不同水分条件对蜈蚣草修复砷污染土壤的影响

采用室内盆栽实验研究了不同土壤含水量(绝对含水量10%~60%)对蜈蚣草的生物量、砷富集及蜈蚣草和土壤中砷的形态的影响.结果表明,土壤含水量35%~45%的范围内蜈蚣草的修复效率显著高于其他处理,可达到4.48%~5.00%.在此水分区间内,植物细胞的质膜透性较小且植株的生物量较大.蜈蚣草地上部和地下部的最大干重出现在45%的含水量下,分别为2.95 g·plant-1和11.95 g·plant-1.适宜的水分条件利于蜈蚣草吸收和累积土壤中的砷,35%的含水量下植株地上部和地下部的砷含量可分别达到307.3 mg·kg-1和218.6 mg·kg-1,而总砷累积量在40%的含水量下达到峰值2.81mg·plant-1.将土壤含水量控制为35%~45%,还可提高蜈蚣草地上部中As(Ⅴ)的还原效率,促进了蜈蚣草的砷解毒.研究结果对于蜈蚣草大规模种植和工程应用中的水分管理措施具有重要的指导意义.     

土壤镍污染植物修复的研究概况

随着工业、农业活动的发展,重金属镍污染已引起国内外广泛关注。生物体内积累过量的镍会导致细胞结构和生理过程发生改变,从而阻滞生长发育,对动、植物造成不良影响。植物修复是近年来治理土壤重金属污染的重要手段之一,治理镍污染土壤的主要植物修复方法有植物吸收、植物提取、植物根系过滤和植物-微生物联合修复。而对镍超富集植物收获物的处理方法目前采用多种传统方法的复合工艺,除了克服传统方法的缺点,还能对镍加以回收,提高了资源利用化。     

螯合剂在植物修复铅污染土壤中应用的研究现状及展望

土壤铅污染危害严重。已成为环境污染治理中的热点问题。植物修复以其操作简便、成本低、没有二次污染等优点成为众多修复方法中的首选措施。重金属铅污染的螯合诱导技术是在化学修复、植物修复的基础上发展起来的,具有绿色、环保、经济高效等优点,本文主要分析了国内外铅污染的现状,从螯合剂的种类以及螯合剂诱导下植物对铅吸收和累积效应等方面综述了螯合剂诱导强化植物修复技术的研究进展,最后提出了重金属铅污染土壤螯合诱导植物修复技术存在的问题,并对其发展趋势进行了展望。     

内陆湖泊富营养化内源污染治理工程对比研究

湖泊富营养化是重大水环境污染问题,目前我国正在开展富营养化的研究及其综合治理。本文分析了底泥疏浚工程、生态引水工程和水生植物修复三种典型的内陆湖泊内源污染治理工程技术在治理湖泊富营养化过程中的作用,综述了三种工程措施在国内外的运用现状,比较了三种措施在改善湖泊水环境过程中的优点和不足,指出在解决湖泊富营养化问题时单独使用其中一种方法都存在的局限性,在此基础上,以滇池为例,对三种工程措施的治理效果和结合途径进行探讨。     

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.     

无柄小叶榕对盐碱地Cd、Cu的吸收特性及修复潜力

采用盆栽试验,研究无柄小叶榕(Ficus concinna var.Subsessilis)对盐碱地土壤重金属Cd和Cu的富集和转运能力,并探讨投加生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对无柄小叶榕生长及其吸收Cd、Cu的影响.结果表明,人工模拟盐碱环境下无柄小叶榕能在不同浓度Cd、Cu单独或复合投加胁迫下正常生长,且体内重金属含量随投加浓度增大而升高,均表现为根地上部分;无柄小叶榕对Cd和Cu具有较强的富集能力,Cd的最大生物富集系数(BCF)为4.52±0.73,Cu为2.1±0.18,BCF值随着重金属投加浓度的增大逐渐减小,Cd、Cu转移系数(TF)均小于1;在Cd 50 mg·kg~(-1)、Cu 400 mg·kg~(-1)下的修复率最高分别为4.07%和2.66%;投加鼠李糖脂可以显著提高无柄小叶榕体内重金属的含量,土壤Cd 25 mg·kg~(-1)时,根部Cd含量最大提高了2.38倍,Cu 50 mg·kg~(-1)时根部Cu含量最大提高了1.91倍.综上,无柄小叶榕对温州重金属污染的盐碱地有很好的修复潜力,投加生物表面活性剂可有效提高无柄小叶榕对重金属Cd和Cu的吸收富集效率.     

EDTA对波士顿蕨吸收Hg的影响及其光合响应

采用水培实验方法研究EDTA对波士顿蕨吸收和转移Hg的影响,以及波士顿蕨对Hg及Hg和EDTA胁迫下光合系统II(PSII)的响应.结果显示:波斯顿蕨的根部能富集Hg,加入EDTA可以提高Hg从其根部转移到地上部分.单独Hg处理略微抑制了叶绿素的合成,Hg或Hg与EDTA处理对叶绿素的合成没有明显的影响.Hg或Hg与EDTA对植物的光合作用产生一定程度的胁迫作用.Hg单独处理或Hg与EDTA一起处理都导致了植物光合效能指数下降,干扰光系统II中的能量转移,将部分反应中心被转化为能耗中心,在一定程度上抑制了光系统II中的电子传递.     

