壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb（Ⅱ）的解吸作用

土壤中重金属的吸附-解吸直接影响重金属在土壤及其生态环境中的形态转化、迁移和归趋.利用螯合剂促进普通植物富集吸收土壤中重金属是一种新的土壤组合修复技术, 向污染土壤中施用螯合剂可增加土壤溶液金属的浓度和活度,有利于金属到根部而被植物吸收.通过吸附等温实验研究了壳聚糖对污染土壤中铅的解吸作用.将壳聚糖提取液加入含Pb土壤中结果表明,壳聚糖螯合剂能提高土壤中吸附态铅的解吸效率,增加解吸溶液中Pb2 的浓度.壳聚糖对污染土壤中铅的解吸作用随着壳聚糖加入量的增大而增大,用浓度为0.4 g·L-1的90%脱乙酰度壳聚糖做提取液,提取液pH＝3,提取平衡时间10 h达到最高提取率32.4%,该吸附过程遵从Langmuir等温吸附方程; 土柱淋溶实验表明壳聚糖对污染土壤中Pb2 的提取率为27.4%.研究结果为铅在环境中的迁移转化和治理技术等方面的实际应用提供有价值的参考.     

邻苯二甲酸酯类塑化剂的土壤生态毒理学研究进展

邻苯二甲酸酯类(PAEs)化合物的生产量和使用量不断增加,导致土壤环境的PAEs污染问题日益突显。一些种类PAEs具有雌激素效应和"三致"效应,因此,PAEs化合物对土壤生态系统各类生物体的生态毒性已引起广泛关注。文章在国内外现有文献研究基础上,综合论述PAEs的土壤污染现状及其对高等植物、土壤微生物和土壤无脊椎动物等的生态毒性研究进展,以期为PAEs污染土壤的生态毒理学深入研究和发展提供参考。研究发现,中国许多地区的农业土壤中均有PAEs被检出,部分土壤中PAEs总量可高达几十mg·kg~(-1),一些PAEs单体含量超出了美国环保局土壤PAEs控制标准。PAEs对植物体在个体、生理、细胞及分子水平上均具有生态毒性效应;PAEs对土壤微生物的群落结构、种群数量和活性均可产生影响,进而影响土壤的正常功能;PAEs对土壤无脊椎动物蚯蚓的生态毒性效应研究则刚刚起步,高浓度的PAEs对蚯蚓具有急性毒性和繁殖毒性,蚯蚓分子及基因水平毒理学指标研究有望为低浓度PAEs的生态毒性效应研究提供新的敏感的生物标记物。     

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。     

石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.     

环毛蚓在高羊茅修复土壤菲污染过程中的作用

为了解土壤动物在植物修复多环芳烃类化合物过程中的作用,采用盆栽试验法,对比研究了蚯蚓（Pheretima sp．）活动对高羊茅（Festuca arundinacea）修复土壤菲污染的影响效应以及各种生物、非生物因子在植物修复菲污染过程中的作用。结果显示,在20．05-322．06mg·kg^-1菲污染水平范围内,与相同污染水平下无蚯蚓作用的菲污染土壤中生长的植株相比,蚯蚓活动促进修复植物高羊茅的生长：试验期间（72d）,修复植物的单株生物量增加9．74％～21．53％,根冠比增加17．26％～21．44％。添加蚯蚓72d后,种植高羊茅的菲污染土壤中,菲的去除率高达61．70％～88．78％,其平均去除率（77．38％）比无蚯蚓活动的土壤-植物系统中的（68．36％）提高了9．02％,比无植物生长的对照组土壤（22．57％）提高54．81％。各种生物（如植物代谢、植物积累、动物积累、微生物降解、植物．微生物交互作用等）、非生物（如渗滤、吸附、光解、挥发等）因子中,植物．微生物交互作用对菲去除的平均贡献率（47．81％）最为突出,比无蚯蚓活动时（42．08％）提高5．73％。说明蚯蚓活动可强化土壤．植物系统对土壤菲污染的修复作用。     

