Producing biogas from agricultural residues generated during phytoremediation process: Possibility,threshold, and challenges

In the past decades, a novel strategy has arisen, as required by time, to get a rational production of biogas from contaminated biomass, which may be, on purpose, harvested from contaminated soil phytoremediation process. The present review focuses on the possibility and potential of utilizing the agricultural residues generated during phytoremediation for production of biogas. As a general result of the studies compiled in this review, the harvested biomass can subsequently be utilized for the winning of biogas, and it provides a solution of waste disposal for phytoremediation technology. According to the analysis of previous results, not more than 1 mg/L of cadmium in fermenters shows promoting or at least no inhibitory effect on cumulative biogas yields. This strategy is promising for dealing with both environmental and energy problems in spite of many challenges in the coming future.     

泥炭保护紫花苜蓿根系对柴油污染土壤修复的研究

采用盆栽试验,观察了泥炭保护根系移栽和直播2种栽培方式处理的紫花苜蓿在柴油污染土壤中的生长情况及其对土壤中柴油污染物的去除情况,探讨了利用泥炭保护根系措施清除土壤柴油污染物的可行性.结果表明,泥炭保护根系处理有利于紫花营蓿根系形态发育,能促进根系细菌和真菌的繁殖,并显著提高根区土壤柴油降解率.     

水生植物修复氮、磷污染水体研究进展

氮、磷是引起水体富营养化、导致水质恶化的重要因素,因此去除氮、磷一直是污水处理的重要任务.鉴于传统物理、化学方法存在的操作难、成本高、易产生二次污染等问题,人们越来越多地将目光转向利用水生植物去除氮、磷营养物质、净化水质上.介绍了近年来国内外应用水生植物修复氮、磷污染水体的方法、效果及其影响因素,探讨了水生植物净化污染水体的机制.针对目前研究中的不足,提出今后应在不同植物种类开发、植物组合优化以及植物的净化机制等方面加强研究.     

钙对李氏禾富集和耐受铬的调控作用

通过水培实验,研究钙对铬胁迫下李氏禾幼苗生理生化、草酸分泌及铬吸收量的影响,考察钙对李氏禾体内草酸合成的调控,进而促进李氏禾的铬耐性富集能力的作用。结果显示,不同浓度Cr³⁺胁迫下缺钙处理,李氏禾生长受抑制及质膜过氧化作用加剧,体内总草酸含量为对照处理的113%~169%,且主要表现为水溶性草酸含量显著高于对照,水溶性草酸含量为对照处理的135%~197%;高钙处理,李氏禾细胞膜透性、丙二醛（MDA）含量低于对照,李氏禾叶部总草酸含量为对照处理的125%~155%,且主要表现为不溶性草酸含量显著高于对照,其含量为对照处理的181%~270%。低浓度（0.2、0.4 mmol/L）铬胁迫下,高钙处理总铬含量分别为对照处理的175%和215%,高浓度（0.8、1.0 mmol/L）铬胁迫下,总铬含量与对照处理无显著差异（P>0.05）。可见,添加Ca²⁺能在一定Cr³⁺浓度胁迫下,有效缓解铬对李氏禾的毒害,且能通过提高植物体内不溶性草酸含量达到促进植物富集和耐受铬的能力。     

Cadmium accumulation characteristics of floricultural plant Cosmos bipinnata*

The artificially high soil cadmium (Cd) concentration screening method was used to screen Cd-hyperaccumulators from floricultural plants. Among the five species of floricultural plants screened, Cosmos bipinnata showed the characteristics of Cd-accumulators. A pot experiment was conducted to further study Cd accumulation characteristics of C. bipinnata. The results showed that the biomass, chlorophyll content, superoxide dismutase activity, peroxidase activity and soluble protein content of C. bipinnata first increased and later decreased with the increase in soil Cd concentration, but the carotenoid content and catalase activity of C. bipinnata reduced. Cd contents in roots, stems, leaves and shoots of C. bipinnata increased with increasing soil Cd concentration. When the soil Cd concentration was 50?mg?kg^?1, the Cd content in shoots was up to 112.62?mg?kg^?1, which was higher than the Cd-hyperaccumulator critical value. The root and shoot bioconcentration factors exceeded 1 in various Cd treatments, but the translocation factors were less than 1. When the soil Cd concentration was 50?mg?kg^?1, the Cd accumulation in shoots achieved the maximum of 224.30?μg plant^?1. Therefore, considering the tolerance and accumulation of Cd, C. bipinnata is a Cd-accumulator that could be used to remediate Cd-contaminated urban soil.     

