植物修复:重金属污染土壤治理的现代生物技术

介绍了重金属污染土壤植物修复的含义以及重金属超积累植物的特性的基础上,探讨了控制植物修复技术的关键因素,提出了某些提高植物修复污染土壤效率的途径,并对未来的研究方向作了展望。     

土壤重金属污染生物修复技术研究进展

从生物修复的概念和重金属污染土壤的方式出发,对重金属污染土壤植物修复和微生物修复两个方面的一般原理、方法和研究动态进行了综述,指出:重金属污染土壤生物修复基本上处于试验开发阶段,其今后研究的重点为探索超积累植物修复的机理,开发土壤改良剂和生物吸附剂以增加效益,超积累植物生物学性状的改善和微生物基因工程菌的构建,以生物修复为核心的联合修复作用的发挥及生物修复指标体系的建立.可以预料,重金属污染土壤生物修复具有很大的发展前景.     

土壤重金属污染的4种植物修复技术

 目前土壤受重金属污染的情况受到广泛关注,该状况在国内外都很严重。植物修复技术是新发展起来的一种利用自然生长植物或遗传工程培育植物来修复重金属土壤环境的技术,它是通过植物系统及根际微生物群落来移去、挥发或稳定土壤环境中的污染物。与传统的物理和化学修复方法相比,植物修复技术具有投资少、成本低、可盈利、对土壤环境扰动小等优点。本文主要介绍土壤重金属污染的4种植物修复技术,论述国内外重金属污染治理的现状,重点涉及植物提取和稳定2方面。超积累植物由于其生理特性适合规模性应用,而与微生物修复、动物修复等修复方式结合能更好地提高修复效果。     

矿区土壤重金属污染修复技术研究进展

本文分析了土壤重金属污染较严重的几种典型矿区的污染来源及污染现状,发现金属矿区的重金属污染较煤矿区污染更为严重,往往为多金属复合污染,修复较为困难,土壤重金属污染的治理已刻不容缓。并重点评述了应用于矿区重金属污染土壤主要修复技术的国内外研究现状,了解到土壤淋洗技术、土壤固定化技术、植物修复技术和多种修复技术相结合的复合修复技术为现今国内外研究的重点。在此基础上指出了我国在今后的矿区土壤重金属修复方向的研究重点为高效环保的土壤添加剂的研究,超累积植物或大生物量重金属富集植物的筛选和培育以及土壤修复技术的高效联合使用。     

四川省超积累植物的种类组成与区系特征

为重金属污染土壤的植物修复筛选种质资源,以《四川植物志》为基础,结合实地调查,探讨了四川省超积累植物的种类组成、生活型及其区系特征.结果表明:四川省超积累植物有139种,隶属于48科117属,其中入侵植物13种;这些超积累植物的生活型包括乔木、灌木、草本和藤本植物,可富集Pb、Cd、As、Cu、Mn、Zn、Al、Cr等重金属,其中以富集重金属Pb和Cd为主;四川省超富集植物的分布区类型复杂,科的分布区类型有4个类型3个亚型,属的分布区类型有12个类型和14个亚型,科和属的区系特征均表现出从热带、亚热带向温带过渡的特征,世界分布是四川省超积累植物的主要区系成分.本研究结果表明,四川省超积累植物种类丰富,生活型复杂,区系类型多样,且分布广泛、适应能力强,在重金属污染土壤的植物修复中具有较大的潜力.     