近地层O3污染对陆地生态系统的影响

随着全球气候变化对生态环境的影响日益增加,近地层臭氧(O3)污染的环境生态效应备受人们关注.现有研究表明,陆地生态系统的温室气体NOx和CH4释放、矿质能源消耗和机动车辆尾气排放量的增加将加剧近地层O3污染.O3污染通过降低植物叶片气孔导度、光合速率和净同化作用,改变同化物的分配,进而抑制植物生长和加速植物老化,导致作物和林木减产.O3污染导致植物-土壤系统碳积累和周定降低势必影响未来全球碳动力学和碳预算,而植物和根系生长受到抑制则不利于土壤养分、水分的吸收进而影响植物-土壤系统养分循环,但目前报导极少,尚无法准确判断对全球碳和养分循环的影响,亟待深入研究.由于环境因素间具有互作效应,目前模拟研究过多集中O3与CO2增加对陆地生态系统的复合效应方面,而与其它环境因子(如O3与NO、SO2、水分、温度等)的复合效应研究偏少,不利于在全球气候变化背景下深入了解与预测O3污染对陆地生态系统的影响程度与趋势.基于研究现状,未来应加强:(1)地表O3监测网络建设和监测,结合田间试验和建模加强草地、森林和农田生态系统对O3污染的响应研究;(2)长期定位研究,侧重陆地生态系统对O3污染连合其它温室气体、温度增加等模拟未来气候情景下的环境响应研究;(3)O3污染下土壤.植物系统碳循环和固定研究;(4)O3污染条件下优势植物和农作物在不同时空条件下的土壤.植物系统养分利用研究;以期为判断和预测全球气候变化背景下陆地生态系统对近地层O3污染加剧的响应程度与趋势提供数据资料和科学依据.     

堆肥修复土壤金属污染研究进展

堆肥是有机废弃物资源化的产物,利用堆肥修复土壤的金属污染有着重大意义.堆肥可通过直接与金属产生氧化还原作用、沉淀作用、吸附作用或间接改变土壤理化性质如酸碱度,氧化还原电位等降低土壤金属的生物有效性和移动性,但具体修复效果因土壤、金属、堆肥三者性质的不同而差异甚大.本文对国内外利用堆肥修复土壤金属污染的研究进展进行了综述,指出了理论研究和实际修复中存在的一些问题,并对其发展前景进行了展望.     

芘污染土壤的根瘤菌-植物修复效应研究

土壤多环芳烃(PAHs)的污染已经成为了全球性的热点问题,微生物-植物联合修复技术是解决土壤有机污染的一种低耗高效的新型修复技术。以往作为目标污染物,绿豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum),紫花苜宿根瘤菌(Rhizobium meliloti)为供试微生物,选用绿豆(Vigna radiata L.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.),黑麦草(Lolium perenne L.)和花生(Arachis hypogaea L.)作为修复植物。采用盆栽实验,研究在100 mg·kg-1污染条件下,接种根瘤菌对植物修复法污染土壤效果的影响。结果表明:培养60d后,4种植物均提高了芘污染土壤的pH,并提高了土壤脱氢酶的活性,其中种植绿豆的效果最好,其次为花生。此外,4种植物均提高了土壤中芘的去除率,提高幅度依次为绿豆(33.70%)花生(21.63%)黑麦草(10.55%)苜蓿(7.72%)。接种根瘤菌后发现,绿豆和花生根瘤数显著高于对照组,苜蓿与根瘤菌没有结合,而黑麦草则不和根瘤菌共生。根瘤菌对土壤中pH有一定的提高作用,但效果不显著。此外,根瘤菌提高了绿豆、花生和紫花苜蓿的生物量以及绿豆和花生处理组土壤的脱氢酶活性。并提高了绿豆和花生对土壤中芘的去除率,分别为4.10%和2.02%。研究表明:种植绿豆对土壤芘的去除率最高(94.63%),根瘤菌能与其根系结合良好,强化了绿豆修复芘污染土壤的能力,结果可为微生物-植物修复芘污染土壤提供新的参考。     

基于土壤重金属污染的植物冶炼生态修复技术分析及应用前景展望

随着社会的快速发展,环境问题被越来越多的人关注,土壤重金属污染问题也日益成为环境学家研究的热点.土壤中的重金属直接影响了作物的质量,并且威胁着人们的身体健康.植物冶炼是利用超富集植物修复重金属污染的土壤,并将超富集植物体内富集的重金属加以回收利用的技术.通过介绍植物冶炼金属的超富集机制以及影响因素,概述了植物冶炼不同金...     

