化学与工程措施强化重金属污染土壤植物修复

作为植物修复的辅助措施,化学方法强化与工程技术强化能有效提高土壤重金属污染的修复效率.综述了化学方法与工程技术强化重金属污染土壤植物修复的研究进展,重点讨论了络合强化技术和基因工程技术用于强化植物修复的基本原理、相关化学物质或基因、主要技术步骤、存在问题以及解决方法,并在此基础上提出了今后研究的展望.     

微生物促进植物修复重金属污染土壤机制研究进展

归纳总结了近10年来微生物促进植物修复重金属污染土壤的主要机制,包括微生物促进修复植物生长的耐性机制和影响植物提取/固定重金属的积累机制,并展望了今后的研究重点。对微生物促进机制的研究有助于更好地掌握及实施微生物-植物联合修复技术,进而提高污染土壤的修复效率。     

两种有机酸对铀和~(241)Am污染土壤植物修复影响的比较研究

为了实现放射性核素污染土壤植物修复的工程化应用,在前期植物筛选的基础上,选取对铀富集能力较强的芥菜和对~(241)Am富集能力较强的大麦进行盆栽试验,研究不同含量的柠檬酸和苹果酸对铀、~(241)Am污染土壤植物修复效果的影响。从转移系数(TFs)、富集系数(BFs)、盆栽植物生物量及提取效率等方面对有机酸作用下两种核素的去除效果进行了研究。结果表明,与柠檬酸相比,苹果酸也能促进植物对土壤中铀和~(241)Am的吸收,并能促进铀和~(241)Am在植物体内的运输,但其促进能力较弱。在相同的土壤条件下,芥菜地上部的铀富集系数高于大麦地上部的~(241)Am富集系数,铀在植物体内的转移系数也远高于~(241)Am,表明在试验给定的条件下,铀比~(241)Am更容易在植物体内运输迁移。当有机酸含量在20 mmol/kg及以上时,盆栽植物的生物量大大降低,降低幅度在20%以上,表明土壤中有机酸含量太高会严重影响植物的正常生长发育。在环境条件相同的情况下,盆栽芥菜的铀提取率远高于盆栽大麦的~(241)Am提取率。     

植物修复及强化调控系统根际土壤微生物研究综述

根际土壤微生物是植物修复及其强化修复技术的重要组成部分,了解根际土壤微生物生态效应有助于深入探索修复机制,从而进一步提高修复效率.微生物生态效应反映土壤生态变化,对于有效评估强化调控生态风险具有重要意义.在总结污染土壤植物修复根际微生物生态效应研究的基础上,综述强化调控措施与根际土壤微生物可能存在的相互影响,并分析利用微生物分子生态学技术评估强化调控措施施用风险的可行性.     

PAHs污染土壤生物修复强化技术研究进展

为提高生物修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的效率,从PAHs生物修复的原理和强化措施出发,综述了PAHs污染土壤生物修复的物理化学强化技术和生物强化技术,分析了各种技术的原理与适用条件,提出了植物强化微生物修复是PAHs污染土壤生物修复的重要发展方向.在进行强化修复的过程中,要注重现场应用和安全性评价.     

重金属污染土壤的植物修复机理及其强化技术

通过对重金属污染土壤植物修复文献的收集，分析了土壤中重金属污染物主要的来源及重点污染研究区域，重点介绍了现有土壤重金属污染修复技术的优缺点及植物修复的优越性，并综述了植物修复的机理及提高植物修复技术的方式，最后总结了植物修复的问题，并展望了未来植物修复领域的发展方向。     

SEPR技术对土壤中芘的强化去除机制研究

为探讨表面活性剂强化植物修复(SEPR)技术对土壤中芘的强化去除机制,选用延安市常见的紫花苜蓿为材料,以Tween 80为表面活性剂代表,通过室内栽培试验,系统分析研究SEPR技术对土壤中芘的强化去除效果和强化去除途径。结果表明：1)紫花苜蓿在一定芘初始质量比的土壤中能够正常生长,对污染土壤有一定的治理作用,而表面活性剂Tween 80能够促进植物的生长;2)表面活性剂Tween 80能够提高土壤中芘的去除率,其强化去除率为8.96%～14.02%;3)SEPR技术能够减少植物体内芘的富集量,对植物具有减毒效应;4)表面活性剂Tween 80可通过增强土壤中不同去除要素的去除效果以达到对芘的强化去除,其中最为明显为植物-微生物交互作用,且在中等污染程度去除效果最好。因此,SEPR技术对土壤中芘的强化去除可行、安全。     

