重金属Cd胁迫条件下水生植物生长和吸收特征分析

为探究重金属Cd胁迫对6种水生植物生长及水质净化的影响,文章以金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、美人蕉(Canna indica L.)、黄菖蒲(I. pseudacorus)、水芙蓉(Pistia stratiotes)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)等6种水生植物为研究对象,测定其对不同浓度Cd污染水体的净化能力及Cd胁迫条件下水生植物的生长特征。结果显示,Cd胁迫下6种水生植物的存活率为100%,Cd胁迫抑制了水生植物的生物量积累和营养元素含量,且低浓度条件下水生植物生物量的平均增长率为最高(24%);Cd主要积累于水生植物的根部,Cd胁迫下水生植物根茎叶Cd的胁迫浓度与植物体内磷元素和钾元素含量呈负相关,胁迫的分界点为1 mg/L。单一水生植物中凤眼莲(85.6%)、水芙蓉(82.7%)和美人蕉(78.8%)的净化率较好;组合水生植物中B4(金鱼藻+黄菖蒲+凤眼莲)和B6(穗花狐尾藻+美人蕉+凤眼莲)的净化效果最佳;结合水生植物在园林景观中的效果,可以将上述植物作为Cd污染修复的潜在物种,应用到人工湿地、生态浮床等设计中去。     

凤眼莲对福建龙湖重金属的监测及其评价

通过测定龙湖不同区域的水生植物凤眼莲结果表明,凤眼莲对水体的Zn、Mo、Pb、Cu等都有较大的吸收富集能力。其根部富集能力略大于其茎叶部位。通过测定表明,龙湖在重金属污染方面基本上处于未污染状态至轻污染状态。     

水生植物对富营养化水系统中氮、磷的富集与转移

基于人工模拟自然条件的方法,选取狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、水芹菜(Oenanthe javanica)及黑麦草(Lolium perenne)等3种水生植物,对滇池入湖河道污水进行净化试验研究.探讨了水生植物对富营养化水体中氮、磷在不同相中的富集与转移效果.结果表明,沉积物相中,3种植物对氮的富集率为狐尾藻(64.71%)水芹菜(19.12%)黑麦草(5.88%)空白(-7.84%),磷的富集率为水芹菜(187.2%)狐尾藻(144.6%)黑麦草(130.5%)空白(31.2%);生物相中,氮的富集率为狐尾藻(4.15%)水芹菜(0.5%)黑麦草(-14.6%),磷的富集率为狐尾藻(9.6%)水芹菜(3.8%)黑麦草(-6.5%);水相中氮的去除率为黑麦草(95.11%)水芹菜(83.08%)狐尾藻(71.42%)空白(58.10%),磷的去除率为黑麦草(88.17%)狐尾藻(79.58%)水芹菜(73.09%)空白(20.19%).     

页岩气开采钻井固体废物的污染特性

选取重庆某地区3个页岩气田作为研究对象,研究了5个钻井平台页岩气开采过程中废水基和油基钻井岩屑中重金属、多环芳烃（PAHs）和石油烃的污染特性.结果表明,两类钻井岩屑中Ba元素平均含量明显高于其他重金属,废水基钻井岩屑的重金属以Zn、Ba、Cr、Ni、Cu、Pb为主,废油基钻井岩屑中的重金属以Ni、Cu、Zn、Pb、Ba、As、Cr为主且Ni、Cu、Zn、Pb平均含量超过《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》（GB5085.6-2007）标准限值.废水基和油基钻井岩屑中PAHs的范围分别为1.74~14.8mg/kg和302~595mg/kg,均未超过GB5085.6-2007标准限值.废油基钻井岩屑石油烃含量为112~213g/kg,远超GB5085.6-2007标准限值.同时,废水基和油基钻井岩屑中BaP超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）标准限值;废油基钻井岩屑中部分PAHs（BaP、BbF、BkF、DahA）浓度超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）中筛选值,岩屑中石油烃含量远超管制值.     