丛枝菌根-植物修复重金属污染土壤研究中的热点

随着菌根研究和植物修复技术的发展,利用丛枝菌根强化重金属污染土壤的植物修复逐渐受到人们的重视。本文系统综述了当前的几个研究热点:(1)菌根植物吸收和转运重金属的分子机制;(2)AM真菌对超富集植物重金属吸收的影响及其机制;(3)AM真菌对转基因植物重金属吸收的影响及其机制;(4)AM真菌与其他土壤生物在植物修复中的复合作用;(5)丛枝菌根与化学螯合剂在植物修复中的复合作用;(6)重金属复合污染土壤的丛枝菌根-植物修复;(7)放射性污染土壤的枝菌根-植物修复;(8)丛枝菌根-植物修复的田间试验研究。在未来的丛枝菌根-植物修复研究中,要筛选优良的宿主植物和与之高效共生的AM真菌,加强相关理论和应用基础研究,并构建高效基因工程菌。     

土壤中微/纳塑料的生物健康效应和食物链传递风险

微/纳塑料污染已成为亟待解决的全球性环境问题。微/纳塑料进入土壤后会长期累积在土壤中,并对土壤生态系统健康产生不良影响。该文从土壤生物健康效应和食物链传递风险角度综述了近年来国内外土壤微/纳塑料调查研究进展,分类介绍了土壤中微/纳塑料对植物、动物和微生物的影响及在陆地生物和食物链中的传递,并展望了土壤中微/纳塑料的未来研究方向。该文指出,微/纳塑料广泛存在于不同功能的土壤中,可以被植物吸收和动物摄食,通过食物链传递进入人体。未来需要加强土壤中微/纳塑料污染过程与生物健康效应研究,加强对微/纳塑料在土壤生态系统和食物链中传递的风险评估,为土壤中微/纳塑料的监测、管控和治理提供科学指导和技术方法参考。     

混种模式对土壤中PAHs污染的强化修复作用

以菲、芘为多环芳烃(PAHs)的代表,选择多环芳烃初始浓度在20.05~322.06 mg·kg-1的污染土壤为研究对象,采用温室盆栽的方法,选用三叶草(Trifolium repens)单种、紫花苜蓿(Medicago sativa)单种和三叶草-紫花苜蓿混种3种模式,通过测定实验70 d后土壤中PAHs的浓度,研究不同种植模式下植物对PAHs污染的去除效果和修复机制。结果表明,(1)在实验浓度范围内,在三叶草和紫花苜蓿混种模式下,土壤中PAHs的去除率最高,明显高于单种模式。在70 d的实验期间,约有75.47%的菲和68.28%的芘被降解,而单种模式下三叶草和紫花苜蓿对菲的降解率分别为31.79%和64.03%,对芘的降解率分别为27.97%和52.18%。(2)相同污染水平下,茎叶部PAHs的含量低于根部,菲的含量低于芘,混种模式下植物体内PAHs的含量低于单种模式下的含量。(3)生物作用对土壤中菲的去除率在三叶草、紫花苜蓿组和混合组中分别为26.69%、58.98%和69.84%,对芘的去除率分别为25.29%、48.98%和65.86%,明显高于非生物作用。在生物作用中植物-微生物的联合效应是最主要的,在三叶草组、紫花苜蓿组和混合组中对菲、芘的去除率分别为6.95%、34.85%、42.95%和6.3%、26.78%、38.98%。微生物作用在各种模式下相同,混种模式下,植物作用、植物-微生物联合效应均高于单种模式。说明借助多物种混合种植模式对改善PAHs污染土壤修复效果、减少植物体内PAHs积累和缓解生态风险具有可行性。     

