农田杂草的重金属超积累特性研究

首次采用小区试验方法,对沈阳地区12科22种田间杂草植物进行其积累特性的初步研究.结果表明,小白酒花(Conyza canadensis)、欧亚旋覆花(Znula Britannica)等8种植物地上部Cd的富集系数均大于1,且地上部Cd的含量大于根部Cd的含量,具备了重金属超富集植物的基本特征.植物地上部重金属含量与植物地上部生物量的相关分析表明,植物对重金属的积累量与植物地上部生物量的大小无关.     

镉锌铅复合污染土壤的超富集植物修复能力研究

在分析某金属矿区周边及试验基地土壤基本特征的基础上,采用正交试验法对超富集植物龙葵及印度芥菜进行镉、锌、铅复合污染的盆栽试验,同时对龙葵及印度芥菜的根、茎、叶样品中镉、锌、铅含量进行测定和方差分析。主要研究结果如下:1)龙葵和印度芥菜对重金属Cd、Zn具有很强的吸纳与耐受能力,且其吸收量随土壤中重金属浓度的增加而增加,但是对Pb的吸纳能力并不强。2)在3种重金属同时存在的情况下,龙葵和印度芥菜地下部对重金属Pb的吸收富集能力分别为地上部的2~4倍和2~12倍;龙葵和印度芥菜地下部对重金属Cd的吸收富集能力略小于地上部;而龙葵和印度芥菜地下部对Zn的吸收富集能力则小于地上部。3)在镉、锌、铅复合污染条件下,龙葵和印度芥菜对3种重金属吸收富集能力的大小依次为Zn>Cd>Pb。龙葵对重金属Cd和Pb的转运系数大于印度芥菜,而印度芥菜对Zn的转运系数大于龙葵。     

三叶鬼针草等7种常见菊科杂草植物对重金属的集特征

超富集植物是植物修复重金属污染土壤技术最主要的内容,而超富集植物的筛选是植物修复技术的难点和重点.采用室外盆栽试验的方法,研究了我国北方较常见的7种菊科植物对重金属的超富集特征.盆栽筛选试验表明,蒲公英和三叶鬼针草对Cd单一及Cd-Pb-Cu-zn复合污染的耐性较强,植物地上部镉含量分别高于其根部镉含量,地上部镉的富集系数也均大于1,具备了镉超富集植物的基本特征.以这2种植物为试材的盆栽浓度梯度试验表明,当土壤中Cd投加浓度分别为25、50、100 mg·kg-1时,三叶鬼针草地上部生物量没有明显下降(P<0.05),Cd含量均大于其根部Cd含量,且其叶中Cd含量均大于100 mg·kg-1,达到了Cd超富集植物应达到的临界含量标准.而蒲公英在这3个处理条件下,其叶片中Cd含量均没有超过100 mg·kg-1.可见只有三叶鬼针草完全具有镉超富集植物的基本特征,是镉超富集植物.     

磷尾矿堆积区常见植物对重金属的吸收和富集特征研究

调查分析贵州福泉川恒磷尾矿堆积区土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cd的含量,采集矿区常见植物,对比植物对Pb、Zn、Cu和Cd的吸收、转运和富集特征.结果表明,磷尾矿区土壤未受四种重金属污染,植物体内金属含量也都在正常范围值内,体内重金属含量均未能达到超富集植物的含量标准;在调查的植物中,对Cd的富集系数值均大于1,禾本科雀麦、菊科野菊花体现了对Pb、Cu、Cd等多金属的富集优势,禾本科雀麦对Pb、Cu、Cd的富集系数为3.47、1.58、2.9,野菊花为1.86、0.86、4.02;迁移系数分别为雀麦2.82、2.16、0.67,野菊花3.98、1.28、0.74;对于元素Zn两者的TF值均大于1,因此这两种矿区植物都展现出了对重金属良好富集与迁移特征,对污染土壤的植物修复具有潜在的应用价值,应该通过实验室水土试验加以确认.     

