重金属超积累植物的研究进展

土壤重金属污染是当前面临的一个重大环境问题,而土壤重金属污染的植物修复尤其是超积累植物的应用是治理污染土壤的重要手段之一。文章介绍了重金属超积累植物的概念和作用,详细综述了近年来重金属超积累植物的研究成果,包括其富集特征、种质资源、种属及时空地域分布特点以及其吸收重金属的生物学机理等,并对该研究领域存在的问题及今后的研究方向与应用作了简要的探讨。以期引起人们对该领域的重视,并为国内在超积累植物的相关研究方面提供参考。     

超积累植物的研究进展

土壤重金属污染的植物修复是污染整治的重要手段之一，是目前世界范围内的研究热点，亦是目前仅见的土壤污染治理的环境友好技术，而超积累植物是这一技术的关键。本文就超积累植物的特征、生理机制、国内外开发现状及其修复潜力作了详细的介绍，并对这一技术存在的问题及今后的研究方向作了简单的探讨。     

超积累植物热解中重金属迁移及渗滤特性研究

在管式炉上研究了土壤修复后超积累植物蜈蚣草(Pteris vittata)热解过程中Zn、Cd、Cr、Cu、Pb和Ni的迁移规律和底渣的渗滤特性.结果表明,高温促进重金属的迁移,挥发强度依次是Pb≈CdZnCrCu≈Ni;热解温度在500~900℃有利于重金属在底渣中富集,有利于后续重金属回收利用,实现资源化;底渣的渗滤特性受温度影响,随温度升高,底渣的重金属浸出量减小;底渣中重金属浸出率整体呈现出下降趋势,说明热解使得底渣中重金属向更稳定形态转变.     

电镀污染区植物重金属积累特征研究

采用野外采样室内分析方法,对泰州某电镀污染区12种优势植物和对应土壤中的Cu、Cr、Cd、Pb和Ni5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运特征。结果表明,该电镀污染区土壤中Cd平均含量为4.10 mg/kg,是GB15618—2008《土壤环境质量标准》中二级标准9.1倍。植物吸收重金属的富集滞留在地上部较多,香樟对Cd,双穗雀稗、野艾篙、牛筋草对Cu,双穗雀稗对Cr,三叶草、蒲公英对Pb,双穗雀稗、苣荬菜对Ni表现出重金属植物修复的潜力,它们是修复Cd污染土壤的理想植物。     

超积累植物伴矿景天的焚烧处置及重金属浸出毒性研究

利用流化床焚烧炉与热重分析仪,研究镉(Cd)、锌(Zn)超积累植物——伴矿景天的焚烧失重与飞灰中重金属分布规律.同时,研究不同焚烧温度工况下旋风灰、布袋灰的基本特性和浸出毒性差异,以期为修复植物焚烧产物的进一步处置和资源化利用提供支持.结果表明:伴矿景天焚烧失重可分为水分蒸发、快速裂解和固定碳燃烧3个阶段;旋风灰和布袋...     

生物浸提对有色冶炼废渣中重金属形态的影响

本研究针对某冶炼厂的有色冶炼废渣,利用生物浸出技术浸提废渣中的有价金属,考察浸出前后各重金属形态变化,实验结果表明:浸出后余渣中Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等有害元素含量显著降低,浸出过程重金属的酸可提取态相对含量逐渐降低,残渣态相对含量逐渐提高。     

重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展

植物修复技术是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的生态技术.重金属超积累植物及植物修复技术是当前国内外学术界研究的热点领域之一.植物修复重金属污染的机制主要是植物对污染物的吸收、累积和转化,具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点.综述了近十几年来国内外植物修复重金属污染的现状及超积累植物机理,探讨植物修复技术目前尚存在的某些不足及今后努力的方向.     

重金属超富集植物研究进展

利用重金属超富集植物的吸收,积累环境中的污染物,是近年来发展起来的一种可清除土壤重金属污粢的植物修复技术。本文主要综述砷、镉、镍等几种具有代表性的重金属超富集植物,探讨了超富集植物的富集机理和特征,重点讨论了近年来重金属超富集植物的发展现状和今后的发展趋势。     

有色冶炼园区道路扬尘中重金属污染特征及健康风险评价

为研究有色冶炼工业园区周边道路扬尘中重金属污染特征及其健康风险,在云南省蒙自地区采集了城市道路、有色冶炼工业园区道路以及隧道尘样品,通过再悬浮设备将尘样悬浮至Teflon滤膜上获得PM_2.5和PM₁₀样品,并利用ICP-MS分析了Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb这8种重金属的含量.结果表明,在PM_2.5中重金属的平均含量高于PM₁₀.Pb、Cd、As和Zn在3种道路扬尘中平均含量最高,且在不同道路扬尘中平均含量差异表现为:隧道>工业园区道路>城市道路.隧道扬尘中Pb和As的平均含量高于其它重金属,在PM_2.5中达到92 338.3 mg·kg^-1和12 457.7 mg·kg^-1;工业园区道路扬尘中Pb和Zn的平均含量最高,在PM_2.5中分别是4 381.7 mg·kg^-1和4 685.0 mg·kg^-1;城市道路平均含量最高的重金属是Zn和P...     