农业种植园区肥料与农药污染土壤修复技术及示范年度报告

针对我国长期施用肥料与农药导致大面积重金属低污染农田土壤和典型农药污染农田土壤,开展了镉低污染农田土壤的植物吸取修复技术、重金属污染农田土壤的物化-生物联合修复技术、城郊集约化菜地重金属与农药复合污染土壤修复技术、典型持久性农药污染农田土壤的强化修复技术、果园酸化与重金属污染土壤的物化-生物修复技术等的研发工作。开展了镉低污染农田土壤的植物吸取修复技术研发,建立镉低污染农田土壤修复技术示范基地,初步建立伴矿景天-镉高积累水稻轮作技术,开展了伴矿景天生长适应性研究,建立了稻田免耕景天科植物的切枝-撒直播栽培法快繁技术,示范区伴矿景天第一季对土壤中Cd的去除率达到21.1%,确定秸秆镉高积累品种各3个,初步建立了其栽培技术并进行了示范,镉高积累品种对土壤中Cd的单季去除率达到3.9%;开展了超积累植物的微生物强化修复技术研究,制备了镉抗性木霉和根际促生菌制剂,初步建立了伴矿景天的安全焚烧技术及重金属回收技术,探明了焚烧过程中重金属迁移转化规律及影响因素;开展了重金属污染农田土壤的物化-生物联合修复技术研发,开展了基于纳米壳聚糖材料的土壤镉物化稳定修复技术研究,确定了籽粒镉低积水稻品种3个,建立了镉低污染土壤水稻安全生产的水分调控技术;开展了典型持久性农药污染农田土壤的强化修复技术研发,明确了土壤中质粒p DOD转移的影响因素,分离出长效除草剂嗪草酮高效降解菌ZCT并研究了其农药降解特性,探讨了DDT类似物对人体内分泌体系的干扰;开展了城郊集约化菜地重金属与农药复合污染土壤修复技术研发,研制并优化了基于生物炭的复合土壤修复调理剂,制备出针对复合有机磷农药污染的高效降解菌剂,初步研发出基于城市厨余废弃物培养基的菌剂扩大培养技术;开展了果园酸化与重金属污染土壤的物化-生物修复技术研发,探明了山东烟台不同果园中土壤的酸化特征,开展了酸化土壤的物化改良、铜污染土壤的络合蒸发修复技术研究,初步确定了酸化与铜污染果园土壤修复示范基地;研发了污染土壤各类物化与微生物修复制剂。     

重金属污染土壤的电动-植物联合修复技术研究进展

土壤电动修复是一种高效的原位修复技术。笔者就电场对植物富集重金属的作用、电场配置方式及其与添加剂的协同影响研究现状进行了分析。多数研究表明:选用合适的电场配置和电场强度,不仅能够提高土壤中重金属的有效性,进而促进植物对污染土壤中重金属的富集,而且对植物生物量具有一定的促进作用。总体来说,选用交流电场或是低强度的直流电场不仅能够提高重金属的生物有效性,还能够避免电场给植物造成的不利影响,是针对重金属污染土壤修复较好的选择。笔者认为,在重金属污染土壤植物修复领域,未来的研究重点在于加强超富集植物与电场联合修复机理研究,研发高效低廉环境友好型强化剂,最终形成针对一种或多种重金属污染土壤的植物-电动联合修复关键技术。     

山西省重金属污染与超积累植物修复

分析了山西省重金属污染的现状,根据超积累植物可修复重金属污染的特点,提出了利用超积累植物防治山西重金属污染的措施。     

污泥有机肥长期农用污染土壤的伴矿景天吸取修复

 在污泥有机肥长期农用土壤上种植伴矿景天,与常规的玉米-小麦-胡萝卜轮作处理比较,田间试验探讨了连续植物修复效率和污泥有机肥长期施用导致的重金属污染土壤上农产品的污染风险。结果表明,长期污泥农用土壤上农作物和超积累植物生长良好,与未施用污泥肥料处理相比,继续施用条件下“玉米-小麦-胡萝卜”轮作作物中Zn、Cd 浓度有所上升,且小麦、胡萝卜中Cd 浓度均超过国家食品安全标准。种植Zn、Cd 超积累植物伴矿景天吸取修复处理下土壤中重金属浓度显著降低,土壤全量Cd 下降56.0%;继续施用污泥条件下土壤全量Cd 下降仍可达48.4%。证明在施用污泥条件下,种植伴矿景天和农作物,能够实现污泥安全处置、促进农作物生长和污染重金属高效吸取修复的3 重目标。     

植物提取修复矿区重金属污染土壤研究现状

矿区土壤重金属污染日益严重,使用传统的物理和化学修复方法成本高,对环境扰动大,而利用植物修复的效果较为明显,易于操作。对植物修复技术进行了简要的介绍,从超富集植物、受污染土壤中重金属的状态及添加螯合剂提高植物修复效率等方面重点阐述了植物提取作用,最后简述了植物提取在矿区的应用及目前存在的问题。     

污水厂污泥植物修复后农用的试验研究

以美人蕉、草坪草、牛筋草为试材,进行了植物修复污泥重金属污染的盆栽试验,对植物修复后污泥中的重金属含量及营养成分进行了分析,研究了植物修复后污泥农业利用的可行性.结果表明,直接施用污泥增加了土壤中的重金属含量,容易导致土壤污染,而植物修复后污泥中的铜、锌、铅、镉、铬、镍等重金属的含量大大降低,符合污泥农用的国家标准;有...     