低温环境下人工湿地植物组配对养殖废水的处理效果研究

强化低温环境下人工湿地的污水处理能力,对于促进人工湿地的应用推广具有重要的意义。本研究利用绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)和菖蒲(Acorus calamus L.)两种湿地植物,在室外低温环境下(＜15℃),研究人工湿地植物组配对不同负荷养殖废水的处理效应及关键影响因素。结果表明,在不种、单种和不同顺序混种绿狐尾藻(M.aquaticum)和菖蒲(A.calamus L.)处理下,菖蒲+绿狐尾藻组合湿地(AM)对TN、TP和COD去除率均为最高,在低负荷和高负荷环境下平均去除率分别为74.2%、71.3%、83.0%和67.3%、81.9%、75.3%。相较于空白对照和植物单种的湿地系统,植物混种系统的DO较高,且AM处理在低负荷和高负荷环境下均能保持较高的C∶N。根据Pearson相关性以及PCA分析,DO与TN、NH⁺₄-N去除率显著相关(P<0.05),C∶N与COD去除关联性最好。可见,菖蒲+绿狐尾藻植物组合可能通过改善DO和C∶N等湿地微环境条件来增强湿地对污染物的去除,能够作为低温环境下强化湿地对污染物去除的一种有效措施。     

穗花狐尾藻铅吸附特征与机理

为探讨沉水植物对低浓度重金属废水的吸附特征,研究了不同重金属质量浓度及pH影响下,穗花狐尾藻鲜样在单一、二元和三元金属离子体系中对Pb2+的生物吸附特征及吸附机理. 结果表明,在单一Pb2+体系中,穗花狐尾藻对Pb2+的吸附能力随pH的升高而增强; 当初始ρ(Pb2+)为100mg/L、初始pH为6.5时,Pb2+吸附率可达80.95%. Cu2+和Zn2+的存在负向干扰穗花狐尾藻对Pb2+的吸附; 当初始ρ(Cu2+)和ρ(Pb2+)均为250mg/L时,Cu2+干扰下Pb2+吸附量降低为单一体系中Pb2+吸附量的62.40%. Sips和Langmuir模型的拟合效果优于Freundlich模型. 根据Langmuir模型模拟,穗花狐尾藻对Pb2+的理论最大吸附量(q_max)可达52.12mg/g. 红外光谱分析表明,—OH、—C=O、—COOH、C—O及C—H为主要作用基团. 吸附Pb2+后,溶液中矿质元素含量增加,ρ(Ca2+)和ρ(Mg2+)与初始ρ(Pb2+)达到极显著正相关(R_Ca2+=0.943,P<0.01;R_Mg2+=0.915,P<0.01). Pb2+更易与Ca2+和Mg2+产生离子交换而被吸附.      

纳污湿地植物对底泥重金属吸收特性研究

对武河湿地两种主要植物——芦苇和菖蒲不同组织及其底泥中Cu、Zn、Cd、Pb 4种重金属元素的含量进行了测定,结果表明:4种重金属元素在两种植物中的含量表现为Cu(628.51 mg/kg)Zn(578.05 mg/kg)Pb(32.01 mg/kg)Cd(11.71 mg/kg),但同一种元素在植物体不同组织中的含量有较大的差异;芦苇对于4种重金属元素的转移能力表现为ZnCuPbCd,富集能力表现为ZnCuCdPb,菖蒲对于4种重金属元素的转移能力表现为ZnCdPbCu,富集能力表现为ZnCdCuPb;芦苇处理Cu、Zn复合污染及Cd污染的污水效果较好,菖蒲净化Zn污染及Cd污染的水体效果较好,二者对于Pb元素的净化能力有限;相关分析表明,芦苇茎部对于碳酸盐结合态Pb元素的吸收效果良好,芦苇根部对于残渣态Pb吸收效果较好,但有机结合态Pb可能会抑制芦苇根部对于Pb元素的吸收,离子态的Pb可能会抑制菖蒲根部对其的吸收。     

几种植物对水产养殖废水的修复效果

文章研究了凤眼莲、轮叶黑藻、香根草和水蕹菜四种水生植物在亚热带气候条件下净化水产养殖废水的效果,跟踪比较了一个月之内它们处理污水时,水体氮、磷、化学需氧量、pH值和溶解氧的变化,并对实验前后植物鲜重做了比较。结果表明:(1)4种植物均能强化水产养殖废水污染物的去除,但各有特点;(2)理论上凤眼莲和轮叶黑藻可在处理废水时相互搭配弥补不足,维持水体中性和较高的DO;(3)植物对废水经过2~3周的处理后,水质明显变好,而植物生长开始减退,应及时收割补种;(4)夏季用水生蕹菜处理废水,不仅改善了水质还能收菜创经济效益。研究结果为探索广东地区在构建人工湿地处理水产养殖废水时植物的选择提供了新的科学依据。     