青岛市不同功能区常见绿化植物及土壤汞污染特征

城市植物汞的污染特征,能够反映其生境特性,并能为城市汞污染防治提供科学依据.为了解青岛市植物及土壤汞污染特征,采集了青岛市不同功能区植物包括柏树(Cyparissus)、落叶松(Pinus)、法桐(Platanus)、黄杨(Euonymus)、冬青(Ilex),并同步采集相应表层土壤样品,采用冷原子吸收法测定总汞含量,研究汞的含量及分布.结果表明,不同的植物对汞的吸收累积能力不同,汞含量范围为7.2～95.7 ng·g-1,其中冬青和黄杨对汞的吸收累积能力高于其他植物,分别达到59.79 ng·g-1和51.85 ng·g-1.植物的不同器官对汞的吸收能力不同,一般表现为树茎<树叶.不同功能区植物含汞量有很大的差异,植物在老工业区的汞含量最高,在新经济技术开发区的含量较低.道路两旁的植物中汞含量较高,说明交通是影响植物汞含量的一个重要因素.老工业区土壤汞含量最高于其它功能区,但植物中的汞含量和土壤中的汞含量没有显著的相关性.青岛市表层土壤汞含量低于中国其他城市的汞含量水平.青岛市常见绿化植物只有老工业区为中度污染,其它地区均为轻度污染.     

化学强化植物修复复合污染土壤研究进展

近年来,土壤复合污染问题日趋严峻,且修复难度往往较大.在复合污染土壤众多修复技术中,植物修复因成本低、易实施、环境友好等特点而颇具潜力.然而植物修复存在周期长、效率低的局限性.因此,围绕植物开展的联合强化修复技术研究,成为复合污染土壤治理修复的新途径,其中化学强化植物修复技术研究备受关注.本文综述了化学强化植物修复3种复合污染土壤的效果,对比分析了不同化学强化措施的作用特点和异同,并对该技术的研究方向提出了展望.     

铊在土壤-植物系统中的迁移积累

铊(Tl)是分散、稀有重金属,是典型的毒害元素.由于含Tl资源的开发及利用过程中向环境排放大量的Tl,造成了严重的区域性Tl污染,土壤中的Tl可被植物(尤其是粮食作物)富集,并可通过食物链进入人体发生累积,对人类造成重大危害.本文对土壤-植物系统的Tl污染和作物富集的研究现状进行了综述,重点阐述了土壤中Tl污染的形态、分布状况,不同植物对土壤中Tl的富集特点和规律,Tl(超)富集植物累积机制及植物Tl中毒机制,为Tl污染土壤的治理和预防提供了依据.     

云南蛇纹岩发育土壤与植被中重金属含量的分析

对云南蛇纹岩发育土壤进行了植物和土壤的重金属含量调查和分析.结果表明,Ni、Co为土壤中的主要污染金属,在土壤中的含量范围分别为565~4844mg/kg和69~481mg/kg,Cu、Zn含量则在正常范围内;土壤中Ni、Co生物可利用态的含量均较低.统计分析显示,土壤中Ni、Co含量之间存在显著正相关(R=0.794,P<0.01).调查蛇纹岩发育土壤上隶属21科的42种高等植物,并分析其重金属含量,发现植物体内Ni、Co含量也存在显著相关,可能受到土壤因素的影响所致.调查并未发现Ni、Co的超累积植物,但发现此区域存在较多的Ni、Co耐性植物,对Ni矿废弃地的植被重建有一定的研究意义.图1表6参8     

