土壤重金属污染生物修复的研究进展

土壤重金属污染的生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,主要评述了重金属污染土壤的植物修复的原理、类型与技术植物修复的优点,微生物修复等进展情况。并对今珀的研究重点进行了简要的讨论。     

土壤重金属污染生物修复的研究进展

土壤重金属污染的生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。主要评述了重金属污染土壤的植物修复的原理、类型与技术 ,植物修复的优点 ,微生物修复等进展情况。并对今后的研究重点进行了简要的讨论     

基因工程改良植物对重金属污染土壤的修复

利用基因工程改良植物，调整植物吸收、运输和富集重金属的能力以及它们对重金属的耐受性，开拓了植物修复的新领域。到目前为止，已有成功改变这些特性的少数例子。例如，汞离子还原酶可以改善植物抵抗力和提取能力，金属巯基蛋白可增强植物对镉的耐受力，铁还原酶和铁蛋白可增加植物对铁的吸收量。文章综述和讨论了这方面的研究进展及方向。     

表面活性剂强化重金属污染植物修复的可行性

表面活性剂因具有亲水亲脂的两亲性，已被广泛用来治理环境污染。利用表面活性剂强化植物萃取土壤重金属的可行性，是建立在表面活性剂、重金属、土壤、植物等四者之问的关系基础上的。文章根据乳化液膜分离、胶团强化超滤、金属液泡吸收等技术探讨了表面活性剂与重金属的关系。表面活性剂在其浓度超过临界胶束浓度时，在溶液中形成胶团，通过静电吸附与超滤，去除溶液中的重金属。超滤技术与ξ电位的试验结果确定了表面活性剂与土壤的关系，即土壤界面的吸附和金属缔合后，通过降低表面张力和增流作用解吸被吸附的金属。细胞膜透性学说揭示了表面活性剂与植物的关系．即表面活性剂改变生物膜的结构和透性，促使植物对重金属的吸收。开发环境友好性的生物表面活性剂是该研究领域的前沿方向。     

修复植物热解过程中重金属元素迁移行为研究

在管式炉反应器中研究了重金属土壤修复植物长香谷稻秆中Cd、Pb、Mn、Cu和Zn在不同温度、停留时间和反应气氛下的迁移行为,结果表明：在低于元素挥发的温度热解时,固体残渣中重金属元素的富集倍数随温度的升高而增加;在元素挥发的温度热解时,该元素在固体残渣中的富集倍数随着停留时间的延长而减少;800℃以上CO2气氛比N2气氛更有利于Mn、Cu和Zn在热解残渣中富集。选择合适的热解条件能够达到将原料减容减重并富集其中特定重金属元素的目的。     

竹类植物修复重金属污染土壤的研究进展

随着我国经济的快速发展,土壤重金属污染问题也愈加严重.植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前土壤修复领域的研究热点之一.竹类植物对重金属有良好的耐受能力和富集能力,且具有生物量大、栽培简单和经济效益高等特点,在修复重金属污染土壤方面有很高的应用潜力和开发价值.结合竹类植物修复重金属污染土壤的研究现状,系统阐述了竹...     

铅锌冶炼厂土壤污染及重金属富集植物的研究

对株洲市铅锌冶炼厂生产区进行了植被和土壤调查。结果表明，该厂土壤污染以镉铅锌(Cd、Pb、Zn)最为严重，尤其是重金属镉在土壤中含量超过背景值高达208倍，分析原因主要是由于大气尘降和雨水淋洗等使得污染加重。实验采集并分析测定了9种植物中重金属富集量，首次报道了土荆芥是一种铅超富集植物，其体内Pb质量分数高达3888mg／kg。另一种植物商陆能大量富集镉，具有地下部向地上部转运能力强、生物量大、富集总量高的特点，有很大研究价值和应用潜力。另外，荨麻对Zn有较强富集能力，这3种植物可分别用于铅、镉和锌等3种重金属污染土壤的植物修复。     

生物表面活性剂及其在重金属污染生态修复中的应用

介绍了不同污染体系中重金属的存在形态,生物表面活性剂的种类、优点及生产方法。综述了几种典型的生物表面活性剂(鼠李糖脂、槐糖脂s、urfactin和皂角苷)及其在重金属污染生态修复中的应用。分析了生物表面活性剂去除重金属的作用机制,阐述了生物表面活性剂修复重金属污染的研究方向。     

腐殖质改良植物修复重金属污染土壤的研究进展

腐殖质(HS)是土壤有机质的重要组分,广泛应用于土壤改良。通过文献调研,在综述HS对土壤重金属的作用及其机制基础上,分析了HS在植物修复重金属污染土壤领域的应用潜力。已有研究表明:(1)大分子胡敏素(HM)和胡敏酸(HA)可钝化重金属离子,降低重金属对植物的毒害作用,小分子富里酸(FA)则可促进重金属从植物地下部向地上部迁移;(2)除受土壤理化性质影响外,HS与重金属离子的结合主要受HS的pH、溶液离子强度、分子量大小和活性官能团数量等条件影响;(3)叶面喷施HS可以抑制重金属向植物体内运输,保护光合系统不受重金属危害;土壤添加低浓度HS可以促进重金属转运,高浓度HS则会对植物产生负面效应;(4)根据HS与重金属作用下的生态毒理学效应、土柱淋溶效果和植物生长发育评估结果,认为HS不会产生次生环境风险。因此,HS可以作为重金属污染土壤植物修复的环境友好型促进剂,扩大重金属污染土壤植物修复的应用范围。     

