植物修复的促进措施及根际微生物的作用

目前研究表明,植物修复(Phytoremediation)技术在实际重金属污染土壤的修复中还存在一些不足之处,例如植物生物量较小、生长缓慢、土壤重金属生物有效性较低等。为了使植物修复成为一个可行的环境修复技术,国内外的许多研究表明可以通过一些促进措施来提高植物修复的修复效率;同时发现根际微生物在植物修复过程中发挥着一定的作用。本文着重评述杂交育种(Hybridization)技术、转基因(Transgenic Engineering)技术、螯合剂(Chelator)在植物修复中的应用,以及细菌、菌根真菌根际微生物(Rhizomicrobes)在植物修复过程中的作用。     

一株铅镉抗性菌株WS34的生物学特性及其对植物修复铅镉污染土壤的强化作用

从土壤样品中筛选出一株对碳酸铅、碳酸镉活化能力最强的铅镉抗性细菌WS34,并研究其生物学特性.经生理生化特征及16S rDNA序列分析,菌株WS34被鉴定为伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.WS34).菌株WS34对多种重金属和抗生素具有抗性,具有溶磷、分泌吲哚乙酸、产生铁载体和ACC脱氨酶的能力,并对温度、pH、盐浓度具有一定耐受性.利用盆栽试验研究了菌株WS34、EDTA及EDTA和WS34复合3种处理下对印度芥菜和油菜生长及富集铅镉能力的影响.结果表明,菌株WS34能促进供试植物生长,使印度芥菜和油菜的干重分别比对照增加21.4%～76.3%和18.0%～236%,铅镉积累量比对照增加9.0%～46.4%和13.9%～329%,且油菜中的增加量大于印度芥菜.EDTA能使印度芥菜和油菜的铅镉积累量比对照分别增加25.1%～475%和10.1%～84.5%.0.5mmol·kg-1EDTA 菌株WS34的复合处理下,植物的重金属吸收量与EDTA处理相当甚至高于EDTA处理.     

银纳米颗粒对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响

N-AgNPs（银纳米颗粒）暴露对湿地植物的生长发育有重要影响,而N-AgNPs对大型湿地植物黄菖蒲（Iris pseudacorus）的影响尚不清楚.选取湿地植物黄菖蒲为受试物种,采用室内土培法分析柠檬酸钠包覆的N-AgNPs对黄菖蒲早期生长和生理特征的影响.结果表明:①不同ρ（N-AgNPs）〔分别为0、5、10、15、20 mg/L,依次记为N0（对照）、N5、N10、N15、N20〕处理和作用时间均会影响黄菖蒲生长和生物量积累.培养初期（0~14 d）,N5、N10处理会抑制黄菖蒲生长,而N15、N20处理会促进黄菖蒲生长;培养后期（14~35 d）,不同ρ（N-AgNPs）处理均抑制黄菖蒲生长.整个培养期内（0~35 d）,N5、N10处理均抑制黄菖蒲地上、地下生物量积累,而N20处理会促进黄菖蒲地上、地下生物量积累.②不同ρ（N-AgNPs）处理均降低了黄菖蒲叶绿素含量,提高了PSⅡ（光系统Ⅱ）反应中心的光能转换效率,降低了光氧化损伤的发生率;N5、N10、N15处理下黄菖蒲叶片PSⅡ功能反应中心的开放度降低、光合电子传递速率（ETR）变慢;N5和N20处理下黄菖蒲叶片光合电子传递活性（qP）增大,而N10和N15处理下光合电子传递活性降低.③各ρ（N-AgNPs）处理均显著降低了黄菖蒲叶片中的丙二醛含量,膜脂过氧化作用减弱;同时,增加了黄菖蒲叶片中w（脯氨酸）,对黄菖蒲产生较强的胁迫.研究显示,随着培养浓度的增加,ρ（N-AgNPs）对黄菖蒲生物量累积的影响由抑制作用变为促进作用;各ρ（N-AgNPs）处理均会降低黄菖蒲的叶绿素含量、增加w（脯氨酸）,对黄菖蒲的生长产生胁迫.      

广东大宝山多金属污染排土场耐性植物与改良剂稳定修复研究

通过在广东大宝山多金属污染排土场种植重金属耐性作物红麻、苎麻,辅以石灰+有机肥、石灰+生物炭的土壤改良,研究不同植物稳定修复模式下植物的生长状况、土壤pH与重金属含量、径流液产生与理化性质的变化情况.结果表明:改良剂处理有效促进红麻、苎麻生长,提高株高、根长和生物量,有助于排土场土壤的植被恢复.石灰与有机肥、生物炭的施加可以改善土壤酸性环境,将土壤pH由酸性显著提高至中性,降低土壤重金属生物有效性,且生物炭的作用更显著;随着红麻、苎麻稳定修复时间的增加,土壤重金属有效态含量呈一定程度下降趋势.植物的定植和土壤改良还可以减少地表径流的产生;提高径流液pH,但pH会随着修复时间的增加而下降;径流液中溶解态和悬浮态重金属含量均在植物稳定修复过程中得到降低,土壤中重金属污染物的扩散迁移得到有效控制.     

