冬氨酸二丁二酸醚(AES)诱导黑麦草提取污染土壤重金属的效应

采用盆栽试验,研究新型生物可降解螯合剂冬氨酸二丁二酸醚(AES)和非降解螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)调控下黑麦草修复重金属污染土壤的效应.黑麦草于含2500 mg Pb·kg-1,500 mg Cu·kg-1,1000 mg Zn·kg-1 和15 mg Cd·kg-1 的土壤中生长45d后,分别施加5 mmol·kg-1 土的AES或EDTA.结果表明,AES和EDTA可以显著提高土壤溶液和黑麦草植株地上部Pb、Zn、Cu和Cd的浓度.EDTA对土壤中Pb的溶解能力和对黑麦草积累重金属的促进作用显著强于AES,前者处理的土壤中水提取态Pb浓度和黑麦草地上部Pb浓度分别达到了15.9 mg·kg-1 和174.1 mg·kg-1,显著高于AES处理的2.6 mg·kg-1 和44.0 mg·kg-1.但AES对黑麦草积累Zn和Cd的促进作用较EDTA明显增强,黑麦草地上部Zn浓度达到了1081.8 mg·kg-1,显著高于EDTA的776.7 mg·kg-1 和对照的389.6 mg·kg-1;地上部Cd浓度为1.57mg·kg-1,高于EDTA的1.06 mg·kg-1 和对照的0.69 mg·kg-1.与对照相比,AES和EDTA对Cu在土壤中的溶解和黑麦草植株中的积累亦有显著的促进作用,但二者处理无极显著差异.结果表明,生物可降解螯合剂AES在诱导植物修复重金属污染土壤尤其是Zn、Cd污染土壤中有很大的应用潜力,且与EDTA相比,环境风险大大降低.     

有机酸对砖红壤的溶解及固定态磷素的活化

选择柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸4种土壤中常见有机酸为研究对象,研究了它们与砖红壤反应后,Fe、Al的溶出特征以及P的释放规律,并对上述反应的机制进行了探讨.结果表明,草酸、酒石酸和苹果酸3种有机酸与土壤反应24h后,溶液中总Fe浓度随反应体系pH值升高而降低,但柠檬酸与土壤反应24h后,溶液中总Fe浓度则随反应体系pH值升高而增加.4种有机酸溶出土壤Fe的能力按草酸柠檬酸酒石酸苹果酸的顺序下降,溶出机制主要是络合溶解和还原溶解.溶液中Al的溶出量在4种有机酸-土壤体系中均随体系pH值升高而降低,且按草酸柠檬酸≈酒石酸苹果酸的顺序下降,溶出机制主要是质子溶解和络合溶解.有机酸对固定态磷素有明显活化效应,在草酸、酒石酸和苹果酸3种有机酸-土壤体系中,溶液中P浓度均随体系pH值升高而降低,但在柠檬酸-土壤体系中,则随体系pH值升高而增加.溶液中Al/P物质的量之比要远大于Fe/P物质的量之比,这表明土壤中P主要结合在铁氧化物表面,其活化与铁氧化物的溶解过程关系密切.此外,Al的存在对草酸活化固定态P有抑制作用。     

外源有机酸对马蔺幼苗生长、Cd积累及抗氧化酶的影响

植物修复环境重金属污染仍然受多种因素制约,而通过有机酸辅助植物修复技术提高修复效率逐渐成为治理重金属污染的有效途径之一。采用溶液培养研究了Cd胁迫下2种不同浓度外源有机酸EDTA、柠檬酸对马蔺(Iris lactea var.chinensis)幼苗生长、Cd积累及抗氧化保护酶的影响。结果表明,与单独Cd胁迫(CK)相比,Cd胁迫下溶液中添加0.5和5mmol·L-1EDTA和相同浓度柠檬酸后马蔺地上部Cd质量分数无明显变化,而马蔺地下部Cd质量分数显著增加,0.5mmol·L-1低浓度EDTA和柠檬酸分别使马蔺根系Cd质量分数比对照增加55.6%、137.1%,柠檬酸的促进效果较明显。而溶液中添加2种有机酸对马蔺生物量的影响与对马蔺吸收Cd的效应不同,EDTA和柠檬酸使马蔺地上部生物量略有下降,但与对照相比差异不显著,而5mmol·L-1高浓度EDTA、柠檬酸使根系生物量明显下降,分别比对照下降17.2%、25.7%。同时,2种不同浓度有机酸均使马蔺叶片MDA含量增加,而马蔺叶片SOD和POD酶活性的增加表明马蔺体内抗氧化保护能力的增强,一定程度上可减轻氧化胁迫对马蔺造成的伤害。实验结果说明EDTA和柠檬酸对促进马蔺修复Cd污染具有一定的潜力。     