土壤重金属污染的植物修复中转基因技术的应用

重金属污染的植物修复技术以其费用低廉、不污染环境等优点一度成为环境科学界研究的热点。为了克服植物修复技术中超积累植物生长缓慢和地上部生物量小等带来的限制，近年来研究者通过大量试验研究发展，外源基因在植物体内的高效表达可以提高植物吸收、运输、降解污染物的能力和修复的效率。本文首先对目前国内外重金属污染土壤植物修复的研究动态进行综述，重点论述了PCs、MTs、MerA、MerB、ArsC、γ-ECS等转基因在土壤重金属污染植物修复中的应用，最后指出在充分考虑到转基因植物给生态环境带来潜在威胁的前提下，转基因技术的研究与开发不仅可以促进多学科的交叉研究和丰富环境科学的研究领域，更重要的是在很大程度上有效地克服了目前土壤重金属污染植物修复中存在并急需解决的棘手问题，为土壤重金属污染的植物修复提供了更加广阔的应用和发展前景。     

pH对黄棕壤重金属解吸特征的影响

对黄棕壤在pH 4~7不同吸附量下6种典型重金属(Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Co2+、Ni2+)的解吸进行了测定。结果表明,6种重金属的解吸量随吸附量增加而线性增大,解吸量随pH升高而增加,但解吸量占吸附量的比例随pH升高而降低。在试验条件下,黄棕壤吸附Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Co2+、Ni2+的平均解吸率分别为8.6%、14.3%、74.1%、9.2%、42.1%和36.9%,表明黄棕壤对6种重金属的专性吸附选择性和亲和力顺序为Cu2+、Pb2+ > Zn2+ > Co2+ > Ni2+ > Cd2+。     

Preparation and characterisation of green clay-polymer nanocomposite for heavy metals removal

ABSTRACT

Natural polymer Moringa oleifera seed as coagulant and bentonite clay as adsorbent were used for preparing novel composite coagulant. Results obtained from FTIR, SEM, TEM and P-XRD show that the bentonite clay and M. oleifera seed biopolymers physico-chemically interact with each other during the preparation of clay-polymer composite. The FTIR results show that the major functional groups present in bentonite clay and M. oleifera seed are integrated at nano levels in the novel composite to remove heavy metals from aqueous systems. The coagulo-adsorption using clay-polymer composite may be used for the adsorption of heavy metals ions from the aqueous systems. It becomes possible due to the structural characteristics of the clay crystallites together with the functional attraction of the biopolymer and it results in the formation of clay-polymer metal complexes. The clay-polymer nano-composite of M. oleifera seed and bentonite clay showed considerable cadmium, chromium and lead removal property.     

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要.研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响.在离心管中称取20.0 g过0.25mm筛土样,加入20 mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化.研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓.与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd 30.38%,Cu17.73%,Ni 15.00%,Zn 14.19%,Pb 9.46%,Cr 8.89%.比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少.说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性.     

纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展

重金属是毒性大、难降解、易累积的环境污染物,纳米零价铁作为一种新型功能修复材料在去除水体和土壤中重金属方面有着广阔的应用前景.本文综述了纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展,包括纳米零价铁的常用制备方法及特性、去除效能、对不同重金属的去除机理以及发展前景和今后的研究方向,以期为该领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路.     

焚烧源挥发性重金属的排放对周边土壤和植被污染的研究进展

城市生活垃圾是一种成分复杂的混合废物,其中含有数量相当可观的重金属,采用焚烧法处理城市生活垃圾时,会有大量重金属因为高温而挥发进入烟气,一部分富集于焚烧飞灰中,而有少部分重金属因其挥发性较大而排放于大气中,最终随大气及雨水沉降而进入土壤和植被中,从而会对焚烧厂周边生态环境造成严重的危害。为了了解焚烧源挥发性重金属（汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和砷（As））的排放对焚烧厂周边土壤和植被生态环境的污染状况,对近年来国内外学者在相关方面的研究状况进行了详细的文献综述,结果发现：国内学者对于焚烧源挥发性重金属的研究多限于焚烧中挥发性Hg对焚烧厂周边土壤的污染的调查研究,而对于焚烧源Cd、Pb、As对周边土壤和植被污染的调查研究相对较少;而国外学者已有的关于垃圾焚烧源重金属（Hg、Cd、Pb、As）对土壤和植被的污染研究只停留在重金属在土壤中的总的浓度和存在形态的研究,而对于挥发性重金属在焚烧源周边土壤和植被中的迁移转化规律方面的研究很缺乏,对于重金属污染物在土壤和植被中的蓄积及迁移转化规律研究较少。文章指出今后的研究应加强对挥发性重金属在焚烧厂周边土壤中的污染特征及其在土壤层以及植被中的蓄积总量和迁移转化机理的研究,这对于焚烧源挥发性重金属的污染防治以及对已被挥发性重金属污染的土壤和植被的生态修复具有重要的意义。     