用筑后模型估算我国植物气候生产力

本文根据日本农业气象学家内（山島）善兵卫先生采用的植物气候生产力的“筑后数学模型”NPP=0.29[exp（-0.216RDI²）]R_n,计算了我国气候生产力分布、并与迈阿密和桑斯威特数学模型计算结果做了比较分析。     

受污染疏浚底泥用作植物培植土的环境影响分析

资源化利用是疏浚底泥管理方案的基本选择之一。笔者使用上海市受污染河道疏浚底泥为研究对象,通过实验室模拟的方法,分析和评价了受污染疏浚底泥作为城市园林绿化培植土利用过程中对地下水、地表水和土壤可能造成的环境影响。结果表明,中度受污染底泥具有作为绿化用土的基本理化性状,其不利的环境影响主要表现为硝酸盐对地下水的影响及重金属Cd,Hg对地表径流和地下水的影响。其中,硝酸盐的影响只在底泥应用后的第1个植物生长季中出现;重金属污染影响与底泥重金属总含量和可交换态比例有关。控制底泥单位面积的应用量,是控制其不利环境影响的可靠途径。      

微曝气强化生态浮床去除水中Cu~(2+)效果研究

构建一种改进型微曝气强化生态浮床污水静态模拟实验平台,利用该平台研究了3种水生植物黄菖蒲、西伯利亚鸢尾和水竹对水中Cu~(2+)的去除能力及富集特征;同时探究了不同曝气量下,黄菖蒲微曝气生态浮床对水中Cu~(2+)的去除效果。结果表明:在实验条件下,3种水生植物对水中Cu~(2+)的去除能力依次为黄菖蒲>西伯利亚鸢尾>水竹;当曝气量为7.5 L/min时,黄菖蒲微曝气生态浮床对水中Cu~(2+)的去除效果最好;3种植物的不同部位对重金属Cu~(2+)的吸收富集能力均表现为根部最强。     

两种外源有机酸对蜈蚣草修复锑污染土壤的影响

以蜈蚣草(Pteris vittata L.)为受试材料,利用盆栽试验研究了不同添加量(0、5、10、20 mmol·kg^-1)外源柠檬酸和苹果酸对锑(Sb)污染土壤pH和Sb形态的影响,以及两种外源有机酸对蜈蚣草富集Sb和蜈蚣草抗氧化系统的影响,并分析了利用有机酸强化蜈蚣草修复锑污染土壤的可能性及其作用机制.结果表明,土壤锑含量为500 mg·kg^-1时,种植20 d后,两种有机酸使土壤pH从6.26降到4.99～5.93,土壤中弱酸提取态Sb含量增加,残渣态Sb含量减小.两种有机酸均提高了蜈蚣草根、茎和叶中Sb含量,且作用效果为柠檬酸>苹果酸;20 mmol·kg^-1柠檬酸的加入使根、茎和叶中Sb含量分别达到最大值4740、256、77.5 mg·kg^-1,较对照组分别提高77.08%、230.90%、84.39%.相比对照组,柠檬酸和苹果酸添加均可显著提高蜈蚣草根系活力和抗氧化酶活性,降低丙二醛(MDA)含量,其中,柠檬酸的作用最大.说明两种有机酸通过提高蜈蚣草对Sb的吸收富集,增强对S...     

外源氮输入对生长季黄河口碱蓬-土壤系统磷分布规律的影响

为研究氮负荷不断增强情况下黄河口湿地磷的生物循环状况,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮（N）输入模拟试验,研究不同氮输入梯度[N0（对照处理）,6.0 g/（m2·a）;N1（低氮处理）,9.0 g/（m2·a）;N2（中氮处理）,12.0 g/（m2·a）;N3（高氮处理）,18.0 g/（m2·a）]下生长季碱蓬湿地植物-土壤系统中w（TP）分布特征的差异.结果表明:外源氮输入对湿地表层（0~10 cm）土壤中w（TP）变化的影响较为明显,N2和N3处理下w（TP）整体高于N0和N1处理.不同氮处理下植物各器官的w（TP）生长初期表现为根>叶>茎,生长旺期和末期表现为叶>根>茎,说明叶是磷的主要累积器官.外源氮输入改变了碱蓬湿地的养分限制状况,随着氮输入量的增加,土壤和植物-土壤系统磷储量、氮供给的增幅远低于植物亚系统,说明氮、磷之间的养分供给存在不同步性.研究显示,在未来黄河口氮养分负荷不断增加的情况下,碱蓬湿地植物-土壤系统极有可能通过加速磷的生物循环来缓解日益加剧的磷养分限制状况,进而使得氮、磷养分之间可能形成正反馈机制,而这将有利于维持湿地系统的稳定与健康.      

重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展

植物修复技术是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的生态技术.重金属超积累植物及植物修复技术是当前国内外学术界研究的热点领域之一.植物修复重金属污染的机制主要是植物对污染物的吸收、累积和转化,具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点.综述了近十几年来国内外植物修复重金属污染的现状及超积累植物机理,探讨植物修复技术目前尚存在的某些不足及今后努力的方向.