植物修复及重金属在植物体内形态分析综述

植物修复是重金属污染土壤治理的重要方法,因其具有高效、经济及生态协调性等优势而广受关注。当前相关研究主要包括超积累植物体内重金属的迁移转化与形态分析方法,土壤修复后植物的减量化、无害化和资源化利用等方面。实验研究及修复工程中存在的问题主要体现为:(1)基础研究方面,目前对植物超积累重金属的分子机制、调控原理等方面的研究不够完善;(2)应用技术方面,修复植物的规模化种植、适用的栽培技术、收获物安全处置及资源化利用方面仍是植物修复技术发展的瓶颈。因此,目前需要深入研究超积累植物吸收、运输和积累重金属的生理机制,利于植物生长的农业措施以及用于修复的植物收获后的相应处理技术。同时,应结合重金属在植物体内的形态,对修复后的植物进行合理的减量化、无害化、资源化处理,以便于更加科学合理地选择土壤重金属修复植物,大规模推广植物修复技术的应用。     

人工湿地宽叶香蒲对重金属的累积与机理

宽叶香蒲(Typha latifolia L.)对环境胁迫具有较强的耐性。为了解宽叶香蒲对重金属的富集能力与耐性机理,通过野外调研,采集韶关凡口铅锌矿废水处理人工湿地中的宽叶香蒲与相应土壤样品,测定了土壤、植物的重金属总量与叶片亚细胞中重金属含量,分析了植物重金属含量与土壤重金属含量的相关性,并估算了宽叶香蒲地上部对重金属的提取量。土壤p H值在6.83~7.70之间,宽叶香蒲能有效降低土壤中的Cd、Pb、Zn、Cu和Mn的含量,对重金属的吸收主要受土壤重金属含量的影响,Pb和Cd的富集系数平均在0.5以上;除Fe外,叶片重金属主要分布在细胞壁和胞基质中。结果表明,宽叶香蒲是多种重金属的耐性植物,根系对重金属的富集与选择性向上运输、叶片细胞壁和胞基质对过量重金属的阻隔与结合作用是宽叶香蒲耐受重金属的重要机理。     

土壤重金属的植物污染化学研究进展

针对中国土壤重金属污染加剧的趋势,为改善土壤环境质量和保障农产品安全,提出了土壤重金属的植物污染化学研究领域.结合多年的研究工作,从土壤重金属的植物根际化学行为、土壤重金属的植物吸收与解毒机制和重金属污染土壤的植物-微生物交互作用等方面简要阐述了土壤-植物系统中重金属的分布、存在形态、迁移转化、累积及生物学效应和控制规律的研究进展,并对将来的植物污染化学理论研究提出了展望.     

土壤-植物系统中磷对重金属生物有效性的影响机制

磷对植物吸收重金属元素的影响作用属于植物营养和重金属污染生态研究的前沿.污染土壤中施入磷是否能够降低重金属离子的生物有效性,除了与重金属离子本身特性有关外,还与含磷化合物的性质及土壤环境条件有关.在分析中,就土壤中磷与重金属离子间交互作用机制、土壤中影响磷降低重金属离子生物有效性的环境因子及磷与重金属交互作用的国内外研究进展作了简要综述,并对今后的研究提出了展望.     

土壤-植物系统中磷对重金属生物有效性的影响机制

磷对植物吸收重金属元素的影响作用属于植物营养和重金属污染生态研究的前沿。污染土壤中施入磷是否能够降低重金属离子的生物有效性，除了与重金属离子本身特性有关外，还与含磷化合物的性质及土壤环境条件有关。在分析中，就土壤中磷与重金属离子间交互作用机制、土壤中影响磷降低重金属离子生物有效性的环境因子及磷与重金属交互作用的国内外研究进展作了简要综述，并对今后的研究提出了展望。     

上海市桃浦垃圾填埋场封场植被的重金属吸收和积累特征

城市垃圾填埋场的生态修复问题越来越受到重视,选择合适的封场植被对生态恢复至关重要。本研究对上海市桃浦垃圾填埋场的土壤和29种优势植物的重金属含量进行检测,结果显示,该填埋埋场土壤呈现Zn和Cd的中度复合污染。在研究的优势植物中,杨树、雪松和夹竹桃吸收Zn的能力较强,杨树、紫薇、金丝桃吸收Cd的能力较强。荆芥表现为重金属Zn的富集型植物;龙葵表现为重金属Cd的富集型植物;麦冬和狗尾巴草则表现为重金属的根部囤积型植物。可综合选择这些植物用于城市垃圾填埋场的植物修复和植被恢复。     

热改性坡缕石对土壤镉污染的钝化效果及对土壤镉生态毒性的影响

Cd在土壤中易被农作物吸收和富集,使农作物产量、品质降低,进而造成食品安全威胁.通过钝化实验与盆栽实验,研究了热改性坡缕石对土壤中重金属Cd的钝化效果与植物富集的影响;并结合重金属生物有效态、修复效率和植物内重金属生物吸收因子对Cd钝化效果和Cd生态毒性进行了评价.结果 表明,添加4％热改性坡缕石可显著改善土壤理化性质...     

