镉超富集植物球果蔊菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征

采用室外盆栽模拟方法,比较和分析了镉(Cd)-砷(As)复合污染处理对球果蔊菜(Rorippa globosa,十字花科焊菜属,1种从农田杂草中新发现的镉超富集植物)的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响.结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累.在Cd-As复合污染处理浓度为10 mg/kg和50 mg/kg时,株高和地上部干重达到最大(分别为35.9 cm和2.2 g,盆),叶片中Cd积累量高于同浓度单一Cd处理.Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果蔊菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用.同时,球果薄菜根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6,说明球果萍菜对As有一定的排斥作用.这些结果表明,球果蔊菜有很强的忍耐Cd-As复合污染的能力,对修复Cd-As复合污染土壤具有一定的潜力.     

超积累植物龙葵及其对镉的富集特征

超积累植物筛选是重金属污染土壤植物提取修复的基础和核心问题,同时也是污染环境植物修复的难点及前沿.杂草具有抗逆境能力强、生长迅速、繁殖能力强以及在环境条件适宜情况下生物量能够急剧提高等特点,可以弥补现有超积累植物的某些缺点和不足,是较理想的超积累植物资源.本文通过室外盆栽模拟试验及重金属污染区采样分析试验,首次发现并证实杂草龙葵(Solanumnigrum L .)是一种Cd超积累植物.其中,盆栽试验表明,在Cd污染水平为25mg/kg条件下,龙葵茎及叶的Cd含量分别超过了100mg/kg这一公认Cd超积累植物应达到的临界含量标准,其地上部Cd含量大于其根部Cd含量,且地上部Cd富集系数大于1 ,同时,与对照相比,植物的生长未受到抑制.污染区采样分析试验进一步表明,龙葵对Cd的富集符合Cd超积累植物的基本特征.这一通过未污染区对超积累植物进行筛选的方法,可以为Cd污染土壤的植物修复获得更多具有实用价值的新材料.     

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。     

镉超富集植物筛选研究进展

我国金属矿山、冶炼企业周边土壤镉污染现象十分严重,利用超富集植物修复镉污染土壤有其特殊优势。植物修复方法的关键是选择对镉有耐性和有超富集特性的植物——超富集植物。概述了超富集植物的概念和特征,并对镉超富集植物的筛选工作进展进行了综述。     

微塑料和镉及其复合对超富集植物生长和富集镉的影响

在生态系统中,微塑料与重金属的共同暴露已然不可避免,目前关于二者复合污染的研究多集中于农作物,而对超富集植物的研究仍比较缺乏.基于此,本文探究了微塑料、重金属镉和二者复合效应对超积累植物东南景天和叶芽鼠耳芥生长特性和镉富集的影响.选取东南景天和叶芽鼠耳芥为试验对象,通过水培试验揭示聚苯乙烯微塑料(mPS,0、100、500 mg·L^-1)与重金属镉(Cd,0、50、200、500、1000μmol·L^-1)单一及其复合污染对两种植物生长（生物量、根长、株高）和镉富集的影响.结果表明,单一微塑料处理下,微塑料对东南景天和叶芽鼠耳芥的生长起促进作用,当微塑料浓度为500 mg·L^-1时,东南景天地上部和根部、叶芽鼠耳芥地上部和根部鲜重较对照组分别增长了25.4%、143.1%、160.6%和127.1%,东南景天和叶芽鼠耳芥的根长较对照组分别显著增加了21.6%和42.3%;单一镉胁迫下,东南景天和叶芽鼠耳芥的生长被抑制,且随着培养液中镉浓度的增加,植株体内的镉含量不断增加;微塑料-镉复合试验(镉浓度200μmol·L     

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...     

部分植物富集镉能力探讨

综述了农作物、油料作物、蔬菜、水果、杂草和树木等植物富集镉的不同情况,指出了现在研究植物富集镉能力的弊端,提出寻找自然生长在镉污染区生物量大的耐镉植物是植物修复镉污染土壤的一条重要途径。     

植物超富集砷机制研究的最新进展

砷污染是全球环境热点问题之一,土壤砷污染治理是一个急需解决的难题.随着不同砷超富集植物的发现,植物修复技术因其投资和维护成本低、不易造成二次污染等优点而成为国际学术界研究的热点和前沿领域.深入理解超富集植物体内砷代谢和富集机制是有效利用植物修复技术来治理砷污染土壤的关键.近年来,植物超富集砷机制的研究取得了很大进展.已有的研究结果证明,蜈蚣草(P.vittata)对砷的吸收和转运能力显著高于非超富集植物,转运到地上部的砷主要储存在羽叶细胞的液胞中;蜈蚣草具有很强的抗氧化胁迫能力和五价砷(As(Ⅴ))还原能力;菌根共生有利于蜈蚣草的生长和砷的富集.有关植物超富集砷机制的分子生物学研究也取得了可喜的进展.砷酸盐还原酶基因(PvACR2)和植络素合成酶基因(PvPCS1)都被克隆并表征,cTPI同源基因(PV4-8)也被证明具有将As(Ⅴ)还原成三价砷(As(Ⅲ))的功能.尽管植物超富集砷机制的研究取得了迅速进展,但至今学术界仍没有全面理解为什么这些蕨类植物具有超富集砷的功能,相关功能基因、酶和转运蛋白的研究有待进一步深入.     

