云南松华坝流域3种本土野生植物镉富集特性比较与应用

在镉(Cd)污染区域筛选富集能力强的本土野生植物是Cd污染土壤植物修复的路径之一。在云南松华坝流域土壤Cd含量超风险筛选值地块生长的杂草中,初步筛查表明牛膝菊、艾蒿和灰藜具有Cd富集潜力。为进一步探明其修复能力,通过盆栽和田间实验比较了这3种野生植物的Cd富集特性和修复能力。结果表明,牛膝菊和艾蒿Cd富集系数与转运系数均大于1,灰藜小于1。施肥措施不仅能显著提高3种本土野生植物的株高和地上部生物量,而且能显著提高牛膝菊地上部和根系的Cd含量、Cd转运系数和Cd富集系数。牛膝菊地上部和根系的Cd含量以及艾蒿的根系Cd含量均随土壤Cd含量的增加而增加。与艾蒿相比,牛膝菊具有更强的Cd转运和富集能力。在100 mg·kg⁻¹外源Cd添加的土壤中,牛膝菊的地上部和根系Cd含量分别为165.5 mg·kg⁻¹和147.5 mg·kg⁻¹。田间实验表明,每茬牛膝菊和艾蒿的鲜重分别为26.0 t·hm⁻²和32.0 t·hm⁻²,可分别带走Cd 3.29 g·hm⁻²和3.35 g·hm⁻²,均可用作当地土壤修复的备选植物。该结果可为相似环境下的土壤镉污染植物修复材料的选择提供参考。     

耐镉浮萍筛选、鉴定及其对镉的富集效果

近年来,水体镉污染日益严峻,筛选超富集植物用于其治理具有重要意义。本研究以90个浮萍株系为实验材料,采用30 mg·L⁻¹ 的镉处理7 d,获得7个镉耐受优势株系。通过Blast比对和构建系统发育树鉴定该7个浮萍株系的种属,确定为Spirodela polyrhiza、Lemna japonica、Lemna minor和Landoltia punctata。通过低质量浓度(0.5 mg·L⁻¹)和高质量浓度(10 mg·L⁻¹)镉处理7 d,进一步比较和研究了7个优势株系对镉的富集效果。结果表明,低浓度镉处理后,5个株系的镉富集量超过100 mg·kg⁻¹;高浓度镉处理后,7个浮萍株系的镉富集量超过1 200 mg·kg⁻¹,生物富集系数大于120,对水体中镉的去除率高于70%。其中,4号株系(L. japonica)为本次筛选出的最佳株系,其镉富集量、生物富集系数和对水体中镉的去除率分别达到2 834.30 mg·kg⁻¹、283.43和82.50%。     

广东省典型富镉铅锌矿区中优势植物重金属富集特性与应用潜力

为了筛选出适合广东省的重金属污染土壤修复植物,在广东省的4个典型富镉铅锌矿区进行了植物和土壤的实地调查.结果表明:4个典型矿区土壤中镉、铜、镍、铅和锌质量浓度分别为0.10～323.80、23.23～2449.00、2.04～56.54、61.75～18230.00、68.17～23834.00 mg/kg,平均值分别...     

铀胁迫对植物光合特性的影响及植物对铀的吸收转移

在铀污染土壤的二次修复中,采用7科12种植物,研究铀胁迫对植物光合作用、叶绿素荧光特性的影响以及植物对铀的吸收、富集情况,为铀污染土壤的植物修复提供理论和方法依据。结果表明:(1)铀胁迫显著影响红圆叶苋、苍耳、美洲商陆、刺天茄和苘麻5种植物的光合效率,具体表现为叶片净光合速率(Pn)降低,胞间CO2浓度(Ci)增加,初始荧光(F0)增加,光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)和最大相对电子传递速率(rETRmaxr)降低;而反枝苋、菊苣、鬼针草、向日葵和牛皮菜则对铀胁迫表现出较好的耐性。(2)酸模、鬼针草、苍耳和向日葵吸收富集铀的能力较强,在铀含量为485 mg/kg的二次修复土壤中生长3个月,体内积累的铀含量分别为363.57、91.87、75.80和65.42 mg/kg;而反枝苋、牛皮菜和美洲商陆吸收富集铀的能力较弱,体内的铀含量分别为16.20、15.11和12.36 mg/kg。(3)铀在植物体内的转移能力较差,器官间的铀富集能力一般表现为根叶茎果。综合比较而言,酸模、向日葵和鬼针草对铀的耐性较强、体内铀含量高,可作为铀污染土壤二次修复植物。     