小兴安岭地区环境中的重金属

小兴安岭地区人烟稀少,植被发育较好,受人类活动影响较小。1984年我们对该区土壤、植物、水体中Fe、Mn、Zn、Cr、Cu、Co、Cd、As、Ni、Pb10种重金属元素进行了调查研究,探讨不同环境要素之间以及沉积物中不同元素之间的关系。 一、小兴安岭地区环境中的重金属 本文研究了小兴安岭地区土壤、植物和水体中的重金属,土壤主要是暗棕色森林土,植物采用本区优势树种红松(Pinus ko-raiensis)、蒙古栎(Quereus mongolica)、糠椴(Tiliamand shurica)和兴安白桦(Betula plalyphylla),水体包括河水和河底沉积物.为了研究土壤与植物中元素含量关系,土壤和植物同步采样。 1.土壤中重金属含量特征 暗棕色森林土是重要的林业土壤资源,在小兴安岭地区,其分布面积约占土壤总面     

三亚河红树林自然保护区水环境-红树植物-沉积物重金属污染综合分析

以三亚河红树林自然保护区为研究区,在分析沉积物重金属污染及红树植物对重金属富集转运差异的基础上,探讨了保护区水环境、沉积物重金属和红树植物重金属间的联系及重金属污染来源。结果表明:(1)沉积物中Hg为极强污染,Pb、Zn和Cu为中等污染,其他重金属无污染;研究区整体的潜在生态风险指数为中等,其中Hg为主要贡献者。(2)保护区河段雨季水体污染物浓度明显高于干季,雨、干季水质总体均表现出中上段(A段)中间段(B段)出口段(C段);(3)3种红树植物对Cd均表现出强富集,对Pb表现为弱富集能力;(4)沉积物重金属和水质参数之间有显著的相关性,红树植物会影响沉积物中重金属形态,并通过主动运输方式富集和转移重金属。(5)研究区上游农业生产活动及市区交通和工厂企业综合排污是重金属的主要污染来源。     

兰坪铅锌矿区不同污染梯度下优势植物的重金属累积特征

对兰坪铅锌矿区污染程度不同的3个样地(云南松林、魁蒿群落和马桑灌丛)进行植被调查,选择其中9种共有的自然生长的优势草本植物为研究对象,测定了土壤及植物体的重金属含量。结果显示,3个样地土壤Cu、Cd、Pb和Zn等4种重金属含量均表现为马桑灌丛>魁蒿群落>云南松林;植物体内重金属积累呈现出随着土壤污染程度增加而增加的趋势;所选择的9种植物均不符合超富集植物的标准,依据不同的耐性机制将9种植物分为3类,野棉花能较强吸收土壤中重金属,并转移到地上部分,属于富集型植物;西南金丝梅、倒提壶、长籽柳叶菜、魁蒿、翻白叶和四脉金茅吸收的重金属主要积累在根部,属于根部囤积型植物;尼泊尔蓼和中华山蓼体内重金属含量较低,属于规避型植物。讨论了利用这些植物进行矿山治理。     

锑矿区土壤重金属污染及优势植物对重金属的富集特征

通过野外调查采样,分析了冷水江锑矿区4个采样点土壤和优势植物中重金属含量,以及矿区生长的5种优势植物对Sb、As、Cd、Pb、Cu和Zn的的吸收与富集能力及其富集特性。结果表明,矿区土壤中6种重金属元素的平均含量均超出湖南省土壤背景值和全国土壤背景值,土壤受Sb污染最严重,其次是Cd、As的污染。5种优势植物淡竹叶、苎麻、芒草、狗尾草和白背叶体内Sb、As的含量都超过正常范围,具有修复矿区土壤Sb、As污染的潜力。其中苎麻对Sb的富集系数和转运系数均大于1,满足Sb超富集植物的基本特征,可作为生态恢复的先锋植物;芒草对Cd的富集系数和转运系数都大于1,对重金属有较强的耐性,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