镉砷污染土壤“三高”富集植物筛选与修复成本分析

文章通过湖南镉砷复合污染矿区筛选的具有高生物量、高富集量、高利用价值的10种"三高"富集植物进行大田对比试验,拟确定其修复效果,为湖南镉砷复合污染植物修复技术提供支撑。结果表明,不同富集植物的生物量,镉(Cd)、砷(As)含量及积累量皆差异显著。籽粒苋和秋葵可作为Cd污染土壤的修复植物,其Cd含量分别为东南景天的11.0%(P<0.05)和15.4%(P<0.05),但积累量分别比景天高133.3%(P<0.05)、131.3%(P<0.05);地肤和水稻Cd含量略低于籽粒苋和秋葵,其Cd积累量与景天相当;但所有植物As含量远低于蜈蚣草,As积累总量也较低,皆不适合作为As污染土壤的修复植物。从修复成本上看,人力成本平均占植物修复成本的81.7%,不同植物修复成本差异主要发生在除草和秸秆离田的人力成本和种子种苗的生产资料成本上。可见,筛选"三高"富集植物是植物修复的关键环节,而采用种植技术成熟、种子繁殖且生长快的富集植物则是降低植物修复成本的关键;籽粒苋和秋葵可作为Cd污染土壤的修复植物,地肤和水稻也可选择性的作为Cd污染土壤的修复植物。     

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.     

Growth responses of the newly-discovered Cd-hyperaccumulator Rorippa globosa and its accumulation characteristics of Cd and As under joint stress of Cd and As

Rorippa globosa has been identified as a newly-found Cd-hyperaccumulating species. In the present study, growth responses of Rorippa globosa and its accumulation characteristics of Cd and As were examined under joint stress of Cd and As. The results showed that Cd and As had an antagonistic effect on enhancing the growth of Rorippa globosa plants and Cd uptake and accumulation under the low concentration Cd and As treatments. When the concentration of Cd in the soil was 10 mg/kg and the concentration of As was 50 mg/kg, the highest growing height of the plant was up to 35.9 cm and the dry weight of the shoots was up to 2.2 g/pot, respectively. Meanwhile, the accumulation of Cd in the leaves under the joint stress was higher than that at the same level under single Cd pollution. However, there were synergic adverse effects on plant growth and Cd uptake under the combined pollution from a high concentration of Cd and As. Meanwhile, the accumulation of As in the roots was greater than that in the shoots, the translocation factor (TF) was ⩽0.3 and the bioaccumulation factor (BF) was ⩽0.6, thus showing that Rorippa globosa had an excluding effect on As uptake. These results confirmed that Rorippa globosa had a strong tolerant ability to the joint stress of Cd and As, and the potential for phytoremediation of soils contaminated by Cd and As. Translated from Environmental Science, 2007, 28(6) [译自: 环境科学]     

土壤中佳乐麝香和镉污染对苗期小麦生长及其污染物积累的影响

选用潮土和褐土2种理化性质不同的土壤,采用室外盆栽实验,以小麦(Triticum aestivum)为供试植物,研究了佳乐麝香(HHCB)和镉(Cd)复合污染对小麦植株生物量及污染物在小麦植株各部分累积量的影响.结果表明,在2种土壤中小麦植株地上和地下部分的干重变化顺序均为,单一HHCB污染土壤＞HHCB-Cd复合污染土壤＞单一Cd污染土壤.潮土中HHCB在小麦植株各部分的累积量高于褐土,且潮土中Cd对HHCB在小麦植株各部分累积量的影响与褐土中不同.潮土中的单一HHCB在小麦植株根、茎、叶中的累积量顺序为：根＞茎＞叶;Cd能够显著促进HHCB在小麦根部的累积,而对HHCB在小麦茎和叶中的累积则起抑制作用,抑制率最高可达44.07%.褐土中单一HHCB在小麦植株根、茎和叶中的累积顺序为：根>叶>茎;Cd对HHCB在小麦根部累积的影响不显著,但是中高浓度Cd却可显著促进HHCB在小麦茎和叶中的累积,促进率最高可达35.95%.潮土中Cd在小麦植株各部分的累积量低于褐土,但2种土壤中HHCB均能够明显促进Cd在小麦植株根、茎、叶中的累积.潮土中Cd在根、茎、叶中的累积量增加率分别为30.84%、61.82% 和61.82%,褐土中Cd在根、茎、叶中的累积量增加率分别为 41.53%、184.16% 和206.18%,可见褐土中HHCB对Cd在小麦植株中累积的促进作用强于潮土.     

