种重金属(Cu/Zn/Pb/Cd)单一及复合污染条件下,对2种植物种子萌发与幼苗生长的毒性效应并进行评估。在此基础上采用评估因子法外推环草隆在土壤中的预测无效应浓度(PNECsoil)。结果表明,2种植物的根长及小麦的芽长对环草隆与重金属非常敏感(P<0.01),且存在明显的剂量-效应关系。黄瓜根长对环草隆最敏感,根长半抑制浓度(RI50)为0.281 mg·L-1。小麦根长对Cu、Pb、Cd比黄瓜根长更敏感。环草隆与重金属复合污染时,黄瓜根长表现得最为敏感,可作为敏感生物标记物。环草隆与重金属复合污染对小麦及黄瓜根长抑制具有协同作用,并且随着重金属浓度的增大,黄瓜和小麦根生长对环草隆的敏感性增加。环草隆与重金属复合污染对小麦芽长的联合效应主要与重金属种类及其暴露浓度有关。以黄瓜的根伸长抑制率为急性毒性终点,利用外推法计算得环草隆在土壤中的PNECsoil为1.90μg·kg~(-1),远远低于环草隆田间推荐使用量1.5~9 mg·kg~(-1)。与重金属复合污染时,环草隆的PNECsoil明显降低,导致其生态风险提高。上述研究结果能够为草坪除草剂环草隆与重金属复合污染的生态风险评价提供数据支持。     

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.     

不同湿地植物的根系酸化作用与重金属吸收

为研究不同湿地植物根系分泌物对水体的酸化能力与重金属吸收积累能力间的关系,选用六种对废水中重金属吸收能力较强的湿地植物进行了盆栽实验.这六种湿地植物分别是:稗(Echinochloa crus-galli)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、茭笋(Zizania latifolia)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、柳叶箬(Isachne globosa)、辣蓼(Polygonum hydropiper).研究结果表明,不同种类的植物对水体的酸化能力存在明显差异,水体pH差异最大可达0.85个单位;不同湿地植物间对重金属的吸收积累能力有显著差异,而且在重金属积累量方面的差异明显高于重金属浓度方面的差异.相关分析表明,不同湿地植物水体pH与植株重金属积累量之间存在较好的负相关关系,相关系数达到或接近P0.05显著水平.研究结果说明,湿地植物对废水中重金属的吸收积累能力在相当大的程度上取决于其根系分泌物对水体的酸化能力.     

土壤重金属污染的植物修复中转基因技术的应用

重金属污染的植物修复技术以其费用低廉、不污染环境等优点一度成为环境科学界研究的热点。为了克服植物修复技术中超积累植物生长缓慢和地上部生物量小等带来的限制，近年来研究者通过大量试验研究发展，外源基因在植物体内的高效表达可以提高植物吸收、运输、降解污染物的能力和修复的效率。本文首先对目前国内外重金属污染土壤植物修复的研究动态进行综述，重点论述了PCs、MTs、MerA、MerB、ArsC、γ-ECS等转基因在土壤重金属污染植物修复中的应用，最后指出在充分考虑到转基因植物给生态环境带来潜在威胁的前提下，转基因技术的研究与开发不仅可以促进多学科的交叉研究和丰富环境科学的研究领域，更重要的是在很大程度上有效地克服了目前土壤重金属污染植物修复中存在并急需解决的棘手问题，为土壤重金属污染的植物修复提供了更加广阔的应用和发展前景。     

镉污染土壤对潜在能源植物生长的影响

利用重金属污染土壤种植能源植物是一种同时解决环境问题和能源问题的新理念,但目前相关研究成果并不多。通过盆栽试验研究人工镉污染土壤中象草Pennisetumpurpureum和亚香茅Cymbopogonnardus两种植物植株的生长状况和两种植物对土壤镉的吸收和富集能力。结果表明,当外源可溶性镉加入到土壤后,其主要是以生物有效性较高的状态存在。土壤镉对象草和亚香茅生长的影响作用有很大的不同,亚香茅比象草具有更强的镉耐受力,其生物量受镉污染影响小。两种植物植株镉含量均随土壤镉添加量的增加而增加。除高镉处理象草外,植物地下部分含镉量比地上部分高很多。高镉处理象草地下部分含镉量比地上部分低的现象可能反映出根系已积累了太多的镉,因而加速了向地上部的转移,从而加剧了植物中毒的程度。赤泥添加剂具有降低土壤酸度,减少植物对镉的吸收和增加象草和亚香茅生物量的作用。     