铀污染环境下植物的光合生理变化及对铀的吸收转移

在25 mg/kg、75 mg/kg、125 mg/kg、175 mg/kg铀(乙酸双氧铀)污染土壤的盆栽试验中,通过光合气体交换参数和叶绿素荧光参数研究了铀对向日葵(Helianthus annuus)、四季豆(Phaseolus vulgaris)、红圆叶苋(Iresine herbstii)、四季牛皮菜(Beta vulgaris L.)和大叶菠菜(Spinacia oleracea)5种植物光合生理的影响。结果表明:1)在不同质量比铀处理下,植物光合生理变化较大。四季豆的净光合速率(Pn)是对照(CK)的35.2%~87.0%,大叶菠菜是CK的147.4%~178.1%,红圆叶苋是CK的112.3%~133.5%,向日葵是CK的98.2%~115.6%,四季牛皮菜是CK的94.7%~108.4%;铀污染使植物的初始荧光(Fo)均降低,最大光化学量子产量(Fv/Fm)增加0.3%~3.7%,但在铀质量比为125 mg/kg和175 mg/kg时,红圆叶苋的Fv/Fm略有下降,为对照的99.3%和98.0%,整体影响不明显。2)茎叶铀质量比以四季豆和大叶菠菜较高,根系铀质量比以四季豆和向日葵较高,整株铀质量比较高的依次是四季豆、大叶菠菜和向日葵。但试验植物地上器官铀质量比均小于根系铀质量比,植株铀质量比小于土壤铀污染量,说明这5种植物的铀转移能力较低。3)四季豆光合系统抗铀胁迫能力较弱,但根系铀质量比是土壤铀污染量的1.55~2.45倍,可以作为固持修复植物。     

三种富集植物对广西兴源铅锌矿区周边Cd污染农田土壤修复性能研究

选择少花龙葵、商陆和青葙三种富集植物,以实际的镉污染农田土壤为修复对象,进行室内盆栽试验,比较了三种植物对土壤镉的吸收和积累特征,评价了三种植物对研究区镉污染土壤的修复性能。结果表明,少花龙葵、商陆和青葙地上部分对Cd的富集系数分别达到5.84、6.46和5.84。三种植物地上部分的Cd含量在35.45 mg/kg到35.47mg/kg之间,在土壤环境条件相似的情况下,其远低于土壤Cd含量相当的人工配土实验。若对研究区Cd污染农田土壤的修复达到GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中的三级标准,直接种植这些富集植物需要数十年时间。这表明真实污染土壤中Cd的生物有效性较人工模拟污染土壤的Cd生物有效性低得多。对于研究区这种重度污染的土壤,直接种植镉富集植物以达到修复效果的意义较小。因此,必需采取强化措施提高植物修复的效率。     

黑麦草对TCP污染土壤的修复研究

通过生物盆栽试验研究了黑麦草(Lolium multiflorun L)对2,4,6-三氯酚(TCP)污染土壤的修复作用及其对污染土壤中微生物生物量碳、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,培养75 d后土壤中TCP的可提取态质量比随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态TCP质量比的下降.在TCP质量比为1mg·kg-1、10 mg·kg-1、100 mg·kg-1的处理中,种植黑麦草的去除率分别为92.5%、78.2%、55.6%,无植物处理的去除率分别为56.3%、49.2%、37.5%.黑麦草在TCP各质量比处理的污染土壤中能够存活,状态良好.种植植物士壤中的微生物生物量碳以及多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性都存在增加的趋势,明显高于对照土壤(p＜0.05),提高了土壤植物和微生物对污染物的降解能力.同时,高质量比处理对酶的活性也有一定的抑制作用.由于土壤自身具有修复TCP污染的自然本能,种植黑麦草具有强化TCP污染土壤的修复作用,可以通过促进黑麦草生长,增加土壤酶的活性,增强土壤微生物活性,提高黑麦草修复TCP污染土壤的能力.     