鸢尾对石油烃污染土壤的修复以及根系代谢分析

本研究采用温室盆栽方式,探讨了野生花卉鸢尾(Iris pseudacorus L.)对大港油田石油烃污染土壤的修复能力,并对石油烃暴露下鸢尾根系代谢组学进行了分析.结果表明,鸢尾对石油烃含量≤40 000 mg·kg-1具有良好的耐性;鸢尾对高含量石油烃污染土壤的修复效果比较显著,当土壤石油烃含量为10 000、20 000和40 000 mg·kg-1时,其去除率分别为42.1%、33.1%和31.2%,明显高于空白对照组(31.8%、21.3%和11.9%)(P0.05).通过根系扫描,发现在10 000、20 000和40 000mg·kg-1的石油烃暴露下,根系比表面积均高于空白对照组.经聚类分析发现根系代谢从整体上发生了不同程度的变化,同时某些代谢物的含量或种类也发生了极显著的变化(P0.001).通过偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)发现11种代谢物(VIP值1.2),它们对根系比表面积的改变起到实质性的贡献.其中,5种与根系比表面积呈正相关,分别为草酸、乳酸、延胡索酸、磷酸和丙二酸,而与葡萄糖酸、尿苷、丁酸、麦芽糖、亚油酸和苯丙氨酸呈负相关.可见,鸢尾用于修复高含量石油烃污染土壤具有实践上的可行性,并且关于根系代谢分析有利于更好地理解植物对石油烃污染土壤的代谢响应并揭示其修复机制.     

外源植物激素喷施对三叶鬼针草修复镉污染土壤的影响

为了探究外源植物激素喷施对超积累植物吸收重金属的影响,以三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）为供试植物,通过叶面喷施3种不同浓度的6-苄基腺嘌呤（6-BA）、水杨酸（SA）和24-表油菜素甾醇（24-EBR）,研究外源植物激素喷施对三叶鬼针草修复镉（Cd）污染的影响.结果表明,分别喷施适宜浓度的3种外源植物激素：①高效强化三叶鬼针草修复Cd污染土壤效果,使植株叶部Cd含量分别增加4.21%、31.79%和14.89%,使转运系数（TF）分别提高9.67%、18.83%和17.85%,使植株提取效率（PR）分别提高15.36%、32.33%和64.38%;②显著促进三叶鬼针草的生长,使植株地上部干重分别增加了37.53%、74.50%和104.02%;③显著增强三叶鬼针草的光合作用,使植株叶绿素a含量分别提高了79.31%、92.27%和51.12%,此时光化学猝灭系数（qP）分别提高11.32%、89.16%和78.43%,非光化学猝灭系数（NPQ）分别提高51.71%、241.12%和27.85%;④显著强化三叶鬼针草抗氧化能力,使得植株丙二醛（MDA）浓度分别降低了62.41%、68.67%和46.76%,使超氧化物歧化酶（SOD）活性分别提高了68.33%、10.28%和6.17%,过氧化氢酶（CAT）活性分别提高了31.43%、37.87%和37.31%.综上所述,Cd胁迫下喷施适宜浓度的外源6-BA、SA和24-EBR可显著提高三叶鬼针草生物量,促进重金属在植株体内富集;提升植株光合作用能力,降低重金属胁迫对植株的氧化损伤,增强抗氧化能力,提高植株对于Cd的吸收和耐受性;促进植株根部Cd向地上部转移,提高植株对重金属Cd的提取效率,高效强化植株修复效果,其中以30 mg ·L^-1 SA叶面喷施效果最佳.     

土壤pH和Cd全量对伴矿景天修复效率的影响

修复效率是影响植物修复周期和技术推广的主要因素之一.采用不同pH和不同程度Cd污染农田土壤进行盆栽试验,其中,重度Cd污染土壤（简称"SKS处理"）中w（Cd）（Cd全量）高于GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中的风险管控值,中度Cd污染土壤（通过人为调节并稳定其pH为3.97、4.97、6.03、6.90和7.93）中w（Cd）介于GB 15618-2018风险筛选值和管控值之间,轻度Cd污染土壤（简称"YH处理"）中w（Cd）略高于GB 15618-2018风险筛选值;比较修复前后不同pH和不同程度Cd污染对土壤Cd有效性、形态分配及w（Cd）的影响,并结合PCA（主成分分析）和Pearson相关性分析等方法深入研究影响植物修复效率的主控因素.结果表明:①与修复前相比,不同pH处理修复后土壤中w（有效态Cd）、w（弱酸提取态Cd）、w（可还原态Cd）、w（可氧化态Cd）和w（Cd）的减少量均随pH的降低而增加,土壤pH ≤ 6.0时,伴矿景天修复效率显著高于土壤pH>6.0的处理（P <0.05）.②修复后,轻度Cd污染土壤中w（Cd）降至GB 15618-2018风险筛选值以下,中度Cd污染土壤pH ≤ 6.0的处理中w（Cd）降至0.60 mg/kg左右,而pH>6.0的处理中w（Cd）仍高于1.00 mg/kg.③重度Cd污染土壤中w（有效态Cd）最高,其伴矿景天生物量与轻度Cd污染土壤处理无显著差异,w（Cd）达681.5 mg/kg,但修复效率显著低于其他处理（P <0.05）.综合PCA和Pearson相关性分析发现,影响伴矿景天修复效率的主控因素除土壤pH、Cd有效性和伴矿景天生物量外,伴矿景天的BCF（富集系数）对修复效率也具有重要作用.因此,伴矿景天更适用于弱酸性、中度Cd污染和轻度Cd污染土壤;而对碱性或重度Cd污染土壤进行植物修复时,可适当延长修复周期或联合修复以提高其修复效率.