土壤和植物中镉的污染及防治

阐述了镉在土壤中的含量与形态，镉对植物的毒害效应，各种植物对镉富集能力，以及植物对镉的吸收和在不同器官的积累差异，还综述了镉对植物叶细胞超微结构的影响，提出了防治农业生态系统中镉污染的方法。     

Pb超富集植物金丝草（Pogonatherum crinitum）、柳叶箬（Lsache globosa）

重金属超富集植物是植物修复技术的核心和前提,但目前国内发现的Pb超富集植物较少,本研究通过野外调查和室内胁迫模拟实验相结合的方法,在国内首次发现并证实金丝草和柳叶箬为Pb的超富集植物。野外调查结果表明;金丝草地上部分Pb含量1 231.80 mg/kg,转运系数达到1.32,柳叶箬地上部分Pb含量1 818.40 mg/kg,转运系数6.5。室内模拟胁迫实验表明：在Pb胁迫浓度为5 000 mg/kg时金丝草和柳叶箬对Pb的转运系数均大于1,而且其地上部分Pb含量也超过1 000 mg/kg的水平。在Pb胁迫浓度为18 000 mg/kg时2种植物体内Pb含量达到最大值,金丝草地上部分和地下部分Pb含量分别达3 789.84 mg/kg和4 964.76 mg/kg,柳叶箬地上部分和地下部分Pb含量分别达3 411.56 mg/kg和1 523.02 mg/kg。     

水葱修复土壤镉污染潜力的研究

野外观察与研究发现水葱(Scirpus tabernaemontani G.)可以耐受土壤中高浓度的重金属污染,并对镉(Cd)有很高的生物富集量.实验室水培试验研究了两个主要因素,营养液pH与Cd含量,对水葱生物量以及Cd富集效果的影响.结果表明,它可耐受高浓度Cd (30 mg/L)和大范围pH变化 (3.7～7.7).当营养液pH为4.7, Cd为25 mg/L时,水葱富集的Cd达到最大值:地上部分264.71 mg/kg,地下部分234.39 mg/kg,平均转运系数1.13.这显示了它用于植物修复Cd污染土壤的潜力.     

一株耐镉细菌的分离及其富集Cd的机理

从重金属镉污染土壤中筛选到一株对镉具有较强抗性和富集能力的细菌RC。经形态学观察和生理生化鉴定以及16SrDNA序列分析,RC为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）。在不同镉浓度液体培养条件下研究了菌体的生长曲线,并探讨了RC菌株对Zn、Cu的抗性,结果显示RC对不同重金属的抗性机制存在一定的差异。利用扫描电镜、透射电镜观察了镉在RC胞内外的沉积作用及分布情况,结果表明,在镉浓度为150 mg/L时菌体细胞壁及其内部可见大量的高电子密度颗粒,同时在菌体表面也有沉淀物附着。因此,胞内外沉积作用可能是该菌对高浓度镉的抗性和富集作用的重要途径。通过红外光谱探讨了RC积累镉前后细胞壁表面化学基团的变化情况,结果发现RC的细胞壁上参与积累作用的化学官能团主要有—OH、—NH、—CO和—CO—NH—等。     

Pb超富集植物金丝草（Pogonatherum crinitum）、柳叶箬（Lsache globosa）

重金属超富集植物是植物修复技术的核心和前提,但目前国内发现的Pb超富集植物较少,本研究通过野外调查和室内胁迫模拟实验相结合的方法,在国内首次发现并证实金丝草和柳叶箬为Pb的超富集植物。野外调查结果表明;金丝草地上部分Pb含量1 231.80 mg/kg,转运系数达到1.32,柳叶箬地上部分Pb含量1 818.40 mg/kg,转运系数6.5。室内模拟胁迫实验表明:在Pb胁迫浓度为5 000 mg/kg时金丝草和柳叶箬对Pb的转运系数均大于1,而且其地上部分Pb含量也超过1 000 mg/kg的水平。在Pb胁迫浓度为18 000 mg/kg时2种植物体内Pb含量达到最大值,金丝草地上部分和地下部分Pb含量分别达3 789.84 mg/kg和4 964.76 mg/kg,柳叶箬地上部分和地下部分Pb含量分别达3 411.56 mg/kg和1 523.02 mg/kg。     

4种茄科植物对矿区污染土壤重金属的吸收和富集

采集了湖南及江苏8个矿区或冶炼厂周边4种茄科(Solanaceae)植物及其根际土壤,分析了植物及土壤样品中Cd、Cu、Pb、Mn和Zn 5种重金属浓度.结果表明:番茄(Lycopersicon esculentum)对5种重金属可能有着较强的耐性,但不具有超积累的潜力;刺天茄(Solanum indicum)对Mn、...     

