Fe~(2+)和Mn~(2+)对水稻根表铁膜及镉吸收转运的影响

采用水培实验,研究外源添加Fe~(2+)和Mn~(2+)对水稻幼苗根表铁膜形成、抗氧化酶活性及镉吸收转运的影响。结果表明:(1)添加Fe~(2+)使水稻幼苗根表铁膜中铁元素显著增加114.9%(质量分数,下同),锰和镉元素则分别显著降低了55.2%和42.3%(P0.05);添加Mn~(2+)使铁膜中锰元素显著增加180.1%,镉元素则显著降低了18.0%。(2)添加Fe~(2+)能显著降低水稻幼苗叶片中活性氧(ROS),缓解ROS对水稻幼苗的毒害;添加Mn~(2+)使得叶片中ROS、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽转移酶增加,Mn~(2+)处理引起的ROS升高可能起到诱导水稻胁迫应答,缓解镉毒害作用。     

重金属锌胁迫下湿地植物对磷的吸收能力变化研究

选择4种常见的湿地植物,研究了重金属锌胁迫下,湿地植物对磷的吸收能力的变化。结果表明,当加入0.5 g ZnSO₄/kg 土壤时,4种湿地植物根表铁氧化物胶膜对锌的吸附量增加,而对磷的吸附量显著降低（p<0.05）;湿地植物根表铁氧化物胶膜上吸附的磷是湿地植物吸收的磷源,并影响湿地植物地上部分磷含量;在高浓度锌的胁迫下,灯心草地上部分铁含量增加,而导致地上部分磷含量显著降低（p<0.05）。湿地植物根表铁氧化物胶膜上的锌和地上部分铁含量都影响了湿地植物对磷的吸收。     

钝化剂在烟草植物修复铅镉污染土壤中的作用

重金属钝化剂可以改变土壤中重金属的形态,降低其在土壤中的有效浓度、植物毒性及生物有效性,影响污染土壤中植物的生长及其对重金属的吸收。在温室盆栽条件下研究了施加羟基磷灰石（HA）、纳米羟基磷灰石（nHA）、纳米零价铁（nFe0）和纳米TiO2（nTiO2）对烟草植物修复铅镉污染土壤的作用。结果表明,HA降低土壤中Ph、cd的有效性、促进烟草生长、增加了烟草叶、茎、根中cd的吸收量和根系中Pb的吸收量,有利于Ph、cd的钝化和植物修复。nHA也可以降低土壤中Pb、cd的有效性,增加了烟草叶中cd的吸收量,有利于Pb、cd的钝化和cd的植物提取。nFe0和nTiO2：对于土壤Pb和cd的钝化作用和植物修复均没有显著影响。综合来看,HA最适合应用于烟草植物修复铅镉污染土壤。     

土壤重金属污染的植物修复研究进展

详细阐述了植物修复的生理学、分子生物学机制，包括超积累植物对根际土壤中重金属的活化，超量积累植物对土壤重金属吸收及其解毒机理，并就该领域今后的研究方向和存在的问题作了探讨。     

重金属污染土壤植物修复及进展

土壤污染是当今面临的一个重要环境问题。常规的土壤污染物理化学治理技术 ,如客土换土法、冲洗法、热处理、固化、玻璃化、动电修复法等 ,由于其技术要求高或经济成本高昂 ,对土壤结构的扰动破坏较严重 ,因而 ,大规模推广应用存在较大问题。重金属超累积植物的不断发现 ,使人们认识到有可能利用植物于土壤污染的治理修复。自 2 0世纪 90年代起 ,植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。研究表明 ,通过植物的吸收、挥发、根滤、稳定等作用 ,可以净化土壤或水体中金属污染物 ,达到净化环境的目的。近 10年来 ,在超累积植物的找寻培育、植物根际微生物共存体系研究、植物对重金属的耐忍性、超量吸收及其解毒机制以及植物修复的工艺技术方面已有不少研究 ,并取得长足的进展 ,现代分子生物学的发展以及基因工程技术的应用有可能使植物修复技术取得根本性的突破。     

