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相似文献
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1.
镉超富集植物商陆及其富集效应   总被引:39,自引:0,他引:39  
聂发辉 《生态环境》2006,15(2):303-306
超累积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。对株洲市铅锌冶炼厂生产区生长的8种不同的植物进行了采样和调查。通过生物量测定和植物体内镉质量分数分析,发现商陆(Phytolaccaacinosa)体内镉质量分数较高,生物量大,且呈现地上部的质量分数大于地下部的规律。通过室外盆栽模拟试验,进一步研究商陆对土壤中镉污染的忍耐、积累能力,以检验这种植物修复Cd污染土壤的可能性及其潜力。结果表明,在Cd污染水平大于50mg·kg-1条件下,商陆茎及叶的Cd含量分别超过了100mg·kg-1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。与对照相比,植物的生长未受到抑制,商陆对Cd的富集符合Cd超积累植物的基本特征。同时,利用吸收量系数对商陆的镉去除能力和富集特征进行了评价判断,证实商陆是一种Cd超积累植物,这为镉污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。  相似文献   

2.
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。  相似文献   

3.
稀土尾矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征   总被引:7,自引:0,他引:7  
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。  相似文献   

4.
采用粤东明山煤矿煤矸石粉与当地山林的普通黄土按不同比例混合而成的土壤中,4种重金属含量排序为Mn>Zn>Cu>Cd。在这些土壤中进行为期3个月(7、8、9月份)的胜红蓟栽培实验,然后测定植株重金属含量,其地下部分4种重金属含量排序与土壤一致,但地上部分Cu、Cd两者含量相差甚小,7月时Cu含量甚至低于Cd。胜红蓟(Ageratumconyzoides)对4种重金属的富集系数从大至小分别为Cd、Mn、Zn、Cu,且对Cd的富集系数大于3,对Cd显示出较强的富集作用。对Zn、Mn的转移能力较强,转移系数多大于1,对Cd的转移系数接近于1或大于1,但Cu均小于1。在煤矸石粉比例较低的土壤中,Zn、Cu、Mn 3种重金属的富集系数较大。Zn、Cu、Mn 3种重金属的富集系数在煤矸石比例较低的土壤中随生长期延长而升高,在比例较高的土壤中,地上部分的富集系数仍随生长期延长而上升,但地下部分8月至9月反而会有所下降。转移系数在不同月份无明显的规律性变化。胜红蓟虽然并非这些元素的超富集植物,但对于尾矿土壤中Cd、Zn、Mn污染有较好的修复效果,其适应性强、生长快、总体生物量大,可选作矿区土壤的修复植物。  相似文献   

5.
重金属污染土壤植物修复研究进展   总被引:24,自引:1,他引:23  
土壤重金属污染是当今世界面临的主要环境问题之一.植物修复定义为利用绿色植物去除环境中的污染物或使其无害化的生物技术.与传统环境修复技术相比,植物修复技术具有治理成本的低廉性,环境美学的兼容性,治理过程的原位性.本文主要对超富集植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述,并对植物修复的近期研究工作进行了展望.  相似文献   

6.
锰超积累植物——水蓼   总被引:8,自引:0,他引:8  
超积累植物筛选是重金属污染土壤植物修复的基础和核心问题,同时也是重金属污染环境植物修复的难点及前沿。本文通过野外调查与营养液模拟试验相结合的方法,初次发现并证实水蓼(Polygonum hydropiper L)是一种锰超积累植物。野外调查结果表明,生长在土壤锰含量为2000mg·kg-1的水蓼,叶部锰的富集量可达3675.89mg·kg-1,且转移系数为1.37。营养液模拟培养试验证实,当营养液中锰的浓度为5000μmol·L-1时,水蓼植株生长正常,但叶中锰含量超过了10000mg·kg-1,达到了锰超积累植物应达到的临界含量标准,水蓼地上部富集系数高达19.41(大于1),转移系数为1.05(也大于1)。当营养液中锰的浓度为15000μmol·L-1时,水蓼叶、根和茎三部分的锰含量均达到最大值,分别为24447.17mg·kg-1、11574.47mg·kg-1和10343.52mg·kg-1。这一发现为锰污染土壤和水体的植物修复提供了一种新的可能的种质资源。  相似文献   

