固定化微生物技术修复重金属污染土壤的研究进展

土壤修复产业在推进双碳行动、提高土壤碳汇能力上有着举足轻重的地位,而重金属污染具有的隐蔽性、持久性和不可逆性使得我国土壤重金属污染持续积累,影响了双碳目标的实现。固定化微生物技术作为生物修复法的一种,既可以减少传统的物理法、化学法在修复过程中产生的能源消耗和二次污染,又可以提高微生物密度、维持微生物活性,因此在修复重金属污染土壤方面具有广阔的发展前景。本文从固定方法、载体种类、微生物种类3个角度介绍了固定化微生物技术的分类,总结了该技术修复重金属污染的机理。根据不同的应用场景选择适配的载体和微生物可以达到事半功倍的效果。本综述汇总了固定化微生物技术在近五年内的研究发展现状,研究表明该技术可以有效修复重金属污染土壤,新型载体和新型微生物可以满足多种应用需求,还可以与植物修复技术联用以达到更加绿色低碳的修复效果。考虑到该技术未来的发展潜力,提出了固定化微生物技术的发展方向,旨在为固定化微生物技术修复重金属污染土壤的发展提供参考。     

南丹矿区周边农田土壤质量综合评价研究

目前的土壤质量综合评价存在评价灵敏度高度依赖样本选取、评价结果不够全面、肥力指标选取比较主观等问题,应用受到限制.因此,本研究在现有土壤质量综合评价方法基础上,引入动态加权评估法,对土壤质量指数法进行改进,提出改进土壤质量指数法（I-SQI）.通过实例进行I-SQI与改进的内梅罗综合指数法（I-NPI）和逼近理想解排序法（TOPSIS）的对比分析,发现I-SQI对不同状况的土壤都表现出较好的适用性,评价结果全面且灵敏性高,有效地解决了目前方法存在的问题.应用该方法对广西南丹矿区周边农田土壤进行综合评价,结果发现：(1)研究区土壤肥力处于中等及以下水平,可交换钙、粘粒、电导率、总氮、速效钾、容重这6个指标是影响研究区农田土壤肥力的关键指标;(2)研究区大部分农田存在重金属污染,As、Cd、Pb和Zn4种重金属元素是影响矿区土壤环境质量的主要污染因子;(3)研究区农田土壤质量以不及格和及格为主,亟需得到改善.本研究为土壤质量综合评价的发展提供了新的阶梯.     

黑河上中游流域梯级库区夏季重金属汇源解析

为探究梯级筑坝对河流重金属空间分布的影响,于2019年8月在黑河上、中游的干、支流河段采集水体、沉积物及岸边土壤样本,测定了8种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Mn、As)的含量,利用反距离加权插值法、主成分分析法等分析了河流重金属的空间分布和来源.结果表明,黑河中上游库区重金属仍处于“汇”阶段,筑坝蓄水主要表现出“拦截效应”,源于各重金属迁移释放能力不同,少量重金属被“拦截”于中部库区.同时,受干支交汇水力特性影响,其富集效应也较明显.主成分分析等指出,As、Cd、Pb、Zn和Cu主要源于矿产开采活动,Mn、Cr、Ni分别源于工业生产、城市排污、自然因素等.Cu含量的空间分布特征还显示,其于沉积物、岸边土壤中的含量能指示断面附近有矿产开采等迹象.研究结果可为我国梯级筑坝河段的重金属控制和有效管理提供参考.     

3种重金属对青萍毒害的研究

对水体中主要的3种重金属(铜、镉、铅)对青萍抗氧化酶系统的几种酶,包括过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,丙二醛(MDA)的含量,可溶性蛋白含量及叶绿体色素含量等指标的影响进行了研究.研究表明青萍对镉污染反应最为敏感,对铜的反应相对缓和一些;青萍在铅的胁迫下表现出无序的状态.因此,青萍不适合应用于重金属镉污染的富营养化水体的治理和生态修复中.     