稀土开发导致的环境问题及土壤稀土污染治理措施初探

阐述了稀土资源开发过程对土壤、水体、大气、自然景观、人体及动植物体健康的可能影响,概括介绍了土壤稀土污染治理的物理修复法、化学修复法和生物修复法,比较了上述3种方法的优缺点,对以菌根修复技术为代表的微生物-植物土壤污染联合修复技术进行了重点介绍,探讨了菌根修复技术对植物吸收稀土元素的潜在影响及机制,并提出了菌根修复技术在土壤稀土污染修复中的应用前景和研究方向。     

不同螯合剂对花生富集污染土壤中Co的影响

采用模拟Co污染土壤的方法,分别投加2.5 mmol/kg、5.0mmol/kg、7.5 mmol/kg的EDDS、NTA、CA和OA,研究了其对花生生长与吸收土壤重金属Co,以及对土壤中Co的活化能力的影响.结果表明:整合剂处理使花生的生物量降低,在高浓度整合剂处理时,降幅最大;EDDS的添加比NTA、CA和OA更显著地增加了土壤Co的有效态质量比,同时明显提高了花生的富集系数和转运能力;在螯合剂处理下,花生的转运系数最高达到0.916,具备了修复土壤重金属污染的能力;根系和地上部富集Co能力最强时分别达到58.64 mg/kg和46.33mg/kg,是对照组的1.29和3.63倍;各处理花生根系中的Co质量比要高于茎叶中的质量比,花生植株Co质量比与土壤有效态Co质量比呈显著(p＜0.05)或极显著相关(p＜0.01);综合来看,螯合剂的投加能有效活化土壤溶液中的Co,促进植物吸收、转运重金属.     

黑麦草对铀胁迫的生理响应及其积累特征研究

针对铀矿冶地域周边低放土壤的植物修复问题,采用盆栽试验,研究了黑麦草在不同质量比(0、1 mg/kg、5 mg/kg、20 mg/kg)铀胁迫下的生长响应、抗氧化体系酶活性的变化及对铀的积累特征。结果表明,低质量比(土壤铀质量比为1 mg/kg)铀胁迫下,黑麦草叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素质量比增加,但随土壤中铀质量比增加,植物光合色素质量比逐渐下降。当土壤铀质量比为1 mg/kg时,黑麦草茎叶和根部的可溶性蛋白质质量比均较对照组略有增加,随土壤铀质量比增加,当土壤铀质量比为5 mg/kg和20 mg/kg时,黑麦草茎叶和根部的可溶性蛋白质质量比均呈降低趋势,且均低于对照组。铀胁迫诱导植物体内丙二醛(MDA)质量比呈明显升高的趋势。当土壤铀质量比低于5 mg/kg时,铀胁迫茎叶和根部的抗氧化体系酶(过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT))活性提高,当土壤铀质量比为20 mg/kg时,黑麦草茎叶和根部的POD、SOD、CAT活性大幅降低。黑麦草对铀的富集量随铀质量比增加而增加,土壤铀质量比为20 mg/kg时,黑麦草对铀的生物富集量达到最大值,其中,地上部铀质量比为70.94 mg/kg,根部铀质量比为338.37 mg/kg。铀质量比在黑麦草体内分布为地上部小于根部。     

有机物料添加对植物修复铬污染土壤的影响

为探讨有机物料添加对植物修复铬污染耕地土壤的强化效果,在联栋温室中进行室内培养试验和盆栽试验,利用Tessier连续提取法对添加牛粪、羊粪和玉米秸秆后的土壤中铬形态分布进行分析.通过S-N-K法、Pearson相关分析等研究添加有机物料后,紫羊茅和羽衣甘蓝对修复土壤的铬富集系数及铬去除率的影响,并探讨其与铬形态间的相互关系.结果表明,添加牛粪或羊粪的土壤中交换态铬分别比空白处理增加1.30％和0.98％.添加牛粪可显著提高紫羊茅和羽衣甘蓝的根干重和茎叶干重,添加羊粪或玉米秸秆仅可显著提高富集植物的茎叶干重,对根干重无显著影响.添加羊粪或牛粪处理的紫羊茅和羽衣甘蓝,修复土壤的铬富集系数均显著高于空白处理.添加玉米秸秆紫羊茅修复土壤的铬富集系数显著高于空白处理,羽衣甘蓝修复土壤的铬富集系数与空白处理无显著差异.3种有机物料的添加均能增强羽衣甘蓝和紫羊茅对铬污染土壤的修复效果,其中添加牛粪诱导强化羽衣甘蓝修复铬污染土壤的效果最佳,对土壤中铬的去除率达到19.62％.紫羊茅和羽衣甘蓝修复土壤的铬富集系数及铬去除率均与土壤交换态铬显著正相关,与碳酸盐结合态铬比例呈极显著负相关.有机物料,尤其是养殖废弃物的添加,能有效提高土壤中可交换态铬比例,进而提高植物修复铬污染土壤的效率.     