Cd-Pb复合污染条件下3种花卉植物的生长反应及超积累特性研究

采用水培实验方法,研究了3种耐性较强的花卉植物在Cd-Pb复合污染条件下的生长反应及可能的超积累特性.结果表明,花卉植物种不同,其对复合污染的生长反应也不同,它们的耐性大小顺序为:蜀葵(Althaea rosea Cav.)＞凤仙花(Impatiens Balsamina L.)＞金盏菊(Calendula officinalis L.);Cd对植物生长的影响较大、Pb的影响相对较小.3种花卉植物对重金属的积累量都是根部大于地上部;蜀葵对重金属Cd具有很强的耐性和积累性,在Cd、Pb复合污染条件下极具植物修复的潜力.对于这3种花卉植物,Cd-Pb相互作用效应与多种因素有关,包括重金属之间的浓度组合、植物种和植株部位等,表现得极为复杂,不仅仅是单纯的加和、拮抗或协同作用.     

典型冶炼行业场地土壤重金属空间分布特征及来源解析

以韶关某冶炼厂为冶炼行业典型工业区,对冶炼厂区内土壤中的Cd、Pb、Hg、Sb、As、Zn、Cu、Cr和Ni等9种重金属元素的总量和有效态含量进行了测定,利用ArcGIS 10.2进行了冶炼厂地土壤中重金属空间分布的插值分析,采用的污染状况评价方法有单因子污染指数法、富集因子法和潜在生态危害指数法,重金属来源分析方法有...     

铜冶炼场地周边土壤重金属污染特征与风险评价

铜冶炼生产活动会造成周边土壤重金属污染,威胁公众健康.通过收集整理已发表文献数据,从整体上研究了国内外40个铜冶炼场地周边不同土地利用类型土壤重金属的累积特征、分布规律以及健康风险.结果表明,铜冶炼场地周边土壤重金属ω(As)、ω(Cd)、ω(Cu)、ω(Pb)和ω(Zn)平均值分别为196、10.5、1 948、604和853 mg·kg^-1,地累积指数(I_geo)依次为：Cd(5.63)>Cu(3.88)>As(2.96)>Pb(2.30)>Zn(1.27),Cd和Cu累积最严重.土壤重金属内梅罗指数(NIPI)高值主要出现在冶炼历史长、工艺落后和环保措施不足的场地.土壤重金属含量之间呈现显著相关性,随着采样半径增加而降低,主要累积在冶炼场地周边2～3 km内.相对于冶炼历史、规模和工艺,土地利用类型对土壤重金属含量影响较小.铜冶炼场地周边土壤重金属普遍存在致癌风险与非致癌风险,其中冶炼生产区As和Pb,林地Pb的健康风险较高.研究结果可以指导冶炼场地周边土壤重金属污染风险防控工作.     

重金属污染土壤的植物修复研究现状

植物修复是利用植物吸收、降解、挥发、根滤、稳定等作用机理,达到去除土壤、水体中污染物,或使污染物固定以减轻其危害性,或使污染物转化为毒性较低化学形态的现场治理技术。植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。已有研究在累积与超累积植物的寻找筛选、植物对重金属等有害物的耐毒和解毒机理、植物修复现场环境调控及根际处理技术等方面取得了大量成果。     

螯合剂复配对实际重金属污染土壤洗脱效率影响及形态变化特征

乙二胺四乙酸二钠(EDTA)是土壤重金属污染洗涤修复中最常用的洗涤剂,然而其难降解性会对环境产生不利影响.而污染场地重金属形态分布对其环境风险至关重要.以某化工场地多种重金属污染土壤为对象,为减少EDTA用量,开展室内振荡实验考察EDTA与EDDS复配对As、Cd、Cu及Pb的洗脱效果和最佳复配比条件下洗涤前后重金属形态变化.结果表明在最优洗脱条件下,As、Cd和Pb去除率在EDTA∶EDDS=7∶3时达到最高,分别为12.67%、38.71%和31.09%;Cu在复配比为9∶1时可达16.91%.洗涤后,As的铁锰氧化态含量升高,会增加一定的环境风险;Cd的形态分布大体与原土一致;Cu和Pb的洗脱主要来自铁锰氧化态,其中Pb的铁锰氧化态洗脱量最大,而有机结合态所占百分比降幅最显著.复配体系不仅对4种重金属的洗脱率有一定提升,洗涤后重金属有效态比例也有所降低,对土壤重金属污染的修复具有指导意义.     

