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。     

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。     

深圳市城市绿地土壤中重金属的含量及化学形态分布

对深圳市中心区城市绿地表层土壤(0-20cm)中Cu,Zn,Pb和Cd的含量、化学形态分布和迁移性进行研究.结果表明,土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量分别为6.4-188.2(26.3)mg·kg-1,34.9-284.8(69.1)mg·kg-1,15.2-245.5(47.2)mg·kg-1和0.01-3.48(0.47)mg·kg-1.道路绿化带土壤中Cu,Zn和Pb的平均含量最高,在公园绿地土壤中Cd的平均含量最高.分别有75.6%,87.0%,98.8%和98.8%的土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量超过广东省赤红壤的背景值,重金属在土壤中呈现明显的富集特征.土壤中Cu,Zn和Cd以残渣态所占比例最高,Pb以铁锰氧化物结合态最高.随着土壤中Cu,Zn,Pb和Cd含量的增加其残渣态所占比例降低,铁锰氧化物结合态或交换态所占比例增加,重金属活性增大.土壤中Cd迁移能力最强,迁移能力依次为Cd>Zn>Pb和Cu.     

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。     

铅锌冶炼废渣堆场土壤重金属污染特征研究

在铅锌冶炼过程中产生了大量含重金属的废渣,这些废渣未经有效处置堆放于空旷地,由于风化、淋洗等作用导致废渣中重金属进入废渣堆场及周边土壤中。采用野外取样调查、室内化学分析及污染评价等方法,研究了湖南某铅锌冶炼厂冶炼废渣堆场及周边土壤中重金属的含量和分布规律。研究结果表明:废渣堆场表层土壤中各重金属的质量分数分别为Pb1 889.60 mg·kg-1、Zn 5 682.00 mg·kg-1、Cd 48.40 mg·kg-1和Cu 1 848.60 mg·kg-1,此值已超出国家规定的二级标准值(GB 15618─1995),其中Pb超出5.40倍,Zn超出18.94倍,Cd超出80.67倍,Cu超出18.49倍。距渣场10 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu的质量分数分别为641.01、1 509.61、38.45和1 240.10 mg·kg-1,10 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu相对国家二级标准值的超标倍数分别为2.14、6.04、128.17和12.40倍。1 000 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu的质量分数分别为309.80、685.71、8.81和875.13 mg·kg-1,1 000 m远处表层土壤中Pb、Zn、Cd和Cu各超标1.03倍、2.74倍、29.33倍和8.75倍。由此可见,废渣堆场周边土壤同样遭受重金属Pb、Zn、Cd和Cu不同程度的污染。纵向上,废渣堆场土壤重金属Pb、Zn、Cd和Cu在表层(0~20 cm)土壤中的质量分数均大于其在表层以下各土层中的质量分数,其中在40~60 cm土层中的质量分数又高于20~40,60~80和80~100 cm等土层,但其分布总体上呈现出随土层深度增加而减少的规律;横向上,废渣堆场各土壤剖层重金属Pb、Zn、Cd和Cu的质量分数均高于渣场外10和1 000 m远处各土层的质量分数,即土壤中重金属含量随距污染源距离的增加而逐渐减少。因此,冶炼废渣的大量堆置已使周围环境遭受了重金属的严重污染,相关部门有必要加强对冶炼废渣的处置和管理。     

龙葵、大叶井口边草和短萼灰叶对Pb、Cd和As污染农田的修复研究

以云南省个旧市重金属污染农田为研究对象,通过野外田间试验研究7种配置种植方式下龙葵(Solanum nigrum)、大叶井口边草(Pteris cretica var.nervosa)和短萼灰叶(Tephrosia candida)对Pb、Cd和As的吸收特征,探讨3种植物不同配置方式对Pb、Cd和As复合污染农田的修复潜力.结果表明:供试农田土壤Cd和As含量均超出GB 15618-1995《土壤环境质量标准》中的三级标准.所有不同植物配置种植方式中,龙葵地上部对Cd的吸收量最大,为(6.99±0.25) mg·kg-1,大叶井口边草地上部对As的吸收量最大,为(326.98±93.99) mg·kg-1,短萼灰叶地上部对Pb的吸收量最大,为(32.96±5.65) mg· kg-1,均低于超富集植物的临界阈值(Cd 100 mg· kg-1,As1 000 mg·kg-1,Pb 1 000mg· kg-1).比较7种种植方式对污染土壤中重金属的提取效率发现,单作龙葵条件下,龙葵地上部对Pb、Cd和As的吸收量最大,年吸收量分别为1 004.97、152.04和1 534.47g· hm-2,若将Cd和As污染农田土壤修复达到GB 15618-1995中的三级标准,提取效率分别为2.811 6％和1.413％.这说明单作龙葵对Pb、Cd和As复合污染农田具有一定修复潜力,但不适用于修复高浓度重金属污染农田.     