水可溶性有机物在铅锌废渣生态修复中的应用

采用富含水可溶性有机质(water-soluble organic material)的有机废水作改良剂对土法炼锌产生的冶炼废渣进行处理,播种草本植物进行室外盆栽模拟生态修复实验。通过测定冶炼废渣的基本元素组成,水可溶性有机质处理前后冶炼废渣中的肥力指标,植被生长特征,盆栽实验后冶炼废渣雨水淋溶液、水浸浸出液、渣样及植物样品中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Mn、Co、Ni、As和Sb等重金属的含量。结果表明:土法炼锌冶炼废渣中富含Pb和Zn等多种有毒有害重金属污染物,介质养分极端贫瘠且比例不协调。水可溶性有机质处理能够明显改善冶炼废渣中的肥力水平,同时能显著提高冶炼废渣上植物的成活率、株高、生物量及覆盖率;能促进冶炼废渣中多种有害重金属的雨水淋失和水浸溶出;同时能降低植物重金属含量,而提高单位面积上重金属植物富集量。综上,可采用富含水可溶性有机质的有机废水进行铅锌矿渣堆场污染的生态修复。     

农用地重金属污染植物提取修复技术研究进展

农用地重金属污染具有污染范围广、风险筛选值和风险管制值相对较低等特点,使常规土壤修复技术如客土法、化学淋洗法、固化稳定化等的应用受到限制,植物提取技术是修复农用地重金属污染的有效手段。介绍了富集植物种类、超富集植物的评判依据、富集植物对重金属提取机制,重点分析了植物提取技术在农用地修复应用中的效果、影响因素、存在的问题及强化措施,最后对植物提取技术修复重金属污染农用地的未来发展方向进行了展望。     

矿化垃圾混配种植介质的盆栽实验研究

矿化垃圾营养成分和有机质含量较高,但含有重金属和盐分.为了解矿化垃圾的施加比例对植物的生长影响以及植物对矿化垃圾混配种植介质中营养成分的吸收和重金属的富集,将矿化垃圾和本地绿化土按照不同比例混配,研究混配种植介质的理化性质的改善条件、矿化垃圾对植物体内的生物量和叶绿素含量的影响、植物对混配种植介质中营养成分的吸收量以及植物体内各种重金属累积浓度,探索矿化垃圾的最佳施用比例.实验结果表明,矿化垃圾可改善上海本地土壤贫瘠的普遍状况,其添加质量分数在50%～75%合适,对植物生长有利.     

能源植物皇草对重金属的耐性及修复潜力

重金属污染及生态修复是环境和生态领域研究的热点和难点。皇草是重要的纤维素生物燃料和电力植物。选用皇草作为重金属污染土壤的修复植物,探讨皇草对重金属的耐性机理和对重金属污染土壤的修复效果。结果表明:皇草的株高和干重在Ni、As、Zn、Pb处理中显著高于对照处理或者与对照处理没有显著差异,但在Cr处理中显著低于对照处理。皇草在Ni、As、Zn、Pb和低浓度Cr污染土壤均能生产大量的生物质,每季产25.55~28.51 t·hm~(-2)鲜草和8.23~9.12 t·hm~(-2)干草。皇草叶片中MDA和POD的含量随着Cr、Ni、As和Pb浓度的升高有所增加,但CAT和SOD的活性表现出相反的趋势。在Zn的2个浓度梯度下,皇草叶片中的CAT、POD和SOD的活性均随着Zn浓度升高而下降。从重金属在皇草各器官分布来看,Cr、As和Pb的浓度为根叶茎;Ni和Zn为根茎叶。从重金属在植物叶片中的形态来看,Cr、Ni、Zn和Pb的盐酸提取态的含量较高。从重金属在亚细胞分布来看,Cr、As和Pb在皇草叶片亚细胞组分分布为细胞质细胞壁细胞器,Ni和Zn在皇草叶片亚细胞组分分布为细胞器细胞质细胞壁。皇草对重金属的富集系数和转运系数均小于1,对重金属的提取量较低,但其耐性强、生物量大,适合应用于土壤重金属污染的植物稳定技术。     

国内外重金属废水处理新技术的研究进展

有毒重金属对环境的严重威胁正逐渐成为全球性问题,着重综述了近年来国内外重金属污染处理技术的研究与进展。除了改进传统的化学、物理方法外,各种廉价高吸附性能的吸附剂、新型可选择性重金属捕集剂都是研究的焦点。特别是随着生物技术的发展,利用功能菌和植物处理含重金属污染已取得相当成效,并在工业上进行了实际应用。研究和发展新型天然吸附剂、重金属捕集剂和生物技术,加强多种技术的综合应用,是治理重金属污染的有效途径。     