7.
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。  相似文献   

8.
Pb超富集植物对营养元素N、P、K的响应   总被引:13,自引:1,他引:13  
利用富集重金属或对重金属具有耐性的植物修复重金属污染土壤,是治理土壤重金属污染的新途径。本研究通过温室土培方法,研究了营养元素N、P、K对3种Pb超富集植物绿叶苋菜、紫穗槐和羽叶鬼针草生长发育及Pb吸收的影响。结果表明,少量的N和K会促进富集植物叶片叶绿素值和干质量的增加,促进植物对Pb的吸收;随着N和K水平的增加,虽然叶绿素值和干质量一直在增加,但植物对Pb的吸收能力降低;K对植株Pb的吸收能力的抑制作用不如N显著。土壤供P会降低植物对Pb的吸收,且下降极显著。少量的N、P、K均使富集植物中的Pb迁移总量增加,高质量分数时则抑制。但K的抑制作用不如N及P的显著。  相似文献   

9.
铅锌冶炼厂土壤污染及重金属富集植物的研究   总被引:57,自引:4,他引:57  
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。  相似文献   

10.
陆金  赵兴青  黄健  王敏 《环境化学》2019,38(1):78-86
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.  相似文献   

11.
Environmental Geochemistry and Health - Hyperaccumulator plants are ideal models for investigating the regulatory mechanisms of plant metal homeostasis and environmental adaptation due to their...  相似文献   

12.
外来植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供依据。采用模拟Pb、Cd污染土壤培养法研究了不同浓度Pb、Cd及其复合污染作用下紫茎泽兰的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明:低浓度的Pb、Cd对紫茎泽兰的生长有促进作用,高浓度则表现出一定的抑制作用,生物量,株高,根长均明显减少。紫茎泽兰体内Pb、Cd吸收量与污染土壤具有良好的相关性,随处理浓度增加明显增大,极端浓度Pb、Cd胁迫下紫茎泽兰各器官Pb、Cd积累量与对照相比显著增加,1000 mg·kg-1处理时紫茎泽兰根、茎、叶的Pb质量分数均分别高达603.69、568.31、598.85 mg·kg-1;100 mg·kg-1 Cd处理时其根、茎、叶的Pb、Cd累积量依次为165.21、93.59、152.79 mg·kg-1。说明紫茎泽兰对Pb、Cd具有较好吸收累积及转运能力,可作为重金属污染地区的一种理想的修复植物。  相似文献   

13.
壳聚糖辅助下玉米修复铅污染土壤能力的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
为了研究壳聚糖辅助下玉米(ZeamaysL.)对铅污染土壤的修复能力,采用L9(34)正交试验进行研究,考虑了4因素3水平,4因素为土壤铅含量、壳聚糖含量、壳聚糖溶液pH值以及加入壳聚糖后的提取时间.研究结果表明,加入壳聚糖会造成玉米生长停滞,甚至死苗,原因在于壳聚糖属于天然高分子有机物,会造成土壤板结,阻碍植物吸收水分,同时壳聚糖将土壤中的大量重金属溶出,造成玉米重金属中毒.加入壳聚糖后,玉米对铅的吸收较对照结果有很大提高,壳聚糖能够促进铅元素从土壤向植物体内转移,但壳聚糖促进铅元素从玉米地下部分向地上部分转移的能力较弱;综合壳聚糖的促进效果,在土壤铅含量为1.8g·kg-1,壳聚糖含量为5mmol·kg-1(土),壳聚糖溶液pH值为4.5,提取时间为7天的条件下,有利于促进铅在玉米地上部分的吸收.  相似文献   

