矿区废弃地重金属的植物修复技术研究进展

文章从矿区废弃地重金属污染土壤的现状及其对环境的影响入手,综述了植物修复技术用于矿区重金属污染修复与治理的机理、超富集植物筛选研究进展,提出实际应用中超富集植物的筛选原则:植物体内重金属的临界含量高低、植株的生物量大小、叶绿素含量的高低及根系转运能力的大小。指出了植物修复在投资、建设、运行管理及其环境效应方面的优势性与耐受植物种类及修复速率等方面存在的局限性。最后,展望了植物修复在矿区废弃地重金属污染修复中的研究与应用前景。     

半导体氧化物超细粉末对Cr(Ⅵ)的光催化还原作用研究

对不同反应条件下ＺｎＯ／ＴｉＯ２超细粉末对水溶液中六价格的还原作用影响进行了研究与对比．结果表明,半导体氧化物ＺｎＯ／ＴｉＯ２对水溶液中六价铬有明显的光催化还原作用,ＺｎＯ比ＴｉＯ２的效果更显著,经９０ｍｉｎ处理后,Ｃｒ（ＶＩ）含量从初始的１００ｍｇ／Ｌ降为０．４７ｍｇ／Ｌ以下;可降解有机物的存在能促进反应的进行,提高六价铬的转化率;随着ｐＨ值的升高,光催化效果减弱．本文还对反应机制和反应速度与反应物浓度的关系,以及废水处理过程中移植（替代）现有Ｃｒ（ＶＩ）处理工艺（还原法）的可能性进行了探讨．     

3种改良剂对铅锌矿渣中重金属形态及植物富集的影响

以衡阳市某铅锌尾矿库的矿渣作为土壤基质,泥炭土、红壤、蛭石作为改良剂,夹竹桃作为受试植物,进行室外盆栽试验,考察了3种改良剂对夹竹桃生长、重金属(Pb、Zn)富集转移能力以及土壤基质中Pb、Zn形态的影响。结果表明:(1)在5%(质量分数,下同)～15%的添加量下,3种改良剂均显著(p0.05)提高夹竹桃的株高增量与生物量增量,根系形态指标值也均有所提高,总体改良效果为蛭石泥炭土红壤。(2)夹竹桃地下部分Pb、Zn含量高于地上部分,添加改良剂后地上部分与地下部分Pb、Zn含量降低,说明改良剂高效抑制了重金属在夹竹桃中的富集;红壤与蛭石可抑制夹竹桃体内Pb的转运,但泥炭土却对Pb的转运起促进作用;除蛭石15%处理外,其余所有处理均促进了Zn在夹竹桃体内的转运。(3)3种改良剂在不同添加量下均显著降低了矿渣中弱酸可提取态Pb、Zn的含量(p0.05),有效降低了重金属Pb、Zn在土壤基质中的活性。     

蛭石人工湿地中吸附-生物转化系统脱氮能力及其机理研究

以蛭石为吸附介质构建了3个人工湿地处理单元：跌流曝气系统(I)、挂膜蛭石床系统(Ⅱ)和无挂膜对照系统（Ⅲ）。在氨氮浓度为20 mg/L水平上，研究比较了蛭石与挂膜蛭石系统的纯基质吸附与基质吸附加生物转化脱氮能力的差异。结果表明：蛭石能有效去除废水中的氨氮。与系统Ⅲ相比，系统Ⅰ和Ⅱ的氨氮平均去除率提高了20%，且具有处理效果稳定的特点。通过跌流曝气供氧进一步提高氨氮去除率,在试验末期，系统I氨氮去除率高于系统Ⅱ24%左右。无植物处理系统中氨氮的降解主要由基质吸附和生物转化共同完成，生物转化在脱氮中的贡献率最大可达87.4%。生物转化除了硝化反硝化作用外，可能还存在厌氧氨氧化过程。相关性分析结果表明，影响人工湿地硝化反硝化强度的主要因素有溶解氧、硝化反硝化菌数量及生物膜生物量。     

人工湿地污水处理系统冬季植物的筛选与评价

选用25种冬季湿地植物进行了污水净化潜力筛选试验,并在综合应用原有湿地植物筛选与评价体系的基础上,增加植物逆境酶和基质酶指标,对试验植物进行了聚类分析.结果表明,测试植物的根系长度、活力、叶片丙二醛含量、生长量、氮磷浓度、氮磷的积累能力、根际基质脲酶活性与磷酸酶活性均存在显著差异.采用建立的净化潜力评价体系将测试植物聚类分为3大类,第1类净化力强,植物种类有水芹、油菜、灯芯草、虎耳草、德国鸢尾、桂花和花菖蒲,第2类净化力中等,植物种类有羽衣甘蓝、金盏菊、撒金珊瑚、女贞、红甜菜、杜鹃和大叶冬青,第3类净化力弱,植物种类有白菜、五月菊、月季、金鱼草、麦冬、葱兰、熊掌木、矮牵牛、小叶冬青、香石竹和红继木.     