植物修复重金属污染土壤的强化措施

植物修复技术作为一种新兴的绿色环保技术,有着高效、经济和生态协调等特点而成为当前研究的热点领域,而且由于其修复的彻底性和环境友好性而在治理污染土壤实地过程得到广泛应用.概述了当前植物修复研究的基本类型和修复机理,并着重从生物技术、农艺措施和物理化学等强化手段上阐述了利用超富集植物修复污染土壤,以进一步提高超富集植物的修复效率,为大规模治理重金属污染土壤和商业化应用提供技术途径和科学依据.     

晋南铬渣堆场主要植物重金属富集特征

为筛选适合山西当地气候与土壤条件的重金属耐性植物,于山西某铬渣堆场采集草本植物及表层土壤(0～20cm)样品,从中选取6种主要植物品种,测定植物地上部分、根部及土壤中4种重金属(Cu、Zn、Pb和Cr)含量,分析6种植物对重金属的富集特征。结果表明:铬渣堆场土壤Cr污染严重,平均质量浓度为2 207mg/kg,是山西省土壤背景值(58mg/kg)的38.1倍,是《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)规定风险筛选值(250mg/kg)的8.8倍。选取的6种植物中,狼尾草(Pennisetum alopecuroides (L.)Spreng.)、羊草(Leymus chinensis (Trin.)Tzvel.)和狗牙根(Cynodon dactylon (L.)Pers.)等植物体内Cr含量相对较高,表现出较强的Cr吸收能力。根据植物对重金属的吸收机制,羊草、狼尾草和狗牙根属于根部囤积性植物;狗尾草(Setaria viridis (L.)Beauv.)、虎尾草(Chloris virgate Sw.)和牛筋草(Eleusine indica ...     

8种观赏水湿生植物对重金属Cd和Pb的吸收固定能力

水体沉积物是水体污染物的重要汇和源,水湿生植物具有净化水体的重要功能。采用人工污染土壤的盆栽方法,对8种不同生活型水湿生植物吸收富集土壤Cd和Pb的分析结果发现,莎草地上部分和地下部分Cd含量随着土壤中Cd浓度的增加而增加,在土壤中Cd添加浓度（干重）为5 mg·kg-1时,Cd的累积浓度分别1.13 mg·kg-1 DW和1.63 mg·kg-1 DW;供试植物的地下部分Pb含量是地上部分的10~20倍,莎草和香蒲的地下部分Pb含量在高浓度Pb土壤中达到20 mg·kg-1 DW左右。黄花鸢尾、莎草以及睡莲这3种植物对土壤Cd的转运系数和富集系数大于1,结合生物量因素可以认为,莎草具有富集土壤Cd能力,而莎草和香蒲具有固定土壤Pb的能力。     

黑麦草间作对镉在小麦中积累和转运的影响

利用镉(Cd)污染土壤进行盆栽试验,设置黑麦草(Lolium perenne L.)单作、小麦(Triticum aestivum L.)单作和小麦与黑麦草间作3个处理,研究间作对小麦各器官Cd积累和转运的影响。结果显示,间作模式对小麦不同生育期的根、茎、叶Cd含量基本都有降低作用,但对产量几乎没有影响。与单作模式相比,间作模式降低了收获期小麦根向地上部器官的转运系数和节向籽粒的转运系数,从而使籽粒的Cd含量下降,为同时满足Cd污染土壤的植物修复与农业生产进行提供理论支持。     