Efficient removal of heavy metals from electroplating wastewater using polymer ligands

Poly(hydroxamic acid)-poly(amidoxime) chelating ligands were synthesized from poly(methyl acrylate-co-acrylonitrile) grafted acacia cellulose for removing toxic metal ions from industrial wastewaters. These ligands showed higher adsorption capacity to copper (2.80 mmol?g⁻¹) at pH 6. In addition, sorption capacities to other metal ions such as iron, zinc, chromium, and nickel were also found high at pH 6. The metal ions sorption rate (t_1/2) was very fast. The rate of adsorption of copper, iron, zinc, chromium, nickel, cobalt, cadmium and lead were 4, 5, 7, 5, 5, 8, 9 and 11 min, respectively. Therefore, these ligands have an advantage to the metal ions removal using the column technique. We have successfully investigated the known concentration of metal ions using various parameters, which is essential for designing a fixed bed column with ligands. The wastewater from electroplating plants used in this study, having chromium, zinc, nickel, copper and iron, etc. For chromium wastewater, ICP analysis showed that the Cr removal was 99.8% and other metal ions such as Cu, Ni, Fe, Zn, Cd, Pb, Co and Mn removal were 94.7%, 99.2%, 99.9%, 99.9%, 99.5%, 99.9%, 95.6% and 97.6%, respectively. In case of cyanide wastewater, the metal removal, especially Ni and Zn removal were 96.5 and 95.2% at higher initial concentration. For acid/alkali wastewater, metal ions removing for Cd, Cr and Fe were 99.2%, 99.5% and 99.9%, respectively. Overall, these ligands are useful for metal removal by column method from industrial wastewater especially plating wastewater.     

Removal of heavy metals from aqueous solutions using activated carbon prepared from Cicer arietinum

Removal of Cu²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, and Zn²⁺ from aqueous solutions by activated carbon prepared from stems and seed hulls of Cicer arietinum, an agricultural solid waste, has been studied. The influence of various parameters, such as pH, contact time, adsorbent dose, and initial concentration of metal ions on removal was evaluated. The activated carbon was characterized by FT-IR spectroscopy, X-ray diffraction, and elemental analysis. Sorption isotherms were studied using Langmuir and Freundlich isotherm models. All experimental sorption data were fitted to the sorption models using nonlinear least-squares regression. The maximum adsorption capacity values for activated carbon prepared from Cicer arietinum waste for metal ions were 18 mg g^?1 (Cu²⁺), 18 mg g^?1 (Cd²⁺), 20 mg g^?1 (Pb²⁺), and 20 mg g^?1 (Zn²⁺), respectively. The Freundlich isotherm model fit was best, followed by the pseudo-second-order kinetic model. Desorption studies were carried out with dilute hydrochloric acid for quantitative recovery of the metal ions and for regeneration of the adsorbent.     

杨树、落叶松对土壤重金属的吸收及修复研究

在沈阳生态实验站开展了木本植物对土壤重金属的吸收积累及修复效应的研究,实验结果表明,重金属污染物已影响了杨树(Populus canadensis)的正常生长,Cd、Cu、Zn复合污染处理杨树总生物量比对照下降了26%。Cd、Cu、Zn处理杨树和落叶松重金属吸收量多于对照,杨树叶Cd、根Cu重金属吸收量分别比对照增加了2.09倍、2.2倍。落叶松(Larix koreana)根Cd、Cu、Zn的吸收量比对照分别增加了2.17、1.95和1.42倍。树木体内重金属元素迁移能力的大小分别为Cd>Zn>Cu,重金属吸收系数大小依次为杨树>落叶松,重金属在杨树体内的迁移能力及地上部吸收能力要大于落叶松。土壤一旦遭受重金属污染(Cd、Cu、Zn),通过木本植物杨树、落叶松修复净化的时间相当漫长。     

污染沉积物中重金属的释放及其动力学

研究了广州城市水体污染沉积物在不同pH条件下释放重金属的能力以及酸性条件下重金属的释放动力学。研究结果表明,重金属从污染沉积物中的释放主要是在酸性(pH<4)条件下发生,并且释放率随pH的升高而迅速降低。重金属的释放顺序大致为Cu≈Zn≈Ni>Pb。重金属的释放动力学过程可分为两个阶段,第一阶段一般认为是重金属从沉积物表面的快速解吸过程,第二阶段则可能是重金属缓慢地从沉积物内部微孔向溶液的扩散过程。释放动力学过程可以用Elovich方程和双常数速率方程(Freundlich修正式)较好地描述。