Cu-Cd、Zn-Cd、Cu-Zn复合污染对水稻毒性和重金属吸收的影响

以"中花11号"水稻品种为研究对象,通过溶液培养探讨了不同浓度配比的Cu-Cd、Zn-Cd、Cu-Zn对水稻根相对伸长毒性及元素吸收的影响。结果表明,Cu、Cd、Zn浓度与水稻相对根伸长均符合剂量效应关系,3种金属离子对水稻毒性次序为CuCdZn;在重金属总量为50%的毒性效应浓度(EC50)下,Cu-Cd对水稻毒性因浓度配比不同而表现不同的作用方式,而Zn-Cd、Cu-Zn对水稻毒性均表现出拮抗作用。在Cu-Cd复合处理下,Cd的加入促进了水稻对Cu的吸收,而Cu的加入对水稻幼苗的Cd吸收表现出不同作用;在Zn-Cd复合处理中,不同浓度Zn的加入均抑制Cd的吸收,使得水稻幼苗中Cd含量降低了9.1%~48.4%;Cu-Zn复合处理中,高浓度Cu的加入(EC40、EC30、EC25)抑制水稻对Zn的吸收。Zn-Cd拮抗作用主要和Zn抑制了水稻对Cd的吸收有关,而Cu-Zn的拮抗作用可能和高浓度的Cu抑制了Zn的吸收有关。     

重金属污染土壤植物修复及进展

土壤污染是当今面临的一个重要环境问题。常规的土壤污染物化学治理技术，如客土换土法、冲洗法、热处理、固化、玻璃化、动电修复法等，由于其技术要求高或经济成本高昂，对土壤结构的扰动破碎较严重，因而，大规模推广应用存在较大问题。重金属超累积植物的不断发现，使人们认识到有可能利用植物于土壤污染的治理修复。自20世纪90年代起，植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、稳定等作用，可以净化土壤或水体中金属污染物，达到净化环境的目的。近10年来，在超累积植物的找寻培育、植物根际微生物共存体系研究、植物对重金属的耐忍性、超量吸收及其解毒机制以及植物修复的工艺技术方面已有不少研究，并取得长 的进展，现代分子生物学的发展以及基因工程技术的应用有可能使植物修复技术取得根本性的突破。     

土壤重金属的植物污染化学研究进展

针对中国土壤重金属污染加剧的趋势,为改善土壤环境质量和保障农产品安全,提出了土壤重金属的植物污染化学研究领域.结合多年的研究工作,从土壤重金属的植物根际化学行为、土壤重金属的植物吸收与解毒机制和重金属污染土壤的植物-微生物交互作用等方面简要阐述了土壤-植物系统中重金属的分布、存在形态、迁移转化、累积及生物学效应和控制规律的研究进展,并对将来的植物污染化学理论研究提出了展望.     

潮滩盐沼植物翅碱蓬对常见重金属的累积吸收及其机制

潮滩盐沼植物翅碱蓬对常见重金属(Cu、Zn、Pb和Cd)的累积吸收研究表明,该植物对常见重金属有一定的累积且随潮滩变化不明显,其对Cu、Zn、Pb和Cd的累积吸收系数分别为4. 7、4. 6、3. 1和4. 9,而生物富集吸收系数则分别为0. 97、1. 73、0.41和2.23;植物体内不同部位的分布、迁移规律研究表明,植物的不同部位累积情况存在明显差异,Cu表现为根>茎>叶,Zn表现为叶>根>茎,Pb表现为根>叶>茎,Cd表现为根>茎≈叶。在此基础上初步探讨了翅碱蓬对常见重金属累积吸收机制。     

人工湿地宽叶香蒲对重金属的累积与机理

宽叶香蒲(Typha latifolia L.)对环境胁迫具有较强的耐性。为了解宽叶香蒲对重金属的富集能力与耐性机理,通过野外调研,采集韶关凡口铅锌矿废水处理人工湿地中的宽叶香蒲与相应土壤样品,测定了土壤、植物的重金属总量与叶片亚细胞中重金属含量,分析了植物重金属含量与土壤重金属含量的相关性,并估算了宽叶香蒲地上部对重金属的提取量。土壤p H值在6.83~7.70之间,宽叶香蒲能有效降低土壤中的Cd、Pb、Zn、Cu和Mn的含量,对重金属的吸收主要受土壤重金属含量的影响,Pb和Cd的富集系数平均在0.5以上;除Fe外,叶片重金属主要分布在细胞壁和胞基质中。结果表明,宽叶香蒲是多种重金属的耐性植物,根系对重金属的富集与选择性向上运输、叶片细胞壁和胞基质对过量重金属的阻隔与结合作用是宽叶香蒲耐受重金属的重要机理。     