矿区周边土壤重金属污染治理的优势植物筛选——以关中西部某铅锌冶炼区为例

通过对关中西部某铅锌冶炼区周边实地调查、采样和室内样品分析,采用原子吸收分光光度计测定铅锌冶炼区周边地区长势良好的13种优势植物对Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Ni的吸收与富集能力及其富集特征。结果表明,矿区土壤均受到Pb、Zn、Cd 3种重金属的污染,13种植物体内的Pb、Zn、Cd的含量比正常植物的含量高出数倍,白蒿、蒲公英、播娘蒿、牛舌草和秃疮花这5种植物对于Pb、Zn、Cd这3种重金属的转移系数均大于1,从植物体内重金属含量、转运系数和富集系数3个指标来看,白蒿和蒲公英可作为首选的2种先锋植物。此结果为利用本土植物治理铅锌矿区土壤重金属污染提供一定的参考依据。     

铅锌尾矿污染区3种菊科植物体内重金属的亚细胞分布和化学形态特征

通过实地调查分析广西阳朔某铅锌尾矿污染农田自然生长的3种常见菊科植物野艾蒿、胜红蓟和野茼蒿体内的重金属含量,并采用差速离心与化学试剂提取法分析重金属在植物中的亚细胞分布及其存在的化学形态,探究菊科植物对重金属的积累、耐性特征和机制.结果表明,污染区土壤受Cd、Pb、Zn这3种重金属污染严重,其含量分别比国家土壤环境二级标准(GB 15618-1995)超标37.7、5.7和8.9倍,植物体内Cd、Pb和Zn含量都超过正常范围.野茼蒿和胜红蓟对Cd具有较强的迁移能力和富集能力,适用于Cd污染土壤的生态修复.此外,野茼蒿的茎和叶中Cd的含量分别为159.6 mg·kg~(-1)和219.5mg·kg~(-1),超过Cd超富集植物的临界标准,可见野茼蒿完全具有Cd超富集植物的基本特征,是Cd超富集植物.3种菊科植物地下部和地上部的Cd、Pb和Zn主要分布在液泡可溶组分和细胞壁中,而在细胞器中的分布较少.植株中大部分的重金属以迁移性较低的氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态存在.因此,液泡区隔化、细胞壁固持和重金属以低活性的化学形态为主可能是3种菊科植物应对重金属胁迫的重要耐性机制.与野艾蒿相比,胜红蓟和野茼蒿茎叶中的Cd更多地贮存在液泡中,且地上部"活性态"Cd的积累比例低于根系,这些很可能是胜红蓟和野茼蒿忍耐和富集镉的重要途径.     

8种木本植物对矿渣中重金属的吸收与富集研究

研究通过测定栽培在铅锌矿渣中的8种木本植物体内的Pb、Zn、Cu、Cd含量,分析比较了其吸收和富集4种重金属的能力。结果表明:Pb、Zn、Cu、Cd主要富集在植物根部,只有很少一部分重金属转移到植物地上部组织中,8种植物并非超富集植物,实地植物修复中可选取光皮树、黧蒴栲、楠木以及杜鹃作为修复铅锌污染土壤的潜力树种。     

三叶鬼针草等7种常见菊科杂草植物对重金属的超富集特征

超富集植物是植物修复重金属污染土壤技术最主要的内容,而超富集植物的筛选是植物修复技术的难点和重点.采用室外盆栽试验的方法, 研究了我国北方较常见的7种菊科植物对重金属的超富集特征. 盆栽筛选试验表明, 蒲公英和三叶鬼针草对Cd单一及Cd-Pb-Cu-Zn复合污染的耐性较强, 植物地上部镉含量分别高于其根部镉含量,地上部镉的富集系数也均大于1, 具备了镉超富集植物的基本特征. 以这2种植物为试材的盆栽浓度梯度试验表明, 当土壤中Cd投加浓度分别为25、 50、 100 mg·kg^-1时,三叶鬼针草地上部生物量没有明显下降(p<0.05), Cd含量均大于其根部Cd含量, 且其叶中Cd含量均大于100 mg·kg^-1, 达到了Cd超富集植物应达到的临界含量标准.而蒲公英在这3个处理条件下,其叶片中Cd含量均没有超过100 mg·kg^-1. 可见只有三叶鬼针草完全具有镉超富集植物的基本特征,是镉超富集植物.     

