植物-AM真菌联合修复排污河道复合污染沉积物

针对重金属在我国排污河道底泥中大量富集的现状,进行玉米-黑麦草间作修复排污河道底泥的盆栽试验,并设置接种AM真菌的试验组,以研究植物-AM真菌在河道底泥修复过程中的作用以及真菌对河道底泥修复的辅助效果。结果表明:排污河道底泥中Zn、Cd含量严重超标,经玉米-黑麦草间作修复后情况明显好转,尤其在辅以AM真菌后,植物对Cd的吸收量显著增加,且植物对排污河道底泥的整体修复效果有所提升。底泥中重金属形态测试结果表明,玉米和黑麦草对河道底泥中的重金属元素有活化作用,但AM真菌对金属活化作用的影响不明显,仅有效促进了黑麦草对Cd元素的活化作用。重金属在植物体内不同部位的积累情况发现,AM真菌可促进金属元素由地下部分向地上部分的运输。植物-AM真菌联合修复的方法可促进沉积物中大分子有机物的降解,尤其对萘的降解效果较为明显。     

典型草本植物对 Cd-Zn-Cu 污染河道底泥的修复

以上海市某典型黑臭城市河道底泥为研究对象, 利用 6 种典型草本植物对 Cd-Zn-Cu 复合污染河道底泥进行了修复实验研究, 并考察了白三叶、高羊茅、黑麦草、披碱草、籽粒苋以及紫花苜蓿对底泥中重金属的耐受性、 富集转运特征和修复效果. 结果表明: 除白三叶外, 其余 5 种实验植物对底泥中的重金属均有良好的耐受性; 黑麦草对 Cd 和 Zn 的吸收能力较强, 其体内 Zn 含量高达 707.69 mg/kg; 披碱草对 Cu 的吸收能力较强; 除紫花苜蓿对 Zn 的积累外, 其余 5 种实验植物对重金属的积累主要在地下部分; 高羊茅和黑麦草对 Cd 与 Zn 的富集系数均大于 1, 且对 Cd、Zn 及 Cu 的提取效率分别在 7%、6% 及 2% 以上, 说明这 2 种实验植物对 Cd-Zn-Cu 复合污染河道底泥具有较大的修复潜力.     

南京黑臭河道底泥污染特征及评价

为研究黑臭河道底泥污染状况,以南京城区黑臭河道底泥为研究对象,测定底泥中总氮、总磷、有机质及重金属的含量;并分别采用有机指数与污染指数对底泥营养盐,污染负荷指数对重金属进行污染状况评价。结果表明底泥中总氮、总磷及有机质的均值分别为1 537.81 mg/kg、1 905.83 mg/kg、7.62%,三者空间分布差异性显著;重金属Zn、Ni、Cr、Cu及Pb的平均含量分别为1 699.10mg/kg、276.21 mg/kg、535.53 mg/kg、588.80 mg/kg和124.79 mg/kg,各金属元素均远超南京土壤背景值且受人为活动干扰较大。底泥营养盐评价结果表明黑臭河道底泥受到有机和磷污染比氮更为严重,底泥污染负荷指数(PLI)范围在4.01~24.72之间;黑臭河道底泥普遍受到重金属污染。与其他受污染水体(未达到黑臭水平)相比,黑臭河道底泥有机污染及重金属污染程度更为严重。     

河道沉积物中重金属的生态修复及根际细菌的原位检测

调查分析了哈尔滨某排污河道化工区段表层沉积物中的重金属（Pb、Zn、Cr、As、Ni、Cu和Cd）含量,通过盆栽试验研究了4种当地具有金属耐性的植物（玉米、酸模叶蓼、龙葵和酸模）对受污染的河道沉积物中重金属的修复效果,进而调查了这4种植物对重金属赋值形态的影响、富集能力及重金属的转运能力.结果显示,排污河道沉积物受到多种重金属的复合污染.表层沉积物中重金属经过两季植物修复后,7种重金属的残渣态均有不同程度的减少,并且金属形态逐渐向铁锰氧化态及可交换态转化,结果说明供试植物能够调节沉积物中重金属的生物有效性.重金属在沉积物中与在植物体内具有相同的总含量趋势：Zn＞Pb＞Ni＞Cr＞Cu＞As＞Cd,该趋势也反映出4种供试植物的生物监测潜能.植物对重金属表现出不同的吸收特性,4种植物对Zn和Ni的富集量相对较大,而Cu在植物地上部分的含量普遍较低,Zn和Ni在植物组织中的含量范围分别为108.4~543.92 mg/kg和36.8~246.91 mg/kg.总体来说,这4种植物主要将金属元素积累在根部,而非地上部分,表现出对重金属的耐受性.酸模叶蓼、酸模和龙葵这3种植物的地上部分分别积累了高浓度的Pb、Zn和Cd,并且具有较高的转运系数（TF>1）,反映出这3种植物对相应的重金属具有植物提取的潜力.采用荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）技术,分析对照和经过栽培试验后根际沉积物中真细菌的数量和空间分布,结果表明植物对沉积物中的细菌有明显的活化作用.     