钝化剂在烟草植物修复铅镉污染土壤中的作用简

重金属钝化剂可以改变土壤中重金属的形态,降低其在土壤中的有效浓度、植物毒性及生物有效性,影响污染土壤中植物的生长及其对重金属的吸收。在温室盆栽条件下研究了施加羟基磷灰石（HA）、纳米羟基磷灰石（nHA）、纳米零价铁（nFe⁰）和纳米TiO₂（nTiO₂）对烟草植物修复铅镉污染土壤的作用。结果表明,HA降低土壤中Pb、Cd的有效性、促进烟草生长、增加了烟草叶、茎、根中Cd的吸收量和根系中Pb的吸收量,有利于Pb、Cd的钝化和植物修复。nHA也可以降低土壤中Pb、Cd的有效性,增加了烟草叶中Cd的吸收量,有利于Pb、Cd的钝化和Cd的植物提取。nFe⁰和nTiO₂对于土壤Pb和Cd的钝化作用和植物修复均没有显著影响。综合来看,HA最适合应用于烟草植物修复铅镉污染土壤。     

锑矿区土壤重金属污染及优势植物对重金属的富集特征

通过野外调查采样,分析了冷水江锑矿区4个采样点土壤和优势植物中重金属含量,以及矿区生长的5种优势植物对Sb、As、Cd、Pb、Cu和Zn的的吸收与富集能力及其富集特性。结果表明,矿区土壤中6种重金属元素的平均含量均超出湖南省土壤背景值和全国土壤背景值,土壤受Sb污染最严重,其次是Cd、As的污染。5种优势植物淡竹叶、苎麻、芒草、狗尾草和白背叶体内Sb、As的含量都超过正常范围,具有修复矿区土壤Sb、As污染的潜力。其中苎麻对Sb的富集系数和转运系数均大于1,满足Sb超富集植物的基本特征,可作为生态恢复的先锋植物;芒草对Cd的富集系数和转运系数都大于1,对重金属有较强的耐性,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

荧光假单胞菌产铁载体对油麦菜吸收砂基和水基中镉的影响

选取荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescence)作为代表微生物菌种,考察了菌体产铁载体的规律,并研究了添加菌体对水培油麦菜吸收砂基和水基中Cd~(2+)的影响。在此基础上分析了根际微生物与重金属之间的相互作用机理,为典型微生物在重金属污染治理中的作用提供了可借鉴的理论基础。通过平板实验证实荧光假单胞菌菌体代谢能够产生铁载体,且产铁载体量随着菌体培养时间的增加而增大。铁载体能够与Cd~(2+)络合,将Cd~(2+)固定,使得油麦菜对Cd~(2+)的吸收减少。添加菌体后,采用砂基和水基方式培养的油麦菜中Cd的含量分别减少了27.23%~50.74%和10.57%~45.53%,表明菌体形成的根际微生物能抑制油麦菜对Cd的吸收。因此,微生物代谢产生的铁载体可在重金属污染的植物修复中起到重要作用。     

土壤-植物系统中磷对重金属生物有效性的影响机制

磷对植物吸收重金属元素的影响作用属于植物营养和重金属污染生态研究的前沿.污染土壤中施入磷是否能够降低重金属离子的生物有效性,除了与重金属离子本身特性有关外,还与含磷化合物的性质及土壤环境条件有关.在分析中,就土壤中磷与重金属离子间交互作用机制、土壤中影响磷降低重金属离子生物有效性的环境因子及磷与重金属交互作用的国内外研究进展作了简要综述,并对今后的研究提出了展望.     

土壤-植物系统中磷对重金属生物有效性的影响机制

磷对植物吸收重金属元素的影响作用属于植物营养和重金属污染生态研究的前沿。污染土壤中施入磷是否能够降低重金属离子的生物有效性，除了与重金属离子本身特性有关外，还与含磷化合物的性质及土壤环境条件有关。在分析中，就土壤中磷与重金属离子间交互作用机制、土壤中影响磷降低重金属离子生物有效性的环境因子及磷与重金属交互作用的国内外研究进展作了简要综述，并对今后的研究提出了展望。     

水生蔬菜型湿地植物对氮、磷营养盐的吸收动力学

采用改进的常规耗竭法研究了6种蔬菜型湿地植物根系对氮、磷营养盐的吸收特征及差异。这6种植物根系对NH_4~+-N、NO_3~--N和H_2PO_4~-的吸收动力学特征均可采用Michaelis-Menten方程描述。结果表明:不同植物对氮、磷的最大吸收速率I_(max)和最小亲和力K_m有显著差异。6种植物对NH_4~+-N的吸收速率最大,对H_2PO_4~-的亲和力常数较小,所以当水体中氮、磷浓度较低时,优先选择吸收磷,但对铵态氮的吸收速率最快。通过对6种植物根系吸收氮、磷的最大吸收速率I_(max)和亲和力常数K_m的比较可知,空心菜根系拥有最大的I_(max)和最小K_m,说明空心菜能够适应任意浓度的水体净化,芋头I_(max)较低而K_m较大,说明芋头不适宜作为生态修复植物;韭菜适合高氮、磷水平的水体净化,可用作水体修复中的先锋植物,生菜适合低氮、磷水平的水体净化;雪里蕻适宜用于低P、低NH_4~+-N、高NO_3~--N水体修复,金花菜则是对高P、高NH_4~+-N、低NO_3~--N水平的污染水体处理效果相对较好;但考虑食用安全性问题,重金属含量可能超标,工程应用时需谨慎。     