不同玉米品种Cd、Pb、Zn和As积累与转运特性

通过田间试验,研究了22个玉米品种同时在未污染、轻度、中度和重度重金属Cd、Pb、Zn和As复合污染农田土壤条件下,玉米植株各部位对Cd、Pb、Zn和As的富集和转运特性,并对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这8种重金属元素进行了主成分分析和相关性分析,探讨了玉米植株吸收Cd、Pb、Zn和As含量与土壤中重金属元素形态含量的关系.结果表明：①玉米植株不同部位Cd和Zn含量分布规律为：穗上茎叶>穗下茎叶>根>籽粒,Pb分布规律为：根>穗下茎叶>穗上茎叶>籽粒,As分布规律为：根>穗上茎叶>穗下茎叶>籽粒,分布规律的不同与作物本身积累特性以及研究区土壤中Cd、Pb、Zn和As的环境活性高低密切相关.②22个玉米品种遗传背景的较大差异造成品种间Cd和Pb的积累具有显著差异（P<0.05）,表现为4种趋势：Cd和Pb复合高积累品种,单一Cd或Pb低积累品种（低Cd高Pb、低Pb高Cd）,Cd和Pb复合低积累品种.其中3个品种籽粒Cd含量超过国家食品安全标准,14个品种茎叶Cd含量超过国家饲料卫生标准;所有品种茎叶和籽粒Pb含量均未超标,但部分品种籽粒Pb含量接近限值具有超标风险;不同玉米品种茎叶和籽粒As含量均远低于标准限值,表现出稳定的低积累特性;不同玉米品种茎叶Zn含量随土壤Zn含量的升高而升高,但籽粒Zn含量维持在满足植株正常生长的阈值范围内.③研究区玉米植株中Cd、Pb、Zn和As具有一定的同源性,主要受土壤中Cd、Pb、Zn和As污染物含量超标的影响较为深刻,这说明矿山采选和尾矿堆存带来的人为来源,玉米植株中Cu元素受到一定人为污染来源的影响,但影响程度有限;玉米植株中Hg、Ni和Cr元素间具有一定的同源性,说明成土母质和风化产物累积的自然来源.④玉米植株各部位Cd、Pb、Zn和As元素含量,以及Cr和Ni元素含量均具有极显著正相关性（P<0.01）,Cd、Pb、Zn和As元素在植物体内的运输机制可能有共同之处,从玉米根部向地上部迁移方面表现出协同效应,Cr和Ni元素同样如此.而玉米茎叶中Hg与Cd、Pb、Zn和As元素,以及籽粒中Hg与Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni和Zn元素均表现出一定的拮抗作用.⑤采用对照优选法将同时满足：茎叶Cd、Pb和As含量未超过国家饲料卫生标准,籽粒Cd、Pb和As含量未超过国家食品安全标准,籽粒Cd、Pb和As聚类分析为低积累类群,植株茎叶和籽粒Cd、Pb和As富集和转运系数较低作为优选条件,筛选出C18（先玉335）可作为Cd、Pb和As复合低积累且籽粒Zn含量维持在正常水平的优选玉米品种,适宜在北方工矿企业周边重金属复合污染农田推广应用.     

三种植物对铅锌尾矿土壤Pb、Zn和Cd的吸收特性

以铅锌尾矿土壤为栽培基质,采用盆栽试验的方法,研究了玉米、大豆和银合欢对Pb、Zn和Cd的吸收特征。结果表明:(1)地上部Pb和Cd含量分别以银合欢和大豆较大,为(124.4±6.7)和(9.95±0.78)mg/kg;Zn含量以玉米和大豆较大,为(126.0±5.5)和(119.5±5.7)mg/kg。地下部Pb和Zn含量均以大豆最大,分别为(722.5±94.0)和(481.0±46.0)mg/kg;Cd含量以大豆和银合欢较大,为(12.14±0.37)和(11.15±0.47)mg/kg。(2)植物地上部和地下部对Pb、Zn和Cd的吸收量以玉米最大,大豆次之,银合欢最小。(3)三种植物对Pb、Zn和Cd的富集系数和位移系数,以及对Pb和Zn的转运量系数均小于1;玉米和大豆对Cd的转运量系数大于1,银合欢对Cd的转运量系数接近1;三种植物对尾矿土壤Pb、Zn和Cd的净化率极低。(4)三种植物的富集系数、位移系数、转运量系数和净化率均为CdZnPb,表明Cd更易被三种植物吸收和转运到地上部。     

铅锌矿区植物对重金属吸收和富集特征研究

通过实地调查分析贵州都匀牛角塘铅锌矿区土壤中重金属Pb、Cu、Cd的含量,采集9种矿区常见优势植物,对比植物对Pb、Cu和Cd的吸收、转运和富集特征.结果表明,矿区土壤受Pb和Cd两种金属污染严重,植物体内Pb、Cd含量都超过正常范围;在调查的9种植物中,桑科的地果地上部分Pb、Cd的含量最高,富集系数1.32、0.9...     