植物对Cd-B[α]P复合污染土壤的修复

为了研究植物对Cd-B[α]P复合污染土壤的修复效果,本研究采取实验室模拟实验的方法,通过种植黑麦草、芥菜、苜蓿和高羊茅,进行Cd、B[α]P污染土壤修复植物的筛选。结果表明,芥菜和黑麦草对土壤中有效态Cd均有富集能力。黑麦草对B[α]P污染土壤修复效果比苜蓿、高羊茅的修复效果强,75 d时,平均富集系数最高为1.1。在Cd-B[α]P复合污染土壤植物修复效果的研究中,选择在土壤中种植黑麦草,结果表明,黑麦草对Cd-B[α]P复合污染土壤中Cd和B[α]P 有良好地去除作用,75 d时,分别达到58.55%和89.95%。     

包裹型根际促生菌剂强化龙葵修复镉污染农田土壤

制备了一种具有镉活化功能的包裹型根际促生菌剂,用于强化镉超累积植物龙葵对镉污染农田土壤的植物修复作用。结果表明：包裹型菌剂Z16的多腔室结构适合菌株的生存,菌剂Z16的释菌浓度在24 h孵育后达到10⁶ CFU·g⁻¹;与菌液组EC相比,菌剂Z16组的龙葵地上部鲜重提高了19.81%,地上部和根部镉的富集系数分别提高了20.98%和168.97%,根际土壤碳酸盐结合态镉的浓度得到活化,龙葵对钙、锰和铁元素的吸收能力也得到增强。因此,与施用菌液EC相比,包裹型根际促生菌剂Z16通过在根际土壤持续释放菌株,可提高难溶性镉的活化效果及提高植物修复效率。本研究可为强化超累积植物-根际促生菌联用技术对镉污染农田的植物修复效率提供参考。     

镉胁迫对向日葵幼苗生长和生理特性的影响

采用溶液培养方法,研究了不同浓度镉(0、0.05、0.1、0.5和1 mg/L)处理7 d对向日葵幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随着镉处理浓度的增加,向日葵幼苗对镉的吸收显著增加。1 mg/L镉浓度处理时,叶、茎和根中镉浓度分别为0.05 mg/L镉处理时的16.3、19.2和581倍;根中积累的镉含量明显高于叶和茎, 各浓度根部积累的镉分别为叶和茎的37.8～63倍和29.4～41倍。镉胁迫显著抑制向日葵幼苗生长和叶绿素合成,当镉浓度达1 mg/L时,整株植物生物量和总叶绿素含量分别为对照的55.9%和52.6%。镉胁迫下向日葵幼苗游离脯氨酸和丙二醛（MDA）含量显著增加,1 mg/L镉浓度时,根中含量分别为对照的4和5.8倍。向日葵幼苗可溶性蛋白含量和过氧化物酶(POD)活性变化与镉胁迫浓度呈明显的倒U字型关系,可溶性蛋白含量在0.05 mg/L镉浓度时达到最大值,叶、茎、根中的POD活性分别在0.1、0.1和0.05 mg/L镉浓度时达到最大值。     

铀和铅对枯草杆菌毒性的研究

采用3种方法研究了铀和铅对枯草杆菌的毒性:(1)试纸法测抑菌圈的直径;(2)血球计数板测细菌菌数;(3)高倍显微镜下观察细菌形态和密度的变化.实验考察铀和铅的质量浓度为1～2 000 mg/L.结果表明:铀和铅对枯草杆菌的生长繁殖有显著影响;铀和铅对枯草杆菌的最大无作用剂量均小于1 mg/L;铀对枯草杆菌的致死质量浓度为500 mg/L,铅对枯草杆菌的致死质量浓度为 1 000 mg/L.同时,对以上3种方法进行了比较,确定了其各自的应用范围,为重金属对微生物毒性研究方法的选择提供了参考.     

人工湿地污水处理系统中的植物氮磷吸收富集能力研究

比较研究了人工湿地污水处理系统中7种植物对氮、磷的吸收能力.研究表明,所选7种湿地植物,稳定生长4个月后,平均总生物量在1 215～3 500 g/m2,植物氮、磷平均质量浓度分别为13.76～23.11、1.44～3.80 mg/g.香蒲具有最高氮积累量达48.18 g/m2,梭鱼草具有最高磷积累量为7.23 g/m2,姜草对氮、磷的积累量最低分别为21.40、1.68 g/m2.植物地上部氮、磷积累量与地下部的氮、磷积累量差异较大,除姜草外,植物地上部、地下部的氮、磷积累量比均大于3,黄花美人蕉地上部、地下部的氮、磷积累量比分别达11.75、12.10.通过植物收割去除氮、磷量约占湿地总去除量的2%～6%.