缓释微胶囊EDTA强化玉米提取土壤中铅铜的效应研究

将EDTA转化成具有缓释性能的微胶囊EDTA（Cap-EDTA）作为螯合剂,采用大宝山矿区周边重金属复合污染农田土壤进行重金属连续批浸提及盆栽试验,比较研究Cap-EDTA和未微胶囊化EDTA（Ncap-EDTA）对土壤铅铜活化的动态变化及其对玉米吸收提取铅铜的影响。结果表明：Cap-EDTA处理土壤溶液中初始增溶的铅铜质量分数显著低于Ncap-EDTA处理,且使土壤溶液中的铅铜质量分数长时间持续保持在适度范围内。添加Cap-EDTA的处理显著提高玉米吸收提取铅铜的效率,如实施3 mmol·kg-1的Cap-EDTA使玉米地上部Pb的积累高达1.26 mg·pot-1,是对照处理的1.9倍,是等量Ncap-EDTA处理的1.4倍。因此,在进行污染土壤植物修复的EDTA调控时,采用微胶囊化EDTA,能降低因直接实施EDTA而带来的污染地下水风险,且显著提高玉米修复效率。     

滇白前(Silene viscidula)对铅、锌、镉的共超富集特征

为了寻找新的重金属超富集植物特别是多金属共超富集植物,调查测定了云南兰坪铅锌矿区北厂矿段生长的8种植物及其根区土壤的重金属质量分数,以及土壤基本理化性质.结果表明:研究区土壤中磷和钾质量分数较低,总氮、总磷、总钾、铵态氮、硝态氮、速效磷分别占土壤干质量的0.2%、0.03%、0.52%、0.0029%、0.000 12%、0.00068%;有机质质量分数平均为4.81%,pH值平均为6.79,电导率变化范围为11.4～140-3μs·cm-1.该矿区土壤中锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)的质量分数平均值分别为(38 178±23 870)、(18 671±10 143)、(438±345)、(159±:82)mg·kg>-1,除Cu外均超过国家土壤环境质量(GB 15618-1995)三级标准.8种植物地上部Zn、Pb、Cd、Cu质量分数范围分别为271～17 986、51～5 430、1～617、2～26mg·kg-1,尤以滇白前(Silene viscidula Franch)地上部Zn、Pb、Cd质量分数为最高.进一步采集38个滇白前样本对其重金属富集特征进行深人调查,表明其地上部中含zn、Pb和Cd平均为(11 043±3 537)、(1 546±1 044)和(391±196)mg·kg-1,富集系数(地上部和土壤金属质量分数之比)分别为0.35、0.08和1.05,转运系数(地上部和根中金属质量分数之比)均超过1,均值分别为8.21、3.90和8.36.野外调查数据表明,滇白前是一种Pb/Zn/Cd共超富集植物.滇白前对Zn、Pb富集系数小于1,主要是由于其对应土壤中Zn、Pb质量分数太高(平均分别为(45 778±32 819)、(22 512±13 613)mg·kg-1)所致.     

有机酸对根际土壤中铅形态及其生物毒性的影响

采用根袋盆栽试验和连续浸提方法研究外源柠檬酸、EDTA对根际土壤中Pb形态转化及其生物毒性的影响。结果表明，有机酸能明显活化根际土壤中的Pb，高浓度(3mmol／L)比低浓度(0．5mmol／L)的柠檬酸对Pb的活化能力强；EDTA在低浓度(0．5mmol／L)时对Pb的活化能力就很强。柠檬酸、EDTA能增强土壤Pb的毒性，提高小麦根部对Pb的吸收，并促进Pb由根部向地上部转移。     

水库疏浚底泥农用对芥菜生长和品质的影响

疏浚底泥重金属污染是限制底泥农用的主要因素。采用土培盆栽试验,研究了底泥与土壤按不同质量比混合,对芥菜生物量、重金属、硝酸盐、维生素C（Vc）、以及可溶性糖含量的影响;并研究了m（底泥）：m（土壤）=2：1时,施加20mg·kg-1的碳酸钙对土壤有效态重金属含量影响,以及对芥菜生物量和品质的影响。结果表明：加入水库底泥可以显著促进芥菜的生长,随着底泥加入比例的增加,芥菜地上部生物量表现出先上升后降低的趋势,以m（底泥）：m（土壤）=2：1芥菜地上部生物量最高,是对照的1.71倍。底泥处理均能显著地增加芥菜地上部重金属含量,其中以全底泥处理芥菜地上部鲜质量Zn、Cd质量分数最高,分别是53.3、0.595mg·kg-1,是食品卫生标准的2.67、2.98倍。施用底泥可以提高芥菜地上部Vc、降低其硝酸盐含量。在m（底泥）：m（土壤）=2：1的土壤上,施入20mg·kg-1的碳酸钙处理可以显著降低土壤有效态重金属质量分数,有效态Cu、Zn、Pb、Cd质量分数分别下降到对照的58.7%、75.4%、59.8%、44.0%,从而有效地降低了芥菜对重金属的吸收积累,施加碳酸钙处理后,芥菜地上部Cu、Zn、Pb、Cd分别下降66.1%、83.2%、70.5%、53.1%。施加碳酸钙处理不仅可以促进芥菜生长还可以提高芥菜品质,与对照相比施加20mg·kg-1的碳酸钙处理后,芥菜生物量、可溶性糖质量分数、Vc质量分数分别增加了3.2%、6.0%、27.5%,而地上部硝酸盐质量分数降低了24.4%。     