接种丛枝菌根真菌对雌雄美洲黑杨吸收铅镉的影响

以雌雄美洲黑杨(Populus deltoides)为研究对象,砂培条件下,研究接种丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)对受Pb污染(200 mg·kg-1)、Cd污染(10 mg·kg-1)及复合污染的雌雄美洲黑杨Pb和Cd的富集与分配特征的影响,关注Pb/Cd复合污染独特的环境效应.结果表明:1未接种丛枝菌根真菌条件下,与单一污染相比,复合污染增加了美洲黑杨雄株叶、粗根、细根Pb和Cd含量;复合污染增加了雌株叶片中Pb和Cd含量,却降低了粗根和细根中Pb和Cd含量;复合污染条件下雄株Pb和Cd向地上部分器官的迁移率分别增加135%和78%,雌株则分别增加52%和18%.2复合污染条件下,接种丛枝菌根真菌引起雄株Pb和Cd富集系数分别增加87%和6%,雌株则分别增加171%和65%;雄株Pb和Cd向地上部分器官的迁移率降低65%和69%,雌株则分别降低59%和53%.3Pb污染条件下,接种丛枝菌根真菌的雌雄之间Pb积累量没有显著差异;Cd污染条件下,接种丛枝菌根真菌的雄株总Cd积累量是雌株的1.7倍;复合污染条件下,接种丛枝菌根真菌的雌株Pb和Cd总积累量分别是雄株的1.3和1.2倍.本研究表明,接种G.intraradices能提高美洲黑杨的Pb和Cd积累能力,对于不同污染条件下,应根据实际情况选择合适的杨树性别进行造林和生态修复.     

盐胁迫下八宝景天不同生态型对土壤中Cd积累特征

采用Cd含量为2.22 mg·kg^-1的潮褐土开展盆栽试验,通过外源添加NaCl研究不同生态型八宝景天对Cd和盐分复合胁迫的生长响应以及Cd吸收积累的差异.结果表明,在Cd单一或与盐分复合胁迫下,八宝景天各生态型间地上部生物量和Cd含量均表现出显著差异,盐分胁迫进一步加剧了八宝景天的生长抑制,高盐胁迫下八宝景天各生态型地上部Cd含量总体呈下降趋势,这与盐分引起土壤pH显著升高导致Cd生物有效性降低有关.此外,不同生态型对盐分胁迫表现出的生长和Cd吸收响应有显著差异,LN生态型地上部生物量在各处理下均显著高于其他生态型,且在1% NaCl处理下生物量仍没有显著下降,耐性指数可达0.91.同时,其地上部Cd含量在不同处理下均显著高于其他生态型,其原因为LN生态型在Cd富集和解毒的生理机制方面更具优势,而这些同样是其耐盐性的重要生理机制.综上可知,尽管盐分胁迫减少了八宝景天地上部Cd富集量,但其不同生态型间差异显著,LN生态型在2% NaCl处理下地上部Cd富集量仍可达84.4 μg·plant^-1,且较其他生态型显著提高48.4%~89.3%,因此,LN生态型八宝景天具有应用于修复盐渍化土壤Cd污染的潜力.     

二氯异氰脲酸钠和三氯异氰脲酸对棕囊藻细胞去除的研究

研究了二氯异氰脲酸钠和三氯异氰脲酸对球形棕囊藻的灭杀和控制作用,及其投药时间对除藻效果的影响,并比较2种药剂的除藻效果,初步探讨了除藻机理.结果表明,这2种除藻剂可以缓释次氯酸,提高其稳定性,有较长的药效期.当有效氯浓度达到4.5mg/L时,2种药剂均能有效地控制和灭杀球形棕囊藻,具有高效、低毒的优点.有效氯浓度为5.0mg/L,藻细胞去除率在24h可达到90%以上.在等于和大于5.0mg/L有效氯浓度时,三氯异氰脲酸的除藻效果优于二氯异氰脲酸钠,通过对2种药剂除藻率的t检验进一步证实了这一结论.     