关于超富集植物的新理解

长期以来重金属超富集植物定义存在着严重的不足，新的评价系数的提出势在必行。文章在生物富集系数和转运系数的基础上创造性地提出了新的评价系数即生物富集量系数，其内涵为给定生长期内单位面积地上部分植物吸收的重金属总量与土壤含量之比。此系数的提出扩大了传统超富集植物的定义，使得富集质量分数未达某一水平，但生物量很大的植物也能作为超富集植物。这为今后超富集植物的筛选提供了一定的参考，为土壤重金属污染的植物修复工程提供了理论基础。     

植物修复土壤重金属污染中外源物质的影响机制和应用研究进展

重金属进入土壤后难以被降解,并通过食物链在生物体内富集,长此以往会导致中毒、癌症、畸形、突变,严重影响了人类生产活动及地球生态系统的稳定。植物修复技术是一种经济有效的重金属污染修复技术,其依靠超富集植物强大的自身抗性机制,从土壤中提取或稳定重金属,达到污染治理的目的。然而修复土壤重金属污染的超富集植物通常生长缓慢、生物量低,其抗性机制也会受到植物本身对重金属胁迫的阈值限制,当胁迫超过这个阈值,植物修复的效率就会大大降低甚至失去修复功能。文章在解析植物重金属相互作用机制的基础上,综述了添加外源物质对重金属毒害植物的缓解效应以及其在强化植物修复土壤重金属污染中的应用研究进展;介绍了应用外源物质调控植物吸收转运重金属的3种途径,分别为提高土壤重金属生物利用度、促进植物生长以及增强植物耐性。提出了应用外源物质作为强化植物修复措施的潜力及今后的研究方向,其未来的研究应着重于以下方面:明确外源物质的应用浓度、时期、方式与植物吸收转运重金属之间的关系;从植物内源激素及信号分子间的互作、抗逆基因表达、内生及根际微生物等不同层面上揭示外源物质对植物积累重金属的调控机理;开展外源物质与其他植物修复强化技术的联合应用研究。这些研究可为土壤重金属污染的植物修复技术及其强化措施研究提供科学依据,同时也对植物修复工程技术的发展实践具有一定的指导意义。     

盐碱胁迫对三江藨草幼苗功能性状的影响

盐碱作为盐碱湿地生态系统的重要环境因子之一,影响着湿地植物的定植、生长和繁殖.以莫莫格盐碱湿地常见植物三江藨草(Scirpus nipponicus)为研究对象,设置了盐度(25,100,200 mmol/L)和pH值(7.79±0.06,9.42±0.02,10.40±0.01)各3个梯度处理,及1个空白处理作为对照,探讨不同盐碱胁迫及其交互作用对湿地植物三江藨草幼苗功能性状和生物量分配格局的影响.结果显示,盐碱胁迫对三江藨草幼苗生长、生物量积累及其分配均产生显著影响(P 0.05).与空白处理相比,随着盐碱胁迫的升高,三江藨草幼苗株高、分株数、球茎数等功能性状,以及根、根茎、球茎、地下、地上生物量和总生物量等均呈现先增加后降低的趋势;三江藨草幼苗在盐度和pH分别为25 mmol/L和7.79(±0.06)时生长最好,在盐度和pH分别为200 mmol/L和10.40(±0.01)时,植株全部死亡;盐碱胁迫对三江藨草幼苗生物量分配具有显著影响(P 0.05),随着盐碱胁迫增强,根和地上生物量分配增加,而球茎生物量分配减少,根茎生物量在25 mmol/L盐度处理下分配减少,在其他盐度处理下分配则增加.本研究表明碱胁迫对植物的伤害强于盐胁迫,湿地土壤的碱化对三江藨草的生长更为不利.(图4表3参43)     