植物修复及强化调控系统根际土壤微生物研究综述

根际土壤微生物是植物修复及其强化修复技术的重要组成部分,了解根际土壤微生物生态效应有助于深入探索修复机制,从而进一步提高修复效率.微生物生态效应反映土壤生态变化,对于有效评估强化调控生态风险具有重要意义.在总结污染土壤植物修复根际微生物生态效应研究的基础上,综述强化调控措施与根际土壤微生物可能存在的相互影响,并分析利用微生物分子生态学技术评估强化调控措施施用风险的可行性.     

规模化农田土壤重金属污染修复的中试试验研究——以某镇土壤污染治理为例

农用地重金属污染长期以来一直是生态环境的热点和难点问题。2017年,对某镇农田土壤重金属污染开展详查,单项污染指数评价结果表明,镉超标率为67.60%(Pi>1),基于内梅罗污染指数法的评价结果显示,57.30%的点位受到不同程度的污染(PN≥1.0);2018年,分别选取钝化修复和植物修复进行中试试验,经钝化修复后土壤有效镉和总镉含量分别平均降低32.73%和5.64%。经超富集植物籽粒笕种植一季修复后,土壤总镉含量降低15%以上。本次中试试验修复效果良好,能为下一阶段的土壤镉污染修复方案的制定和优化提供科学的依据,为全国农用地重金属污染修复提供了有价值的借鉴意义。     

樊庆生红球菌菌剂制备优化及其重金属修复促进效果研究

目前,土壤重金属污染形势严峻,而微生物辅助植物修复的措施以其绿色友好的特性备受关注,其中,研发高效的微生物菌剂对提高修复效率至关重要.针对一种能代谢植物激素脱落酸（ABA）的微生物—樊庆生红球菌（Rhodococcus qingshengii）进行菌剂制备研究,并验证其对超积累植物东南景天提取重金属镉（Cd）、铜（Cu）、镍（Ni）和锌（Zn）能力的强化效果.结果表明,该菌种制备优化条件为：80%麦麸∶15%锯末∶5%活性炭;料水比1∶2、pH=9;接菌量40%;培养温度30℃、培养时间3 d、烘干温度40℃.优化后,固体菌剂有效活菌数可达2×10¹²CFU·g^-1,与土壤混合后其有效活菌数峰值达1×10¹¹CFU·g^-1,是接种相同活菌数液体菌剂的4倍,30 d保有的有效活菌数是液体菌剂的23倍.与未配施的空白相比,该菌剂配施于不同重金属污染土壤中,可使东南景天的Cd含量提高110%～260%,Ni和Zn含量分别提高约100%和90%;生物富集因子（BCF）则提高50%～500%,转运系数（TF）...     

肥料调控强化象草对重度Cd污染农田修复效果

象草（Pennisetum purpureum Schumach.）因适应能力强、生长迅速和生物量大,且具有一定的经济效益,在重金属污染土壤植物修复中有很好的应用前景.通过田间试验,研究不同肥料（有机肥、复合肥和追施氮肥）联合施用强化象草修复重度Cd污染农田的效果.结果表明：①不同肥料调控处理降低了土壤pH值,提高了土壤有机质含量,根际土壤总Cd含量较修复前降低了8.3%~23.3%,土壤有效态Cd含量较对照降低了11.7%~34.6%;②不同肥料调控处理显著促进了象草生长和对Cd的吸收累积,象草地上部生物量增加29.2%~368.2%,象草Cd总累积量增加了37.8%~283.9%,其中有机肥+复合肥+追施氮肥处理（F3N）象草Cd总累积量达到了145.48 g·hm^-2;③不同肥料联合对提高象草Cd累积量的效果为：有机肥+复合肥+追施氮肥>有机肥+复合肥>单一复合肥.因此,在重度Cd污染农田植物修复中,肥料调控可以强化象草对土壤中Cd的富集移除效果,进而加快对污染农田的修复.