冬氨酸二丁二酸醚(AES)诱导黑麦草提取污染土壤重金属的效应

采用盆栽试验,研究新型生物可降解螯合剂冬氨酸二丁二酸醚(AES)和非降解螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)调控下黑麦草修复重金属污染土壤的效应.黑麦草于含2500 mg Pb·kg-1,500 mg Cu·kg-1,1000 mg Zn·kg-1 和15 mg Cd·kg-1 的土壤中生长45d后,分别施加5 mmol·kg-1 土的AES或EDTA.结果表明,AES和EDTA可以显著提高土壤溶液和黑麦草植株地上部Pb、Zn、Cu和Cd的浓度.EDTA对土壤中Pb的溶解能力和对黑麦草积累重金属的促进作用显著强于AES,前者处理的土壤中水提取态Pb浓度和黑麦草地上部Pb浓度分别达到了15.9 mg·kg-1 和174.1 mg·kg-1,显著高于AES处理的2.6 mg·kg-1 和44.0 mg·kg-1.但AES对黑麦草积累Zn和Cd的促进作用较EDTA明显增强,黑麦草地上部Zn浓度达到了1081.8 mg·kg-1,显著高于EDTA的776.7 mg·kg-1 和对照的389.6 mg·kg-1;地上部Cd浓度为1.57mg·kg-1,高于EDTA的1.06 mg·kg-1 和对照的0.69 mg·kg-1.与对照相比,AES和EDTA对Cu在土壤中的溶解和黑麦草植株中的积累亦有显著的促进作用,但二者处理无极显著差异.结果表明,生物可降解螯合剂AES在诱导植物修复重金属污染土壤尤其是Zn、Cd污染土壤中有很大的应用潜力,且与EDTA相比,环境风险大大降低.     

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。     

不同生态型芦竹对Cd、Hg、Pb、Cu的富集与分布

介绍了生态型芦竹(Arundo donax Linn)的生物特性,并对芦竹修复湿地重金属污染能力进行了研究。芦竹具有生物量大、根系发达、适应性强等特点,在重金属污染环境下,有较好的耐受性。研究不同生态型芦竹对Cd、Hg、Pb、Cu的富集与分布,对重金属污染湿地的修复具有指导作用。采集了4个不同环境下的芦竹样本,对重金属富集量和在植物器官中的分布情况进行研究分析。结果表明,芦竹对镉、铅、汞有较好吸收,地上部叶内富集量分别为57.40～33.22mg·kg-1,412.4～312.4mg·kg-1,21.5～11.8mg·kg-1,地上部茎内富集量分别为19.50～4.02mg·kg-1,83.1～43.6mg·kg-1,30.0～19.4mg·kg-1。芦竹对铜的富集能力较弱,地上部叶内和茎内富集量分别是12.4～2.8mg·kg-1,1.4～0.4mg·kg-1。铜和铅在植物器官中的分布为根>叶>茎,镉在植物器官中的分布为叶>根>茎,汞在植物中的分布为根>茎>叶。富集量还与土壤中重金属质量分数有关,一般是随着土壤中重金属质量分数的增大而增加。镉、铅、铜在植物叶中的富集系数大于1,汞在植物茎中的富集系数大于1。综合分析结果表明,芦竹在污染或非污染环境中都能较好地富集镉、铅、汞,基于芦竹具有较大生物量特点,芦竹对湿地重金属污染具有较大的修复潜力。研究芦竹对重金属的吸收与分布,旨在为湿地的植物修复技术提供参考依据。     

大型垃圾焚烧厂周边土壤重金属含量水平、空间分布、来源及潜在生态风险评价

通过采集珠三角东部某市大型垃圾焚烧厂周边表层土壤样品,分析了各样品中Cd、Pb、Hg、As、Cr、Cu、Ni、Zn和Co等9种重金属含量,研究了重金属的含量水平、空间分布、来源及潜在生态风险。结果表明,研究范围内表层土壤重金属含量分别为Cd(0.183±0.07)mg·kg-1、Pb(34.8±18.7)mg·kg-1、Hg(0.081±0.028)mg·kg-1、As(11.5±9.1)mg·kg-1、Cr(31.5±19.1)mg·kg-1、Cu(17.6±12.3)mg·kg-1、Ni(7.13±4.20)mg·kg-1、Zn(82.4±44.2)mg·kg-1、Co(3.37±3.08)mg·kg-1。其中,Hg和Zn的含量分别超出广东省土壤历史背景值1倍和2倍,其余重金属含量与背景值相差不大。综合空间分布特征分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析的结果,可以将9种重金属分为4类。Cr、Ni、Cu、Co的分布特征极为相似,且相互之间有极显著相关性,结合聚类分析和主成分分析结果,其来源主要为土壤母质。As、Zn、Pb的空间分布特征具有一定相似性,但相关性分析和聚类分析显示元素间联系不紧密,结合主成分分析结果,其来源与土壤母质和多种人类活动污染有关。Cd和Hg的空间分布特征均显示这两种重金属与垃圾焚烧厂存在联系,Cd与垃圾焚烧厂存在一定联系,而Hg与垃圾焚烧厂存在较强联系。潜在生态风险评价结果显示,该研究区域土壤重金属生态风险不高,多种重金属的综合潜在生态风险指数(RI)的范围为51~269.79,Hg和Cd对RI的贡献率相对较大,分别为52.33%和18.30%。研究表明,垃圾焚烧厂周边表层土壤Hg具有独特的环境污染特征,在垃圾焚烧厂周边的土壤重金属污染调查中,Hg污染应受到重点关注。