赤霉素介导下植物对重金属的耐性机理

重金属对大多数植物具有毒性,可严重影响植物的正常生理代谢,但植物也进化出缓解重金属胁迫的相关机制,如增强抗氧化系统响应、加快光合效率、调整代谢速率、将重金属区隔化等。赤霉素(GA)是一类经典的植物激素,可调控植物生长发育,增强植物对重金属的耐性,并促进其对重金属的吸收。该研究根据近年来国内外相关文献报道,从重金属胁迫下赤霉素与植物生物量、抗氧化、光合系统修复、重金属区隔化和信号传递的关系等方面,综述了赤霉素介导下植物对重金属的耐性机理,并从重金属胁迫下赤霉素的合成及分解机制、赤霉素提高植物耐受重金属的深入机制、赤霉素在重金属胁迫下植物激素调控网络中的功能以及赤霉素对植物修复效率的影响等方面,对该领域的发展趋势作了展望。     

香根草等三种植物的抗盐性比较

盐度对香根草、百喜草和水花生３种草本植物生长发育的影响相当明显．植物体，尤其是茎叶内的Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－直接影响到植物的株高、分蘖数、叶面积、根长等生长指标，进而影响到生物量；但在盐胁迫下，生物量的下降幅度不及上述４个指标的降幅大，根系生物量的降幅又不及茎叶的降幅。叶片光合色素亦受Ｎａ＾＋或Ｃｌ＾－的影响。在盐度不高时，色素含量增加，盐度较高时，色素含量下降，但它的幅度远不及生物量的下降幅度大。     

竹类植物修复重金属污染土壤的研究进展

随着我国经济的快速发展,土壤重金属污染问题也愈加严重。植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前土壤修复领域的研究热点之一。竹类植物对重金属有良好的耐受能力和富集能力,且具有生物量大、栽培简单和经济效益高等特点,在修复重金属污染土壤方面有很高的应用潜力和开发价值。结合竹类植物修复重金属污染土壤的研究现状,系统阐述了竹类植物在重金属胁迫条件下生长状况,对重金属富集和转运情况,以及修复机制及强化措施;同时通过对比竹类植物与其他植物,分析了竹类植物在生长和经济上的优势,论证了竹类植物用于重金属污染土壤修复的可行性。针对现有研究存在的不足,对竹类植物修复重金属污染土壤的研究方向和发展趋势做出了展望。     

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。     

含铅、镉重金属细颗粒物对几种陆生植物的暴露危害

大气重金属细颗粒物复合污染对陆生植物早期发育及幼苗生长的影响研究近年来成为大气科学与生态毒理学交叉领域研究的热点和难点。通过搭建合理的暴露场景,模拟严重大气污染浓度条件下,含Pb、Cd细颗粒物对黄瓜、小麦、西红柿和玉米4种受试植物出苗、幼苗生长期内茎高和鲜重等生物量的影响。结果显示,暴露处理组4种受试植物陆上部分对Cd元素的吸收增量变化范围为0~0.025 mg·kg-1;对Pb元素的吸收增量变化范围为0.020~0.292 mg·kg-1。暴露处理组4种受试植物出苗抑制率变化范围为0%~30%;茎高抑制率变化范围为-3%~14%;鲜重抑制率变化范围为-12%~3%。由此可见,在试验周期内,含Pb、Cd重金属细颗粒物复合污染对几种植物的陆上部分生物量的抑制作用不明显,甚至有积极的刺激作用。与空白对照组相比,暴露处理仅对小麦出苗抑制产生显著性差异,并显现协同效应。说明几种受试植物在现有暴露环境下,对设定浓度的污染物敏感性较低,受危害程度不大。     

牧草在重金属污染土壤治理中的修复和综合利用潜力

牧草易栽培,生物量大,产量高,在重金属污染土壤治理中具有良好的应用前景,既可作为农业生产的低积累饲用牧草,也可为重金属污染土壤修复提供高积累植物,是生物质能源植物和污染土壤修复的重要植物。综述了牧草在重金属污染土壤治理中的优势、积累特征、响应机制及主要牧草在重金属污染土壤治理中的应用和效益评估。分析了我国已发现的具有重金属污染土壤修复潜力的禾本科和豆科优良牧草类植物,对牧草吸收积累重金属的品种差异、单一/复合金属胁迫下牧草的响应及其机制等研究现状进行阐述,以期为利用牧草进行重金属污染土壤的治理和综合利用提供理论基础和实践参考。