木霉属真菌在重金属污染土壤生物修复中的应用潜力分析

微生物强化植物修复成为目前重金属污染土壤生物修复安全有效的手段之一,但目前尚待寻找新的耐重金属的多功能真菌用于修复研究。本文分析了微生物强化植物修复重金属污染土壤的原理及木霉与重金属污染修复相关的功能,并初步阐明了木霉属真菌在重金属污染生物修复中的应用潜力,以期为开发新的安全高效的重金属修复剂提供参考。     

土壤重金属污染植物修复研究进展

土壤重金属污染是全球面临的一个急待解决的环境问题。近年来新兴的污染土壤植物修复技术是利用绿色植物来固定、提取土壤中的重金属从而降低或清除其对环境的毒害；与传统的土壤污染治理技术相比，该技术由于具有成长低、不破坏环境、保护人类健康和易为大众接受等优点而引起了人们极大的关注。系统地介绍了植物修复的类型、机理、优缺点、基因工程在提高植物修复能力中的应用等有关内容；最后探讨了植物修复技术今后发展的方向。     

重金属污染土壤的植物修复及其机理研究

近年来,作为一种成本低廉、对环境友好的修复方法,重金属污染土壤的植物修复成为环境修复领域的研究热点.早期的研究侧重于超富集植物的发现与实际应用,近来超富集植物重金属富集机理的研究得到了重视.尽管重金属植物累积的生化机制尚未能被完整阐述,但在土壤重金属生物活性、超富集植物重金属的吸收、转运、储存等方面还是取得了大量进展.综述了近年来国内外相关研究工作成果,探讨了该研究领域存在的主要问题,认为在有机鳌合剂如有机酸与氨基酸等对重金属活性、耐性和离子迁移转运系统中所起作用等方面尚需要深入研究.如果在植物重金属吸收、迁移、解毒机理及其影响因素等重金属富集的关键方面能取得进展,则将大大丰富污染土壤重金属修复的研究与应用领域.     

土壤重金属污染的植物修复技术

概述了植物修复技术的机理,介绍了植物修复技术的方法,指出植物修复技术是治理土壤金属污染的经济而有效的方法     

2017年土壤重金属污染与修复研究热点回眸

 土壤污染关系着生态环境质量、农产品安全及人体健康,土壤重金属污染与修复是社会发展所赋予的重要研究课题。本文遴选2017年度在重金属污染的来源时空解析、监测和风险评估、过程和形态转化、植物修复机制、植物修复强化调控措施、稳定化修复、修复措施对土壤生物与化学性质影响、重金属污染土壤安全利用等方面的研究进展进行盘点。     

不同生态型植物对重金属的积累及耐性研究进展

植物修复是目前治理土壤重金属污染最重要的方法之一，选择合适的植物是植物修复的关键.分类学上种的概念在生态恢复应用上是不充分的，必须从生态型水平上去探讨.不同生态型的同种植物在积累和忍耐重金属方面通常有很大的区别.它们对外源金属的浓度、离子供应形态及金属离子间的相互作用表现出不同的响应特征，富集能力上的差别主要源于不同生态型在金属转运体、解毒机理和遗传特性的不同；金属耐性上的差别主要是由于遗传机制、酶系统、对重金属的避性及区域化不同造成的，植物螯合肽(PC)不是耐性差异的主要因素.不同生态型植物是研究超富集、金属耐性和金属积累机理的理想材料.     

重金属污染对植物的影响及植物修复技术

总结了污染水体和土壤的重金属种类以及重金属的来源,分析了重金属对植物的根系、叶片生理功能、种子萌发、光合作用、酶活性等产生的影响,并从植物提取、植物稳定、根际过滤、植物挥发等方面阐述了植物修复技术的方式及其机理。提出了植物修复技术的不足和发展前景。     

黑麦草修复模拟重金属污染土壤的化学强化及其潜在风险

采用黑麦草(Lolium L.)修复模拟重金属污染土壤的盆栽试验,考察在分别投加螯合剂EDTA,Gallic和表面活性剂SDS,以及分别复合投加EDTA和SDS,Gallic和SDS等不同化学强化条件下植物修复效果;并通过淋滤试验研究了使用化学强化措施的潜在风险.研究结果表明:在不同化学强化措施条件下,黑麦草对土壤中C...