土壤重金属污染的调控机理及应用研究

土壤重金属物污染的调控机理和应用研究,是国内外重金属污染土壤修复技术研究的热点和前沿领域。通过利用生物作用、理化措施等调控技术,可降低土壤中重金属的有效态浓度,降低其生物有效性及迁移性。文章阐述了利用植物、微生物、化学改良剂等修复土壤重金属污染的调控机理、影响因素、应用技术等方面的研究现状,讨论了植物修复、微生物作用、固定沉淀、吸附络合、有机络合及螯合、离子拮抗等原理与措施,并提出了其研究应用的发展趋势和展望。     

垃圾渗滤液污染场地的重金属污染再释放研究

选用粉砂、粘土和土壤为材料,通过3个系列的静态实验研究了三种岩性的垃圾渗滤液污染场地中6种重金属污染再释放能力的时间变化趋势。实验结果表明,随着反应时间的延长,在模拟三种岩性的垃圾渗滤液污染场地中Cr、Cu、Mn、Ni、Zn的直接污染能力和污染再释放能力均有不同程度的增大,而Pb则不明显。其中,Cu和Mn在粉砂、粘土、土壤中的直接污染能力分别比背景值增大了4.8倍、2.3倍、3.1倍和24.8倍、22.9倍和2.5倍。Ni在粉砂中的直接污染能力比背景值增大了11倍。Zn在粉砂和粘土中的直接污染能力和污染再释放能力分别比背景值增大了1.4倍、1.7倍和1.4倍、1.5倍;Cu在三种介质中的污染再释放能力:土壤>>粉砂和粘土。Cu、Mn和Ni在三种介质中的直接污染能力:粉砂>>粘土和土壤。     

不同改良剂对黔西北锌冶炼区农用地土壤重金属修复效果研究

为研究不同改良剂对土壤重金属(Cd、Cu、Pb、Zn)的修复效果,以黔西北锌冶炼区农用地土壤为研究对象,分别将不同比例(1%、2%、5%)的海泡石(H)、石灰(S)和蚯蚓粪(Q)施加于锌冶炼区重金属(Cd、Cu、Pb、Zn)复合污染农用地土壤,稳定陈化75 d后,分析土壤理化性质(pH、EC、含水率)、有机质、有效态养分(N、P、K)、重金属有效态含量变化特征。结果表明,与对照相比,除低添加量的海泡石处理(H1%)略微降低土壤pH外,海泡石和石灰处理均提高了土壤pH,而添加蚯蚓粪处理则降低土壤pH。除石灰处理分别降低土壤有机质和碱解氮含量外,海泡石和蚯蚓粪均可有效提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,其中蚯蚓粪和石灰处理分别对土壤碱解氮和有效磷的增加效果最为明显,分别增加了36.53%～72.34%和67.96%～144.01%。与对照相比,添加石灰明显降低了土壤中DTPA-Cd、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量,分别降低了16.94%～29.87%、8.26%～20.46%、27.91%～51.02%。添加蚯蚓粪则总体上增加土壤中DTPA提取态重金属(Cd、Cu、Pb、Zn)...     

植物基因工程修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染植物修复技术应用广泛,但超富集植物的寻找耗时费力,现存超富集植物通常生长缓慢、生物量低、地域限制较大,导致植物修复效果不能达到预期.基因工程在植物修复中的应用,为提高植物修复土壤重金属污染的效率提供了新的思路.通过综述基因工程强化植物修复土壤重金属污染的研究进展,着重关注植物修复关于重金属转运、储存、解毒过程的调控过程,主要包括:①控制植物体内重金属由胞外运移至胞内的关键基因,主要有锌铁调控蛋白、黄色条纹样蛋白、天然抗性相关巨噬细胞蛋白,作为载体参与重金属在植物体内的不同组织的转运.②改变重金属在细胞内储存位置、提高植物耐受能力的关键基因,主要调控ATP结合盒转运器、阳离子扩散促进器和P_1B型ATPases,通过增强植物对重金属的区隔化能力来实现储存功能.③降低重金属对植物毒害作用的关键基因,主要调控植物体内植物络合素、金属硫蛋白的大量合成,并络合重金属形成螯合物.根据植物基因对重金属超耐性和超富集的作用机制,建议后续研究可利用基因工程向目标植物导入相关功能基因,使其在目标植物中高效表达,并在实际环境中进行植物生长测试应答机制,最终更好地调控植物体内重金属含量平衡关系,以克服超富集植物与环境适配性差的缺陷.