人工湿地污水处理系统中植物套种模式根际微生物多样性研究

采用选择性平板培养基法和PCR-DGGE法,比较研究了人工湿地污水处理系统中植物套种模式和无植物单元在不同季节和不同单元之间根际微生物多样性.结果表明,植物套种模式的根际微生物数量明显高于无植物模式,夏季明显多于冬季.在三级串联的处理单元之间,夏季根际微生物数量呈现＂少-多-少＂的变化规律,冬季无明显的变化规律.UPG...     

景观型人工湿地污水处理系统构建及植物脱氮效应研究

将15种景观植物,其中包括4种陆生木本植物引入人工湿地,用于构建景观型人工湿地污水处理系统.该实验系统由12个独立处理单元组成,其中包括由4个平行处理单元构成的一级处理系统及由8个处理单元构成的二级跌流系统.对植物在各处理单元中的氮积累特征及植物氮吸收对系统脱氮贡献率进行研究,结果表明,在进水TN浓度为37.5~55.6 mg/L时,植物吸收脱氮贡献率仅为1%~3%,其不能准确反映植物在系统中的重要作用.因此,本研究采用植物脱氮效应(有植物与无植物系统脱氮的差异)来衡量植物在处理系统中的综合作用,其包括植物吸收贡献及植物与根际微生物、填料基质的协同效应之和,分析表明,植物协同效应占系统脱氮效应的80%以上.     

农村混合污水人工湿地处理模式与效果分析

针对生活污水和农田灌溉污水污染特点,以株洲攸县某人工湿地为例,采用"表流-潜流"串联组合人工湿地模式对混合污水进行处理,并对该系统的水质及植物生长特性进行分析。结果表明:该系统出水中COD、TN、TP、氨氮分别为39.10、1.52、0.25、0.61mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准;表流单元的香菇草(Hydrocotyle vulgar-is)和狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)生物量远高于潜流单元的挺水植物,但其最大根长却远小于潜流单元的植物,挺水植物再力花株高明显高于其他植物。     

改良铅锌矿渣对栾树幼苗铅锌富集与耐性机制

植物修复是尾矿区恢复的一项生态技术,添加基质改良剂可以减轻重金属对植物的胁迫,提高修复效率.以木本植物栾树（Koelreuteria paniculata）作为供试植物,分别在100%尾矿（S）、90%的尾矿+5%蘑菇渣（SMC）+5% CaCO₃（MS）和天然红壤（RS）中进行盆栽试验.探究不同处理下栾树耐受Pb和Zn的生长富集效应、微观特征变化和基质中微生物多样性变化.结果表明,改良剂的添加相比于尾矿可以显著改善尾矿基质的理化结构,显著提升栾树的生物量、株高和叶绿素含量等相关生理指标,增加栾树中积累的重金属含量.处理组MS相较于对照组RS总根长增长达到69.3%,而对照组RS平均根径相较于对照组S下降118.7%.处理组MS与对照组S相比,Pb和Zn残渣态增加266.67%,弱酸可提取态和氧化物结合态显著降低,重金属对于植株迁移活性减弱.同时,多数重金属被栾树截留在根部,其根系构型的变化表明其在面对高浓度的Pb胁迫时具有较强的适应性.透射电镜（TEM）分析表明,对照组S中较高浓度的重金属含量会破坏细胞壁结构,对植物细胞造成毒害.改良剂的添加有效缓解了重金属胁迫对栾树各组织的影响,影响微生物群落的结构,显著提高微生物丰富度和多样性,增强栾树对重金属的适应性和植物修复能力.     

锰矿修复区泡桐与栾树生长与重金属积累特性

在湘潭锰矿废弃地种植泡桐和栾树,建立了4hm²生态修复示范区.工程区基质Mn平均含量高达20041mg/kg,Pb、Zn、Cu、Cd含量也远超过湖南省和全国的背景值,属复合型重度污染.污染区不覆土,苗木移植前每株根际定量施用了含有自污染区矿渣分离出的抗性菌株的专用有机肥.种植两年后,泡桐和栾树成活率均达到83%以上.泡桐生长状况明显优于栾树,两种植物叶的重金属含量均大于根和茎,泡桐Mn、Cu、Zn的浓度和积累量显著高于栾树.5年生泡桐Mn积累量达到2295g/hm²,转运量系数为2.32.试验证明,采用有机菌肥改良根际环境后,泡桐与栾树均可作为锰污染区的修复树种,而泡桐的生长速率和重金属的耐受和积累性能优于栾树.