重庆渝北地区土壤重金属形态特征及其有效性评价

结合渝北地区土壤重金属全量及形态分析,对区内主要土壤类型(紫色土、石灰土、黄壤、水稻土)中的As、Cd、Cr、Pb形态构成特征、影响因素及有效性进行研究. 结果表明:不同土壤类型重金属形态构成差异明显,Cr、Pb在各土壤类型中均以残渣态为主;Cd在黄壤、紫色土中以离子态、残渣态为主,其中离子态平均构成在2类土中分别高达37.44%、29.97%. w(可利用态As)和w(可利用态Cr)在紫色土中的平均值分别为0.04和0.96mg/kg,w(可利用态Cd)在水稻土和紫色土中的平均值分别为0.13和0.09mg/kg,w(可利用态Pb)在黄壤中的平均值为1.94mg/kg,表现出较高生物有效性;石灰土中各重金属可利用态总体较低. w(可利用态As)、w(可利用态Cd)分别与As全量(以w计,下同)、Cd全量呈显著正相关;w(可利用态Cd)和w(可利用态Pb)与pH,w(可利用态Cr)与w(有机质)均呈显著负相关. 紫色土中w(可利用态Cd)、w(可利用态Cr)和w(可利用态Pb)与各重金属全量、pH和w(有机质)三者显著服从多元非线性对数回归,通过该回归可对研究区紫色土这3个元素的可利用态含量进行预测.      

城市交通大气与土壤重金属对小蜡生物富集作用的影响

选择合肥市区交通干道、城郊公路和森林公园作为具有不同交通流量的路段,通过火焰原子吸收法,测定土壤和小蜡叶片中的w(Cu),w(Zn),w(Pb),w(Cd)和w(Cr);运用统计方法研究土壤和小蜡叶片中重金属含量的差异和相关性,以及与城市交通大气污染的关系.结果表明:市区交通干线和城郊公路的土壤中w(Cu),w(Zn),w(Pb),w(Cd)和w(Cr)均高于对照点(森林公园),且市区交通干线与对照点的土壤中重金属含量差异显著;小蜡叶片对5种重金属富集量与土壤中的相应重金属含量没有明显相关性,这表明叶片富集的重金属主要来源于道路交通产生的大气重金属污染物,而非主要从土壤中吸收获得;小蜡叶片对大气中的Pb和Cr的富集能力较强,其生物浓缩系数分别为5.50和3.43,说明小蜡可能是Pb和Cr的良好指示植物,可用于环境监测.     

江苏沿海典型围垦区土壤重金属分布特征及来源分析

根据江苏沿海条子泥围垦区90个表层土壤重金属含量测试数据,分析其分布特征,应用地质累积指数法评价重金属污染现状,通过相关性分析和主成分分析研究重金属的来源。结果表明,重金属平均含量的大小顺序为Cr > Zn > Ni > Cu > Pb > As > Cd > Hg,高值区分布于梁垛河口,低值区分布于用作淡水养殖的滩涂;土壤环境质量优良,88个样品为一类土壤,重金属元素的平均地质累积指数小于0,污染程度为无污染;重金属元素主要来源于自然沉积,Cr、Cd、Pb还受到一定人类活动影响。     

贵州省麻江县蓝莓基地土壤重金属污染及风险评价

为了研究麻江县蓝莓基地土壤中8种重金属元素(Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn)的分布特征、污染程度、潜在生态风险及其来源。采用ICP-MS和AFS分别测定了麻江县6个蓝莓基地18件土壤样品中的8种重金属元素含量,并采用地累积指数法、内梅罗污染指数法、富集因子法、潜在生态污染指数法对蓝莓基地土壤重金属元素富集程度和潜在生态风险进行了评价,同时结合相关性分析和聚类分析对麻江蓝莓基地土壤重金属来源进行了探讨。结果表明,麻江蓝莓基地土壤Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni、Cr和Zn的平均值分别为0. 24、0. 30、35、35、22、27、62、79 mg/kg,Hg、As和Pb平均值高于贵州省土壤背景值,Hg和As污染严重。地累积指数法、内梅罗污染指数法、富集因子法、单项污染指数法的评价结果基本一致,其评价结果表明,麻江蓝莓基地土壤中的Hg、As、Pb受到了不同程度的污染。综合污染指数法评价结果表明,陡坡坪、乌卡坪和白竹林蓝莓基地土壤已受到重金属的轻度污染;陈家山、乌羊麻和甘溪蓝莓基地土壤已受到重金属的中度污染。潜在生态污染指数法评价结果表明,陡坡坪、乌卡坪和白竹林蓝莓基地土壤8种重金属存在轻微潜在生态风险,陈家山、乌羊麻和甘溪蓝莓基地土壤8种重金属存在强潜在生态风险。相关性分析和聚类分析表明,Ni、Zn、Cu、Cr和Cd相关性显著并聚为一类,主要来源于自然地质背景; As和Pb相关性极显著并聚为一类,主要受动物粪便、农药、汽车尾气等复合因素的影响; Hg与其他7种重金属之间无相关或相关性不显著,单独聚为一类,主要来源于燃煤。     