14.
6种观赏植物吸收甲醛能力比较研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
城市住宅的室内空气污染十分严重,甲醛已经成为中国目前室内空气中的首要污染物.在已有的报道中,盆栽观赏植物吸收甲醛的效果并未排除盆土的净化能力,由此植物净化效果显然缺乏科学性.选用6种常用室内观赏植物,将盆土与茎叶部分隔开,放入自行研制的甲醛熏蒸箱中,对植物进行熏蒸实验.测得熏蒸前后甲醛的变化量和植物叶面积,以净吸收率及单位叶面积甲醛减少量来比较6种植物吸收甲醛能力的大小.主要结论如下:(1)甲醛质量浓度是国际标准(0.08 mg·m~(-3))23倍情况下,6种观赏植物均能吸收空气中的甲醛,且因种类不同吸收能力大小不一.吸收甲醛能力排序为:广东万年青(Aglaonema modestum)>绿萝(Epipremnum aureum)>垂叶榕(Ficus benjamina)>虎尾兰(Sansevieria trifasciata)>龟背竹(Monstera deliciosa)>四季秋海棠(Begonia semperflorens-hybr.).单位叶面积植物吸收甲醛量依次为:广东万年青绿萝>虎尾兰>龟背竹>垂叶榕>四季秋海棠.(2)甲醛质量浓度是国际标准(0.08mg·m~(-3))57倍情况下,6种观赏植物吸收甲醛能力排序为:垂叶榕>虎尾兰>绿萝>广东万年青>龟背竹>四季秋海棠.单位叶面积植物吸收甲醛量依次为:虎尾兰>垂叶榕>龟背竹>广东万年青>绿萝>四季秋海棠.(3)根据净吸收率及单位叶面积吸收甲醛量的差异,将植物的吸收能力分为两类,吸收甲醛能力较强的植物有:广东万年青、绿萝、虎尾兰、龟背竹、垂叶榕(与空白组相比有显著性差异(P<0.05));较低的植物有:四季秋海棠(与空白组相比无显著性差异).  相似文献   

15.
Cd concentrations in mobile phases of soil are more representative than total Cd concentration for estimating Cd bioavailability, physicochemical reactivity and mobility. In this study, selective sequential extraction procedures were used to determine Cd in different soil phases. Soil samples and plants grown in these soils were collected from a serpentine and copper-mining area in Maden-Elazig-Turkey. The extracted fractions were exchangeable/carbonate, reducible-iron/manganese oxides, oxidizable-organic matter and sulfides, and residual phases except silicates. Concentrations of Cd in soils and plant samples were determined by flame atomic absorption spectrometry and inductively coupled plasma-mass spectrometry. We found that Cd concentrations in the EDTA and NH2OH·HCl extracts are higher in most soil samples compared to the other extracts. We conclude that Cd levels in mobile phases are unexpectedly high. The observed Cd concentrations are in ranges of 0.03–3.4 mg kg−1 for soil and 0.02–2.5 mg kg−1 for plant parts. The percentages of cadmium up to 56% in exchangeable and carbonates fractions were observed to be significantly higher than in those values less than 2% reported in literature. This study has shown that the modified extraction method can be usefully applied to determine Cd concentrations in potentially mobile phase of soil. Furthermore, it was concluded that Brassicasea and Rumex leaves can be used as hyperaccumulator plants because their translocation factor and/or enrichment coefficient values were found to be higher than 1.0.  相似文献   