TCP污染土壤的植物修复及其毒性评价

利用盆载试验研究了黑麦草(Lolium multiflorum L.)对2,4,6-三氯酚(TCP)污染土壤的修复作用及其植物毒性影响.结果表明,培养75 d后土壤中TCP的可提取态质量分数随着时间延长逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态TCP质量分数的下降.在TCP浓度为1,10,100 mg·kg-1的处理中,种植黑麦草的降解率分别是92.5%、78.2%、55.6%,无植物处理的降解率分别为56.3%、49.2%、37.5%.植物毒性试验结果发现,Lactuca sativa种子的根生长试验可以判断土壤毒性的变化,土壤毒性随着处理时间的延长,毒性降低,说明了植物修复的作用.TCP污染土壤的水提取液也存在毒性,TCP污染土壤有污染地下水和地表水的可能.Lactuca sativa的发芽率不能反映土壤的毒性变化规律,不宜作为评价TCP污染土壤的毒性指标.可见,种植黑麦草具有强化TCP污染土壤的修复作用,可通过促进黑麦草生长,增强土壤微生物活性,提高黑麦草修复TCP污染土壤的能力.     

环草隆与重金属复合污染对黄瓜及小麦的毒性效应评估

为探究草坪除草剂与重金属复合污染对高等植物的生态毒性效应,以小麦与黄瓜为敏感受试植物,采用滤纸发芽试验法,研究了典型草坪除草剂环草隆与4种重金属(Cu/Zn/Pb/Cd)单一及复合污染条件下,对2种植物种子萌发与幼苗生长的毒性效应并进行评估。在此基础上采用评估因子法外推环草隆在土壤中的预测无效应浓度(PNECsoil)。结果表明,2种植物的根长及小麦的芽长对环草隆与重金属非常敏感(P<0.01),且存在明显的剂量-效应关系。黄瓜根长对环草隆最敏感,根长半抑制浓度(RI50)为0.281 mg·L-1。小麦根长对Cu、Pb、Cd比黄瓜根长更敏感。环草隆与重金属复合污染时,黄瓜根长表现得最为敏感,可作为敏感生物标记物。环草隆与重金属复合污染对小麦及黄瓜根长抑制具有协同作用,并且随着重金属浓度的增大,黄瓜和小麦根生长对环草隆的敏感性增加。环草隆与重金属复合污染对小麦芽长的联合效应主要与重金属种类及其暴露浓度有关。以黄瓜的根伸长抑制率为急性毒性终点,利用外推法计算得环草隆在土壤中的PNECsoil为1.90μg·kg~(-1),远远低于环草隆田间推荐使用量1.5~9 mg·kg~(-1)。与重金属复合污染时,环草隆的PNECsoil明显降低,导致其生态风险提高。上述研究结果能够为草坪除草剂环草隆与重金属复合污染的生态风险评价提供数据支持。     

螯合剂在重金属污染土壤修复中应用研究进展

螯合剂在重金属污染土壤修复中具有重要的作用.文章结合国内外的研究成果和最新研究进展,从螫合剂对重金属的活化效率及其影响因素、螯合剂在土壤中风险评价、生物可降解性螯合剂S,S-EDDS在化学淋洗修复和植物修复中的应用等几个方面论述了国内外螯合剂的研究现状,总结了在螯合剂应用研究中存在的问题,同时指出必须对螯合剂对重金属在土壤中的存在形态的影响以及螯合剂对矿物元素的作用,螯合剂与污染土壤组分作用的微观机理等进行深入的研究.     

张士灌区多环芳烃污染土壤的植物修复

以我国典型污灌区-沈阳张士污灌区某农田土壤为研究对象,进行了土壤中多环芳烃(PAHs)污染物种类与含量的调查研究,分析了PAHs的主要来源.同时,以13种牧草/草坪草为供试植物,开展PAHs污染土壤高效修复植物的筛选工作,修复周期约为80d.研究结果表明,张士灌区农田土壤受到严重污染,从土壤中分析检测到USEPA 16种PAHs中的13种,含量达2 294 μh·kg-1(干重),远高于荷兰农业土壤的PAHs标准.盆栽试验结果表明,不同植物对土壤中PAHs的去除效果不同,紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、黑麦草(Lolium perenne L)、巴林(Poa pratenstis L.)、高羊茅(Festuca data.Kengex E.Alexeev)和白三叶草(Trrifolium repens L.)等植物对土壤中PAHs去除效果较好,适合用于张士灌区农田土壤的修复与治理.