土壤重金属污染及生物修复研究进展

土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集,一直备受国内外学者关注.研究土壤重金属污染规律,积极探索更有效、经济的污染修复新技术具有重要意义.对土壤重金属污染的来源、赋存形态和迁移规律进行了综述.土壤重金属污染主要来源于工业、农业、交通和能源消费;土壤中重金属的赋存形态可分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态6种;土壤胶体的吸附作用、土壤中重金属与腐殖质的反应、土壤Eh值、土壤的pH值和土壤中的生物转化作用都对重金属的迁移转化有一定的影响.探讨了土壤重金属污染的修复技术,侧重讨论当前研究较多的生物修复,包括植物修复、微生物修复、植物-微生物和动物的协同修复.提出了研究中存在的问题及研究方向.     

矿区土壤Pb的分布特征及植物修复应用性研究

对云南省某有色矿区采矿厂及选矿厂周围土壤Pb污染现状、土壤中Pb的形态分布特征及其植物有效性进行了分析.按照Tessier的重金属形态分级和浸提方法,Pb在土壤中主要以铁锰氧化物结合态及有机结合态为主,植物有效性较低.比较两样点土壤Pb活性,选矿厂高于采矿厂,这可能是由于Pb的来源不同.从土壤含Pb及植物有效态Pb含量来看,该矿区样点土壤Pb污染均较严重,开展污染修复工作势在必行.以植物体内Pb含量、地表上部有效富集系数及转移系数为指标,对20种植物对Pb的富集特性分析发现,类芦富集和转移Pb的能力较强,进一步研究价值很大.从土壤Pb的有效态含量及生态安全考虑,在该矿区进行土壤Pb污染的植物提取修复是可行的.     

重金属污染土壤生物修复技术研究进展

综述了植物修复、微生物修复和动物修复等生物修复技术在重金属污染土壤修复方面的研究进展,分析了生物修复技术在实际应用中存在的问题.     

矿区重金属污染土壤的修复技术研究现状

矿山开采引发的矿区及周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。目前重金属污染土壤修复主要采用物理化学技术和植物修复技术,从这2方面较全面地介绍了国内外矿区重金属污染土壤的治理方法,并提出矿区土壤污染治理存在的问题和今后的发展方向。     

石油烃污染土壤生物修复技术研究

生物修复由于其成本低、操作简便、无二次污染的特点,已越来越多的运用到石油烃污染土壤的修复过程中。本文阐述了生物强化、生物刺激、生物通风、生物堆肥法和生物反应器法几种常见的生物修复技术的修复原理、使用条件和研究现状,以及讨论了土壤性质对生物修复的影响,并对今后利用生物修复石油烃污染土壤的研究进行了展望。     

铀矿井排风口尾气对周边农田土壤放射性污染的预测

铀矿井尾气排风口周围土壤中放射性物质的累积性污染不容忽视,但目前处于监测和积累数据阶段.在对指数平滑法综合应用分析研究的基础上,根据某铀矿井排风口周边某一农田土壤中近10 a的铀(238U)质量比监测数据建立了指数平滑预测模型,对土壤放射性铀(238U)污染进行预测,并对预测结果进行了深入分析,精度达75%以上.预测结果表明,采用指数平滑法建立土壤放射性污染预测模型是可行的,具有一定的应用价值.铀矿井排风口尾气对周边土壤的放射性累积性污染呈逐年递增趋势,迫切需要采取一些切实可行的控制措施.