16.
桑树(Morus alba)可与丛枝菌根(AM)真菌形成互利共生体,丛枝菌根真菌能对桑树的重金属元素吸收产生积极的响应。然而,这种响应随环境条件的变化而有所不同。贵州荔波和黄平两地种植养蚕桑树,提高桑叶质量对养蚕业具有重要意义。荔波和黄平两地均处于喀斯特地区,土壤pH因石灰岩和砂岩交叉分布而有所差异。本文将揭示土壤因素是如何影响桑树与丛枝菌根真菌互利共生体的形成从而影响桑树对重金属元素的吸收。实验结果表明,荔波桑地平均土壤 pH (4.92±1.03)明显低于黄平(5.96±1.08)。土壤酸性直接影响 AM 真菌的分布,荔波的偏酸性土壤环境有利于真菌生长,且有利于桑树与丛枝菌根真菌共生关系的形成。此外,偏酸性土壤条件有利于增加重金属元素的生物可利用性,从而加强植物体对重金属元素的吸收,包括有毒元素 Cd。与黄平相比,生长在荔波的桑树叶片具有较高含量的重金属元素。荔波桑树叶片中的糖类含量明显低于黄平的,分别为(67±27)mg·g-1、(105±57)mg·g-1;而荔波桑树根系中的糖类含量明显高于黄平,分别为(125±43)mg·g-1、(91±43)mg·g-1。该结果说明,与黄平(具有较高的土壤pH)相比,荔波(具有较低的土壤pH)桑树叶片中的光合作用产物将更多地被输入到桑树的根系中。真菌是专性共生物,如果没有植物所供给的光合产物,真菌就不能生存。根系分泌物的另一个重要作用是溶解重金属,使它们具有较强的移动能力,以便被宿主植物所吸收。这就解释了为什么在较低土壤pH环境条件下生长的桑树的叶片含有较高含量的重金属元素。因此,菌根植物根系的分泌作用是一个非常重要的过程。尽管桑树具有耐干旱贫瘠的能力,且能够适应于喀斯特环境,但桑树喜好的是环境仍是偏酸性且养分充足的土壤。  相似文献   

17.
A bioassay procedure based on the root and shoot growth of cucumber and sorghum were used to study the phytotoxicity, as affected by varying the concentration of metribuzin, and persistence of metribuzin residues in soil. Sorghum and cucumber were found to be very susceptible test plant species to metribuzin. It was found that the persistence and phytotoxicity increased with increasing rate of application of metribuzin, and the relationship between herbicide concentration and phytotoxicity was best described by a quadratic equation. Sorghum and cucumber plants emerged as very sensitive new bioassay plants for metribuzin and could detect residues even at 0.010 and 0.046?ppm in the post harvest soil of potato crop.  相似文献   

18.
曹宏杰  倪红伟 《生态环境》2013,(11):1846-1852
土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。据估计,全球土壤(表层1m)有机碳积累总量相当于大气中碳总量的2~3倍。土壤是温室气体的源或汇,土壤碳库的变化将影响大气C02的浓度,因此,土壤碳库对人类活动的响应也是全球碳循环和全球变化研究的热点。在全球变化的大背景下,大气CO2升高导致植被生态系统碳平衡的改变进而对土壤碳循环产生影响。总结了陆地生态系统碳循环对大气C02浓度升高响应的主要生物学机制及过程,简述了大气C02浓度升高对影响土壤碳输入和输出的各因素的研究进展,并指出未来研究的主要方向。在大气C02浓度升高条件下,陆地生态系统碳循环的变化主要反映在以下几个方面:1)不同类型植物群落的净初级生产力(NPP)显著增加,但湿地植物的净初级生产力也有可能降低;2)光合产物向根系分配的数量增加,地上/地下生物量降低,根系形态发生变化,根系周转速率和根系分泌等过程的碳流量提高;3)植物含氮量降低,C/N提高,次生代谢产物增加,微生物生长受到抑制,植物残体分解速率降低;4)土壤呼吸速率显著增加,提高幅度受植物类型与土壤状况的影响;5)进入土壤的植物残体及分泌物的数量和性质影响土壤酶的活性,脱氢酶和转化酶活性增加,酚氧化酶和纤维素酶受植物类型与环境条件的影响;6)土壤中真菌的数量的增加幅度要高于细菌;7)CH4释放量增加,在植物的生长期表现更为明显。由于陆地生态系统碳循环的复杂性,研究结果仍有很大的不确定性。大气C02浓度升高与全球变化的其它表现间的交互作用将是今后研究的重点,同时由于土壤碳循环是一个由微生物介导的生物地球化学循环过程,因此,加强陆地生态系统碳循环的微生物机制研究也将为全面理解碳循环的过程提供更加准确的研究理论基础。  相似文献   

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