广东清远电子垃圾拆解区农田土壤重金属污染评价

简单粗放的电子垃圾回收活动给周边环境带来了一系列污染问题,污染物通过食物链的累积最终将对人体健康产生危害.为了解广东省清远市电子垃圾拆解地周边农田土壤重金属污染现状,在该市龙塘镇和石角镇电子垃圾拆解区域内采集22个农田土壤样品,并分析了土样中重金属的含量水平、空间分布特征和化学形态.结果表明,与广东省土壤背景值相比,农田表层0~20 cm土壤中Pb、Cu、Cd、Zn、Ni和Cr元素含量表现出不同程度的富集.从单项污染指数来看,72.7%的表层土壤样品存在一种或几种重金属超标,以Cd、Cu、Pb和Zn污染为主,其中Cd污染比例最高,其次是Cu,最后是污染比例相当的Pb和Zn.内梅罗综合污染指数分析发现68.2%的土壤样品受到重金属污染,其中更有53.3%为重污染等级.大部分重金属之间具有良好的相关性,简单粗放的回收活动成为电子垃圾拆解地周边农田重金属污染的重要来源.Cd、Pb、Zn和Cu在表层土壤中含量较高,深层土部分(20~100 cm)并未表现出随深度增加而显著降低的趋势.Cr和Ni元素在整个采样剖面中含量基本一致,无统计学意义上的差别.重金属化学形态分析结果显示Pb、Cu和Cd的活性形态比例范围分别为36.9%~90.6%、39.6%~93.9%和43.7%~99.6%,平均值分别为61.3%、65.3%和80.7%,绝大多数土壤样品中3种重金属活性形态在总量中的比例占到一半以上,具有极大的生态风险.     

产表面活性剂根际菌协同龙葵修复镉污染土壤

从某矿区重金属污染的土壤中分离筛选出一株能产生物表面活性剂的根际细菌LKS06,经生理生化特征及16S rDNA序列分析,将其鉴定为假单孢菌属(Pseudomonas sp.LKS06).生物学特性的测定表明,菌株LKS06对多种重金属有很高的耐受性,且具有分泌吲哚乙酸、产铁载体和ACC脱氨酶活性的能力,并对土壤重金属...     

根际土-辣椒系统中重金属的分布及食物安全风险评价

采集整株辣椒及其根际土壤,并将植株分为根、茎和果实三部分,分别测定铬、砷、镉、汞和铅的含量。探讨了五种重金属元素在根际土-辣椒系统中的分布规律,并评估了人群食用辣椒导致五种重金属元素暴露的健康风险。结果显示,辣椒果实中Cr、As、Cd、Hg和Pb五种重金属含量(干重)分别为0.30~9.93、0.01~0.03、0.01~0.13、0.01~0.09和0.01~0.58mg/kg;在根际土与辣椒果实间,重金属的累计富集系数为CdHgCrPbAs,Cd和Hg表现出较强的富集能力。虽然辣椒果实中各重金属的含量平均值均低于《农产品安全质量:无公害蔬菜安全要求》(GB 18406.1-2001)限值要求,但贵州居民通过食用辣椒途径摄入重金属Cr和As占其临时性每周人体可耐受摄入量的比例相对较高,食用辣椒摄入Cr和As造成的食品安全风险应引起关注。     

湖南采矿区和冶炼区水稻土重金属污染及其潜在风险评价

对湖南省9个县市采矿区和冶炼区附近的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb进行了调查和分析.结果表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb的含量呈对数正态分布.单因子污染指数法评价表明,在所调查的区域中,有6个县市矿区和冶炼区附近的水稻土受到Cd的严重污染,其它地区的水稻土分别受到Cd、As、Cu、Zn和Pb不同程度的污染,其中衡阳常宁市水口山铅锌矿区和株洲清水塘冶炼区附近的水稻土受到重金属的严重污染.潜在风险评价表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中Cd潜在风险参数最高,其次是Pb和As.衡阳常宁水口山铅锌矿、株洲清水塘冶炼区、娄底冷水江锡矿和湘潭锰矿附近的水稻土中重金属的潜在生态风险参数很高,具有很高潜在风险程度;永州道县冶炼区水稻土中重金属的潜在生态风险程度为较高程度;郴州柿竹园铅锌矿.常德石门雄磺矿、益阳赫山区金矿区和岳阳临湘铅锌矿区附近的水稻土的重金属潜在生态风险为中等程度.