多金属富集植物李氏禾根系对铜吸收机理的研究

李氏禾（Leersia hexandra Swartz）是一种多金属富集植物,通过研究其根系吸收铜的途径和方式,有助于解释李氏禾对铜的富集现象,为开发李氏禾修复铜污染土壤的植物修复技术提供科学依据。本文在温室水培条件下,利用钙离子通道抑制剂（LaCl3）和钾离子通道抑制剂（TEA）,研究了李氏禾根系铜吸收与钙、钾离子通道的关系;同时,在研究 ATP 酶抑制剂、解偶联剂和低温作用对铜吸收影响的基础上,探讨了李氏禾根系铜吸收与能量代谢的关系。结果表明,在1 mmol＆#183;L-1钙离子通道抑制剂的作用下,李氏禾根对铜的吸收明显被抑制了（p＜0.05）。处理48 h后,李氏禾根中铜的浓度较对照下降了39.2%。这说明李氏禾根吸收铜与钙离子通道密切相关。在5 mmol＆#183;L-1钾离子通道抑制剂的作用下,李氏禾根对铜的吸收与对照没用显著差异。这表明,李氏禾根系对铜的吸收可能不是通过钾离子通道进行的。ATP酶抑制剂钒酸钠（Na3VO4）显著地抑制李氏禾根对铜的吸收（p＜0.05）。25μmol·L^-1和50μmol·L^-1 Na3VO4处理48 h后,李氏禾根中铜的浓度较对照分别下降了26.2%和31.0%。由此,推测李氏禾根系对铜的吸收是一个消耗能量的过程。该结果与解偶联剂抑制实验结果相一致。在25μmo·L^-1和50μmol·L^-1解偶联剂2,4-二硝基苯酚（DNP）作用下,李氏禾根系中的铜浓度较对照分别下降了25.8%和42.7%。低温处理对李氏禾根吸收铜的抑制作用较解偶联剂和ATP酶抑制剂更为明显。2℃下暴露48 h,李氏禾根中铜的浓度较对照（25℃）下降了60.1%。这进一步证明了,李氏禾根系对铜的吸收存在消耗能量的主动过程。     

不同pH下低分子量有机酸对黄壤中铝活化的影响

用一次平衡的方法研究了不同pH下低分子量有机酸对黄壤中铝活化的影响.结果表明,低分子量有机酸体系可以通过质子和有机酸阴离子两个因素促进黄壤中铝的活化.当pH>4.3时,有机酸通过络合作用促进铝溶解的大小顺序为:柠檬酸>草酸>水杨酸>乳酸,与有机酸和铝形成络合物的稳定常数大小一致.有机酸阴离子可以通过自身的吸附增加土壤交换态铝的量,但质子作用对黄壤交换态铝的活化比有机酸阴离子的吸附起着更为重要的作用,随pH值的降低这种趋势更加明显.有机酸对交换态铝的活化作用随pH值的降低而增加.低分子量有机酸活化的铝主要分布在土壤表面的交换位上,但在柠檬酸和草酸体系中,当pH值分别大于4.40和4.55时,活化铝主要分布在土壤溶液中.     

宝山堇菜多金属吸收特征和耐性策略

宝山堇菜Viola baoshanensis Shu,Liu et Lan是一种Cd超富集植物,但它对不同重金属的吸收和转运能力有待进一步研究。从湖南桂阳宝山多金属矿区中筛选4个宝山堇菜优势分布的小生境,分析这些生境中宝山堇菜及其根区土壤的重金属质量分数。化学分析结果显示,宝山堇菜优势分布土壤中Cd、Pb、Zn、Cu、Mn和Fe的平均质量分数（mg/kg）分别为471、15 044、8 273、1 776、4 702和69 054。宝山堇菜地上部Cd、Pb、Zn、Cu、Mn和Fe的平均质量分数（mg/kg）分别为387、1 077、1 037、99、379和1 812,其中Cd、Pb超过超富集植物标准,Zn、Cu的平均质量分数大约是Zn、Cu超富集植物标准的10%,Mn的平均质量分数低于Mn超富集植物标准的5%,Fe的平均质量分数高于1 000 mg/kg。上述结果表明,宝山堇菜可以超富集Cd和Pb,富集Zn、Cu和Fe以及低积累Mn。此外,宝山堇菜对不同重金属差别化吸收模式可能也代表了超富集植物适应重金属复合污染土壤的一种策略。