不同沉水植物对Cu，Pb，Cd，Zn元素吸收积累差异及规律研究

为探求不同种类的沉水植物对水中Cu,Pb,Cd,Zn吸收积累的差异.对生长在广西刁江流域中的几种常见的沉水植物:菹草、黑藻、狐尾藻、苦草、黄丝草进行了分析,结果表明:在不同采样点与不同时期里.Cu.Pb,Cd,Zn元素在同一沉水植物中吸收变化比较大,Zn元素含量在被测元素中变化最大,最高值和最低值差约581倍.这说明沉水植物受环境影响比较大,能较好的反应出周围环境的变化;但不同的沉水植物对周围环境反应能力的大小是不一样的,菹草、黑藻、狐尾藻、苦草、黄丝草对Cu,Cd,Zn重金属元素的富集能力顺序依次为:菹草>黑藻>狐尾藻>苦草>黄丝草;而黄丝草对Pb吸收累积能力在所有被检测沉水植物中富集能力是最强的.因此,我们在利用沉水植物来指示或修复水体环境时,必须依据不同的元素来选择合适的沉水植物.     

滇池底泥堆场次生植被富集污染物调查

对滇池周边3个底泥堆场次生演替恢复过程中主要植物的生态学特征和污染物富集情况进行了调查。结果表明：随着底泥堆场由表流湿地向潜流湿地过渡,植被的整体含水量逐渐减少,种群密度逐渐增加;3个底泥堆场优势种的生物量随着植被恢复时间的增长而逐步减少;植物优势种富集某种重金属的能力与生物量的相关性系数（Zn〈Cu〈Pb〈As〈Cr〈Cd〈Hg）随富集能力的提高而降低,其中Hg的富集与生物量有较高的相关性;水生植物富集污染物的能力高于陆生植物;水生植物富集污染物能力最强的是凤眼蓝,其次是长柱柳叶菜和水烛;陆生植物富集污染物能力最强的是稗、云南莎草和水蓼。     

不同处理工艺页岩气钻井岩屑的污染特性

为探究不同处理工艺对页岩气钻井岩屑的处理效果,对重庆市某区域典型页岩气钻井岩屑处理后产生的水基残渣和油基残渣进行采样,系统分析钻井岩屑经不同处理工艺处理前后其特征污染物（重金属、PAHs及石油烃）的残留水平及变化规律.结果表明:热解析与回转窑焚烧结合工艺对油基钻井岩屑中重金属的去除效果较优,热解析与回转窑焚烧结合工艺、单一热解析工艺、热解析与电解结合工艺均可有效去除油基钻井岩屑中的2~4环PAHs以及石油烃中的轻质组分,3种工艺对钻井岩屑中PAHs的去除率分别为72.5%、95.3%、93.0%,对石油烃的去除率分别为90.0%、93.9%、93.2%.采用固液分离+压滤脱水的方式处理水基钻井岩屑,会导致重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、As）和2~4环PAHs在水基残渣中的累积.处理后水基残渣和油基残渣中重金属、PAHs和石油烃含量均未超过GB 5085.6-2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准限值,重金属和PAHs含量均满足GB 36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》要求.研究显示,经热解析为主体的工艺处理后,钻井岩屑中的特征污染物可得到有效去除,具有较好的资源化利用潜力.      