固定化无花果曲霉对弱酸猩红FG脱色研究

采用海藻酸钙法固定不同状态无花果曲霉(Aspergillus ficuum),形成活菌固定化小球和死菌固定化小球。并探讨了活菌固定化小球和死菌固定化小球在不同培养时间、温度、pH、染料浓度等条件下对偶氮染料弱酸猩红FG的脱色效果。试验结果表明:在温度为33℃、pH5.0、转速150r/min的条件下,经48h固定化无花果曲霉可达最佳脱色效果,脱色率达90％以上。固定化活菌的脱色效果明显优于死菌。固定化活菌脱色动力学试验表明:活菌固定化小球对不同初始浓度的弱酸猩红FG的脱色遵循零级反应。活菌固定化小球经3次脱色后能重复利用,脱色率仍达87.2％。     

清水塘地区土壤重金属污染现状及修复技术研究

阐述了清水塘地区土壤和农作物重金属污染现状,提出了对受污染土壤的修复措施及土地利用构想。     

大亚湾海洋生物体重金属含量与变化趋势分析

根据2001年11月大亚湾15个调查站、20个生物种类共计63个生物样品的Cu、Pb、Cd和Hg含量检测结果,阐述了大亚湾近期海洋经济种类生物体的重金属含量水平。结果表明：鱼类、蟹类、虾类和头足类生物体重金属含量分别为：Cu0．16～11．85、Pb0．17～0．54、Cd0．02～0．25和Hg0．007～0．087mg／kg。虾蟹和蟹类体中Cu、Pb、Cd和Hg含量最高,鱼类最低,头足类居中;本调查结果除Pb的含量略高于1992年的调查结果外,Cu、Cd和Hg的含量略低于或相当于10年前的调查水平：与中华人民共和国农业行业标准“无公害食品：水产品有毒有害物质限量”衡量,目前大亚湾鱼类、虾、蟹类和头足类生物体中Cu、Pb、Cd和Hg的平均含量均未超标准,经济种类生物体重金属安全卫生质量尚好。     

北方海洋生态站几种经济动物体内5种重金属残留量

对北方海洋生态站生态监测海域几种贝类、鱼类体内Hg、Cd、Pb、As、Cu残留量及季节变化进行了调查、分析,并且评价了这些经济动物的生物质量。结果表明:贝类Hg的含量(×10-6湿重以下同)为未检出～0.026,As为0.330～1.361,Cu为0.67～14.04,Pb为0.022～1.02,Cd为0.086～3.90;鱼类的Hg含量为0.001～0.017、As为0.672～0.998、Cu为1 35～5.90、Pb为0.016～0.57、Cd为0.006～0.45。扁玉螺体内重金属残留量季节变化明显;生物体内Hg和Cu的含量均符合中华人民共和国国家标准中关于食品中限量卫生标准,其他重金属含量均有超标现象,Cd最严重。     

单一重金属污染对水稻叶片光合特性的影响

以杂交稻协优818为材料，研究了Cu^2＋、Hg^2＋、Cd^2＋ 3种重金属离子对水稻叶片光合特性的影响。试验结果表明：（1）Cu^2＋在低浓度时BI起叶片叶绿素含量降低。而Hg^2＋、Cd^2＋在低浓度时。则导致叶绿素含量增加：高浓度时，3种重金属均BI起叶绿素含量降低。同时，低浓度时3种重金属离子均导致叶绿素a／b值升高：高浓度时则均引起叶绿素a／b值下降。（2）Cu^2＋、Hg^2＋、Cd^2＋对水稻叶片叶绿素的吸收光谱均无明显影响，在活体条件下并未发生卟啉环中Mg^2＋的置换。（3）Cu^2＋、Hg^2＋、Cd^2＋均引起叶片希尔反应活力降低，即重金属污染明显影响光合作用。     

镉对沉水植物硝酸还原酶和超氧化物歧化酶活性的影响

研究了重金属污染物镉对４种沉水植物（红线草，金鱼藻，黑藻和菹草）硝酸还原酶和超氧化物歧化酶的分子毒理学效应。实验结果表明，一定浓度的镉能诱导沉水植物的硝酸还原酶活性，抑制沉水植物超氧化物歧化酶活性，从而破坏其抗氧化防御系统。镉对沉水植物的毒害存在明显的剂量／效应关系。建议以硝酸还原酶和超氧化物歧化酶的活性变化作为沉水植物受重金属污染的生态毒理学指标。