生活垃圾填埋场封场后种植植物中重金属迁移研究

在上海老港生活垃圾填埋场填埋单元封场的覆盖土中掺混了矿化垃圾种植植物,分析Cd、Pb、Cu、Zn 4种重金属在土壤和植物中的迁移变化,研究表明:(1)覆盖土土质从一般耕作土变成肥沃土壤;覆盖土和种植混合土重金属Cd、Pb、Cu、Zn中Cd、Pb含量相近,但种植土的Cu含量略大于覆盖原土,Zn含量远大于覆盖原土;(2)植物能富集土壤和垃圾中的重金属,木本植物的根部富集重金属的能力强于草本植物,但重金属在草本植物根、茎、叶中的迁移速度大于木本植物;(3)植物根、茎、叶的Cu、Zn含量均远大于未受污染土壤种植植物相应部位的Cu、Zn含量,种植的植物不能供家养动物食用,以免通过食物链作用危及人体安全.     

湘西花垣县兴银锰业周边土壤重金属污染评价及优势植物蓄积特征

为了解湘西花垣县兴银锰业周边土壤重金属污染状况及优势植物蓄积特征,采集了当地空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、窃衣(Torilis scabra)、商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)、五月艾(Artemisia indica)、蒿草(Kobresia)、川莓(Rubus setchuenensis)等6种优势植物,根际土壤及5~10 m范围内未长植物的裸露土壤进行了研究。结果表明,研究区土壤主要存在Pb、Zn、Cu、Mn、Cd等污染,土壤中Fe、Cr污染程度处于相对安全等级,裸露土壤单因子污染指数和内梅罗综合污染指数高于根际土壤;6种优势植物对重金属的富集量未超出临界值,对重金属具有较强的转运能力;植物根际土壤中真菌、细菌、放线菌数分别为裸露土壤中真菌、细菌、放线菌数的1.19~2.19倍、1.33~1.72倍、1.02~1.52倍。     

碳酸钙和海泡石组配对水稻中Pb和Cd迁移转运的影响

为研究组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)对农田土壤重金属Pb和Cd的固化效果以及水稻各部位吸收累积Pb和Cd的影响,在湘南2个矿区(矿区A和矿区B)附近污染稻田中施用了不同添加量的LS(0、2、4和8 g/kg),并进行了水稻种植的田间实验。结果表明,(1)施用2~8 g/kg的LS能使矿区A和矿区B土壤pH值分别增加1.11~1.95和1.61~2.31个单位,能使矿区A和矿区B土壤中Pb和Cd的TCLP提取态含量分别降低18.6%~62.7%、15.7%~37.1%和38.6%~66.7%、0~76.6%。(2)LS能不同程度地降低水稻各部位重金属含量。矿区A糙米中Pb和Cd含量降低9.4%~35.6%、56.1%~66.8%;矿区B糙米中Pb含量降低14.4%~36.6%,而Cd含量变化不明显。(3)LS对水稻中Pb和Cd在各部位之间的转运系数均有不同程度的影响,其中Pb和Cd从茎叶到谷壳的转运系数最大,说明水稻茎叶对重金属的转运能力最强。(4)LS添加量为8 g/kg时,Pb和Cd从谷壳到糙米的转运系数最小,且糙米中Pb和Cd含量最低。     

植物修复及重金属在植物体内形态分析综述

植物修复是重金属污染土壤治理的重要方法,因其具有高效、经济及生态协调性等优势而广受关注。当前相关研究主要包括超积累植物体内重金属的迁移转化与形态分析方法,土壤修复后植物的减量化、无害化和资源化利用等方面。实验研究及修复工程中存在的问题主要体现为:(1)基础研究方面,目前对植物超积累重金属的分子机制、调控原理等方面的研究不够完善;(2)应用技术方面,修复植物的规模化种植、适用的栽培技术、收获物安全处置及资源化利用方面仍是植物修复技术发展的瓶颈。因此,目前需要深入研究超积累植物吸收、运输和积累重金属的生理机制,利于植物生长的农业措施以及用于修复的植物收获后的相应处理技术。同时,应结合重金属在植物体内的形态,对修复后的植物进行合理的减量化、无害化、资源化处理,以便于更加科学合理地选择土壤重金属修复植物,大规模推广植物修复技术的应用。