皂角苷和柠檬酸联合对污泥中Cu、Pb和Zn的去除及其稳定性特征

以武汉某污水处理厂的污泥为研究对象(S1和S2),通过皂角苷和柠檬酸联合振荡淋洗试验,研究不同体积比(20∶1~1∶20)、固液比(1∶20~1∶80)、淋洗时间(0~2 880 min)、淋洗次数(1~4)对污泥中重金属Cu、Pb和Zn去除的影响.分析淋洗前后各形态重金属的去除特点,并通过计算稳定性指数(I_R值)和移动性指数(MF值)探究重金属稳定性和移动性的变化.结果表明,在体积比(皂角苷∶柠檬酸)为5∶1,固液比为1∶60,淋洗时间1 440 min时,污泥中Cu、Pb和Zn的最高去除率分别可达43.16%(S1)、32.45%(S2)和38.69%(S1).增加淋洗次数对Cu和Pb的去除率有较大幅度提高,而对Zn的影响较小,尤其在2~3次淋洗后差异显著.4次淋洗后Cu、Pb和Zn的最高去除率分别为78.89%(S1)、77.08%(S2)和49.39%(S1).单次淋洗后,除酸溶态和可还原态外,污泥中其余形态的去除率均较低.增加淋洗次数,重金属的各形态去除率逐渐升高,尤其是Pb中的残渣态去除率增长明显.淋洗改变了重金属的稳定性和移动性,4次淋洗后Cu、Pb和Zn的IR值最大增长率分别为43.63%(S1)、39.44%(S2)和32.00%(S1),MF值减少30.19%~79.45%.     

Phytoremediation potential of charophytes: Bioaccumulation and toxicity studies of cadmium, lead and zinc

The ability for usage of common freshwater charophytes,Chara aculeolata and Nitella opaca in removal of cadmium (Cd),lead (Pb) and zinc (Zn) from wastewater was examined.C.aculeolata and N.opaca were exposed to various concentrations of Cd (0.25 and 0.5 mg/L),Pb (5 and 10 mg/L) and Zn (5 and 10 mg/L) solutions under hydroponic conditions for 6 days.C.aculeolata was more tolerant of Cd and Pb than N.opaca.The relative growth rate of N.opaca was drastically reduced at high concentrations of Cd and Pb although both were tolerant of Zn.Both macroalgae showed a reduction in chloroplast,chlorophyll and carotenoid content after Cd and Pb exposure,while Zn exposure had little effects.The bioaccumulation of both Cd and Pb was higher in N.opaca (1544.3 μg/g at 0.5 mg/L Cd,21657.0 μg/g at 10 mg/L Pb) whereas higher Zn accumulation was observed in C.aculeolata (6703.5 μg/g at 10 mg/L Zn).In addition,high bioconcentration factor values (> 1000) for Cd and Pb were observed in both species.C.aculeolata showed higher percentage of Cd and Pb removal (> 95%) than N.opaca and seemed to be a better choice for Cd and Pb removal from wastewater due to its tolerance to these metals.     

重金属在土壤-空心菜系统中的迁移分配

通过盆栽试验,研究了Cu,Zn,Pb和Cd单一与复合污染条件下在土壤-空心菜系统中的迁移分配情况.结果表明:单一和复合污染情况下,空心菜地上部重金属的富集系数大体表现为Cd>Zn>Cu>Pb,重金属转运系数则表现为Cd>Zn>Pb>Cu.与单一污染相比较,复合污染条件下,Cu,Zn,Pb和Cd富集系数下降,Cu的转运系数升高,而Zn,Pb和Cd的转运系数降低.单一污染条件下,随着土壤中重金属质量分数的增大,Cu的富集系数和转运系数都相应减小;Zn和Pb的富集系数增大而转运系数减少;Cd的富集系数增大,但转运系数变化很小.整体上看,复合污染条件下,土壤w(Cu)的增加使Zn,Pb和Cd在空心菜中的富集系数明显减小;土壤w(Zn)的增加使空心菜中Cd的富集系数明显减小;土壤w(Pb)的增加使空心菜中Cu的富集系数明显增大;土壤w(Cd)的增加使空心菜中Pb的富集系数明显增大.      