西安皂河芦苇与香蒲人工湿地单元对皂河污水重金属的截留效率

西安皂河是对渭河(黄河最大支流)水质影响最大河流之一,其水质的严重污染给流域内居民生活带来了很大健康风险,同时使流域生态环境受到了极大破坏。为明确皂河人工湿地对皂河污水中重金属的截留效率,于2013年4、7、10月通过分析皂河人工湿地系统中芦苇湿地和香蒲湿地中6种重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd)含量和空间分布,研究了湿地对重金属的截留效率、植物、基质和微生物对重金属截留的贡献率和湿地中重金属流失率,并对湿地对重金属的截留效果与湿地理化性质进行相关性分析。结果表明,夏季湿地对重金属截留效率多集中在50%~80%,春秋截留效率多集中在30%~50%;在湿地截留重金属过程中,植物贡献率5%~10%,基质和微生物综合贡献率89%~94%;湿地中重金属流失率小于2%,春秋两季重金属流失率大于夏季。湿地对Cu的截留率与p H、温度呈显著正相关性(P0.05),与有机质呈极显著正相关性(P0.01);湿地对Pb的截留率分别与p H、速效钾、有机质呈显著正相关性;对Zn的截留率分别与温度、有机质呈显著正相关性;对Cr、Ni的截留率与湿地各项理化性质间的相关性都不显著;对Cd的截留率与p H呈显著负相关性,分别与速效磷、有机质呈显著正相关性。     

钝化剂在烟草植物修复铅镉污染土壤中的作用

重金属钝化剂可以改变土壤中重金属的形态,降低其在土壤中的有效浓度、植物毒性及生物有效性,影响污染土壤中植物的生长及其对重金属的吸收。在温室盆栽条件下研究了施加羟基磷灰石（HA）、纳米羟基磷灰石（nHA）、纳米零价铁（nFe0）和纳米TiO2（nTiO2）对烟草植物修复铅镉污染土壤的作用。结果表明,HA降低土壤中Ph、cd的有效性、促进烟草生长、增加了烟草叶、茎、根中cd的吸收量和根系中Pb的吸收量,有利于Ph、cd的钝化和植物修复。nHA也可以降低土壤中Pb、cd的有效性,增加了烟草叶中cd的吸收量,有利于Pb、cd的钝化和cd的植物提取。nFe0和nTiO2：对于土壤Pb和cd的钝化作用和植物修复均没有显著影响。综合来看,HA最适合应用于烟草植物修复铅镉污染土壤。     

重金属污染土壤的植物修复技术与其他技术联用的进展与前景

随着工业和经济的发展,土壤重金属污染越来越严重,因此重金属污染土壤的修复迫在眉睫。植物修复技术因其经济、环保等优点已经成为国内外研究的热点,但存在修复植物稀少的问题。将其他技术与植物修复技术联用可能是突破植物修复这一局限性的关键举措之一。介绍了基因工程技术与植物修复技术联用的研究进展;总结了微生物技术与植物修复技术联用中植物根际促生细菌、菌根真菌的作用;概述了材料化学技术联合植物修复的应用现状,着重介绍了土壤改良剂和螯合剂的实际应用。最后对基因工程、微生物、材料化学等技术联合植物修复技术在研究和应用中的未来方向进行了前景展望,旨在为植物修复技术发展提供更多新的思路和参考。     

生活垃圾填埋场封场后种植植物中重金属迁移研究

在上海老港生活垃圾填埋场填埋单元封场的覆盖土中掺混了矿化垃圾种植植物,分析Cd、Pb、Cu、Zn 4种重金属在土壤和植物中的迁移变化,研究表明:(1)覆盖土土质从一般耕作土变成肥沃土壤;覆盖土和种植混合土重金属Cd、Pb、Cu、Zn中Cd、Pb含量相近,但种植土的Cu含量略大于覆盖原土,Zn含量远大于覆盖原土;(2)植物能富集土壤和垃圾中的重金属,木本植物的根部富集重金属的能力强于草本植物,但重金属在草本植物根、茎、叶中的迁移速度大于木本植物;(3)植物根、茎、叶的Cu、Zn含量均远大于未受污染土壤种植植物相应部位的Cu、Zn含量,种植的植物不能供家养动物食用,以免通过食物链作用危及人体安全.