2种基因型菜心根系解剖结构差异及其对DEHP吸收累积的影响

在前期筛选出油青60 d菜心和特青60 d菜心分别为PAEs高/低吸收累积基因型菜心的基础上,对其进行邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)不同污染水平(20 mg.L-1、50 mg.L-1)的溶液培养试验,对比研究2种基因型菜心根系解剖结构的差异性,初步探讨其与菜心吸收累积DEHP的关系.结果表明,油青60 d菜心和特青60 d菜心的根系解剖结构及其对DEHP污染处理下的响应均存在显著差异.油青60 d菜心根系和茎叶中DEHP含量均主要受主根形成层外围厚度和须根中柱直径控制,决定系数分别为0.900和0.809.特青60 d菜心根系中DEHP含量主要受主根形成层外围厚度和须根皮层厚度控制,决定系数为0.757;茎叶中DEHP含量主要受主根形成层外围厚度控制,决定系数为0.856.油青60 d菜心根系木射线细胞形状以排列规则的长方形为主,主根木栓层厚度和须根皮层厚度较小,须根中柱直径、导管数和导管直径较大,表明油青60 d菜心根系比特青60 d菜心更有利于对DEHP的吸收累积.     

氨氮与镉单一和复合作用对沉水植物穗花狐尾藻和轮叶黑藻光合能力的影响

在水-土环境中,单一物质引起的污染很少,绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的.利用碘量法测定溶解氧,研究了氨氮与镉单一和复合作用对沉水植物穗花狐尾藻和轮叶黑藻光合能力的影响.结果显示,氨氮浓度在4.0 mg·L^-1时,对轮叶黑藻有较强的胁迫作用,表现为光合作用的产氧量与呼吸作用的耗氧量均下降,而此浓度对穗花狐尾藻没有表现出胁迫作用;当镉处理浓度为0.2 mg·L^-1时,镉对2种沉水植物都表现出明显的胁迫效应,且对轮叶黑藻的胁迫作用更强;当镉与氨氮复合作用时,对轮叶黑藻产生联合毒害作用,但对穗花狐尾藻毒害作用较轻,可能原因是穗花狐尾藻所含的粗纤维比轮叶黑藻少,细胞壁上能结合重金属的位点较少,所以吸附的镉相应减少,毒性较小.实验结果表明在进行湖泊水生植物修复时,相对于轮叶黑藻,穗花狐尾藻更适合作为生态恢复的先锋物种.     

叶用油菜和孔雀草间作对植物生长和镉累积的影响

为揭示镉（Cd）低积累作物与超富集植物间作对Cd污染土壤安全利用和提取修复的作用,通过盆栽试验,将两种Cd累积能力不同的叶用油菜（Brassica chinenesis L.,低积累油菜华骏和普通油菜寒绿）与4种孔雀草（Tagetes patula L.,矮杆红花、矮杆黄花、高杆红花和高杆黄花）间作,研究间作措施对两类植物生长、光合作用参数、Cd累积以及土壤有效态Cd和可溶性有机碳（DOC）含量的影响.结果表明,与单作相比,间作后油菜生物量显著降低,孔雀草生物量显著升高.间作处理中油菜叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率较单作均显著降低.华骏与矮杆红花间作时,华骏地上部Cd含量较单作显著降低14.5%,矮秆红花地上部Cd含量显著增加36.5%;其余间作处理下油菜地上部Cd含量均显著升高或无显著变化,而孔雀草地上部Cd含量无显著变化.间作处理下,油菜地上部Cd累积量较单作处理显著降低,孔雀草地上部Cd累积量显著升高.间作处理下土壤Cd提取率与孔雀草单作处理无显著差异.油菜地上部Cd含量与土壤有效态Cd以及DOC含量分别呈极显著和显著的正相关关系.总之,Cd低积累油菜华骏与孔雀草矮杆红花间作组合表现最佳,在Cd污染菜地土壤的修复和安全利用中有较好的应用价值.     

1株高耐性肠杆菌的筛选及对镉、砷同步钝化

从镉、砷复合污染农田土壤中筛选出1株具有硫酸盐还原功能的肠杆菌,通过去除率实验结合表征实验来探究其对镉、砷钝化机制.结果表明,经鉴定筛选出来的菌株M5为肠杆菌属(Enterobacter sp.),具有硫酸盐还原功能,对镉、砷最大耐受浓度为1.0 mmol·L^-1左右.在模拟体系中,菌株M5对镉去除率最大达94.13%,对砷去除率最大为27.26%.SEM-EDS和XRD的结果证实了Cd和As被固定成CdS和As₂S₃,XPS结果表明该菌表面的羧基、羟基和酰胺基主要参与生物吸附.结果为微生物应用修复重金属及类金属污染土壤提供思路和理论依据.