页岩气开发地下水污染风险评价指标体系构建

为分析页岩气开发对地下水环境风险的影响,采用文献计量学和频数统计法,进行页岩气开发地下水污染风险共性指标筛选,并通过分析页岩气开采环境的特征,进行页岩气开发地下水污染风险个性指标识别,构建了页岩气开发地下水污染风险评价指标体系.结果表明,页岩气开发的钻井、水力压裂和压裂返排以及返排后处理等阶段为发生污染地下水风险的主要环节,其中钻井阶段钻井液、水力压裂阶段压裂液、压裂返排阶段返排液和甲烷气体的泄漏是影响地下水环境的重要污染源;筛选出页岩气开发地下水污染风险共性指标14个,其中地下水埋深、含水层岩性、溶解性总固体和氨氮涉及行业项目多且频数占比较高,为核心评价指标;识别出页岩气开发地下水污染风险个性指标12个,分别为地质状况指标（断裂性质、褶皱发育状况）、开采过程污染物指标（返排液返排率、返排液回用率、钻井废水产生量、压裂废水产生量、钻井泥浆循环率、设备泄漏概率和废弃井分布）,以及地下水特征污染物（苯系物、放射性物质和甲烷含量及其碳同位素形态等）.研究显示,通过频数统计和理论分析识别页岩气开发地下水污染源,可以快速有效地确定页岩气开发对地下水环境影响因素,并构建地下水污染风险评价指标体系,对页岩气开发地下水环境管理具有重要参考价值.      

高等水生植物中镉的富集分配规律及危害

本文报道了四种水生植物——狐尾藻、水葫芦、紫背萍、荇菜对水体镉污染的反应和它们的净化作用。其结果是:植物的不同种类、不同器官、不同生态习性的不同镉富集量;水体镉浓度与植物的富集量之间有显著相关;富集系数因植物种和器官不同而异;随镉浓度的上升,叶细胞膜受损,叶绿素含量和叶绿素a/b比率下降;植物内部的破坏先于外部;植物的抗性顺序为水葫芦>狐尾藻>荇菜>紫背萍。作者认为水葫芦对水体镉污染具有较理想的净化作用,紫背萍则是较好的监测植物。     

Chelation of heavy metals by potassium butyl dithiophosphate

Potassium butyl dithiophosphate (PBD) was developed and introduced as a new chelating agent for heavy metal removal. The synthesized PBD were characterized by IR and NMR. The e ects of pH, chelating agent dosage, and other heavy metal ions on the performance of PBD in Cd2+ removal from water are investigated. Experimental results showed that the chelating agent could be used to treat acidic heavy metal wastewater. The Cd2+ removal was not a ected by solution pH value within the range of 2 to 6. The Cd2+ removal rate could reach over 99%. Therefore, the deficiency of the precipitation process using hydroxide under alkaline condition can be overcome.Without the need for pH adjustment, the method could save on costs. If Cd2+ co-exists with Pb2+ and Cu2+, the a nity of the chelating agent with these three heavy metal ions was in the order of: Cu2+ > Pb2+ > Cd2+. Through PBD chelating precipitation, all the contents of Pb2+, Cd2+, and Cu2+ in wastewater met the standard levels through a one-step treatment. The one-step treatment process was superior to the process (sectional treatment is required) of precipitation with hydroxide. When the pH was between 3 and 11, the amount of leached chelated Cd2+ was much lower than that obtained by precipitation with hydroxide. Therefore, the risk of environmental pollution could be further reduced.     

Seasonal bioconcentration of heavy metals in Onchidium struma （Gastropoda： Pulmonata） from Chongming Island, the Yangtze Estuary, China

The seasonal concentration changes of selected heavy metal Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn in five tissues of marine gastropod Onchidium struma were studied in the Chongming Island, the Yangtze Estuary on July 2006, September 2006, and November 2006, April 2007, respectively. The results demonstrated that the bioconcentration factor of Cu (biomass/water) in all selected tissues was about 104 magnitudes, Fe and Cd were 103, Zn was 102, and Mn, Pb, and Cr were 101. Hepatopancreas was proven to be the dominant storage tissue of Cr, Cu, Mn, and Zn, whereas Fe and Pb were mainly stored in muscle and digenetic gland, and Cd was stored in vitelline gland and albumen gland. Additionally, it was found that Cu, Fe, Mn, and Zn were concentrated significantly by O. struma (whole-body) in summer or autumn, and Cd, Cr, and Pb increased slightly in spring and winter. Furthermore, the bioconcentration of Cr was nearly 2-fold higher and Zn was 1.6-fold higher in the water compared with the Water Quality Standard for Fisheries. With view of excessive amount of Pb, Cd, and Cu according to seafood standard, the consumption of O. struma might have the risk of health hazard.