污染河道沉积物的植物修复

针对城市排污河道沉积物中的重金属污染问题,采用温室盆栽玉米对其进行了修复。结果表明,玉米累积重金属的数量相差较大,地下部分累积Zn1876.62(mg·kg-1),比地上部分少108.98(mg·kg-1),Cd地下部分累积量为2.78(mg·kg-1),占沉积物中总Cd的63.3%,Cd和Pb的累积量均为地下部分大于地上部分;玉米累积的重金属数量与离子交换态重金属量相关。玉米根际作用促进了有机物形态的转变,有效增加了对有机污染物的吸收。种植玉米对污染河道污染沉积物有较好的修复效果。     

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。     

黄浦江上游沉积物中重金属污染研究

本文报道了黄浦江上游董家渡至闵行25个样点底泥中重金属含量的测定结果,表明该河段底泥的重金属污染是十分明显的。从主航道至二岸污染逐步加剧。在测定的几个重金属元素中 Zn>Cu>Cd>Pb>Cr。水体中重金属的含量受到 pH 值、悬浮颗粒、有机物、及近岸工厂排污的影响。化学形态分析表明 Pb、Cu 含量与有机物有密切关系。     

黄浦江上游沉积物中重金属污染研究

本文报道了黄浦江上游董家渡至闵行25个样点底泥中重金属含量的测定结果,表明该河段底泥的重金属污染是十分明显的。从主航道至二岸污染逐步加剧。在测定的几个重金属元素中 Zn>Cu>Cd>Pb>Cr。水体中重金属的含量受到 pH 值、悬浮颗粒、有机物、及近岸工厂排污的影响。化学形态分析表明 Pb、Cu 含量与有机物有密切关系。     

不同收获期海州香薷铜吸收的动态变化规律

随着不同处理中Cu质量分数的提高,海州香薷植物体内Cu质量分数呈现2个斜率递增的阶段,海州香薷植株内Cu质量分数对外界Cu质量分数的响应曲线以0.02%为转折点,当Cu质量分数大于0.02%时曲线斜率显著增加.在开花初期,Cu400处理污染土壤中Cu清除量达到最大值27.2 mg/pot,其污染土壤重金属去除率仅为4.95%.而盛花期,各处理污染土壤中海州香薷植物内重金属含量均明显高于开花初期,Cu400处理污染土壤中Cu清除量达到最大值143 mg/pot,其污染土壤重金属去除率达26.0%,与开花初期差异显著(P<0.05).     

不同收获期海州香薷铜吸收的动态变化规律

随着不同处理中Cu质量分数的提高,海州香薷植物体内Cu质量分数呈现2个斜率递增的阶段,海州香薷植株内Cu质量分数对外界Cu质量分数的响应曲线以0.02%为转折点,当Cu质量分数大于0.02%时曲线斜率显著增加.在开花初期,Cu400处理污染土壤中Cu清除量达到最大值27.2 mg/pot,其污染土壤重金属去除率仅为4.95%.而盛花期,各处理污染土壤中海州香薷植物内重金属含量均明显高于开花初期,Cu400处理污染土壤中Cu清除量达到最大值143 mg/pot,其污染土壤重金属去除率达26.0%,与开花初期差异显著(P<0.05).     

土壤Pb、Cd污染对5种植物生理指标和修复能力影响的研究

为了筛选出修复重金属铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤的植物,用盆栽的方法选取白菜(Chinese Cabbage)、甘蓝(Brassica oleracea)、野菊花(Chrysanthemu mindicum)、鸡冠花(Celosia cristata L)和紫苏(Perilla frutescens)为试验材料,模拟重金属Pb、Cd污染,Pb处理浓度为0.600mg/kg,Cd处理浓度为0.60mg/kg,采用感应耦合等离子体等方法研究了Pb、Cd污染对5种植物鲜重和干重的影响,以及5种植物对Pb、Cd污染土壤的修复能力.结果表明:白菜、甘蓝和菊花在污染土壤中植物形态上呈现健康生状态,鸡冠花、紫苏处理后叶片变黄,出现轻微的萎焉状态.Pb 600mg/kg和Cd 60mg/kg均显著增加白菜、甘蓝、菊花鲜重和干重,但减少了紫苏和鸡冠花的鲜重和干重.5种植物对于Pb的吸收能力由强到弱依次为白菜、甘蓝、菊花、鸡冠花、紫苏.5种植物对Cd的吸收能力由强到弱依次为白菜、甘蓝、菊花、鸡冠花、紫苏.Pb的积累指数由大到小依次为白菜、菊花、鸡冠花、甘蓝、紫苏.Cd的积累指数由大到小依次为白菜、菊花、鸡冠花、紫苏、甘蓝.白菜在5种植物中积累指数最高,说明它对于Pb、Cd的吸收积累能力较强,对Pb、Cd污染土壤具有较强的修复能力.     

苗期植物对土壤中重金属吸附的研究

通过植物和微生物的共同作用研究植物对土壤中重金属的吸附和富集,不同的微生物浓度,玉米、芥菜、蓖麻对重金属(Pb、Cu)的吸附各不相同.结果表明,玉米、芥菜、蓖麻在不同浓度微生物作用下对Pb、Cu均有吸附.同时,微生物浓度的改变使重金属在土壤中的各种形态之间发生了转化.     

镉与铅互作及污泥改良对油菜生长与积累重金属的影响

采用盆栽试验,研究土壤受到镉与铅污染以及添加污泥对芥菜型油菜和甘蓝型油菜的生长及积累重金属的影响.镉与铅污染降低两种油菜的干重、株高和根长;添加污泥增加两种油菜的干重、株高和根长.添加污泥增加油菜根、茎和叶的镉和铅含量.镉与铅共存时,铅促进油菜的根、茎和叶的镉含量增加;土壤镉含量增加会降低油菜的根、茎和叶的铅含量.     

污泥连续施用对玉米、小麦中Zn、Cd累积的影响

利用盆栽试验研究了连续2年施用重金属低污染和高污染污泥后,酸性土壤和碱性土壤中玉米、小麦中重金属Zn、Cd的累积情况,利用内梅洛综合指数法对植物中Zn、Cd的污染情况进行了评估。结果显示,添加重金属高污泥的处理中Zn、Cd含量明显高于其他处理,酸性土壤中添加污泥后植物中Zn、Cd要普遍高于石灰性土壤。污泥第一年施用后,玉米中Zn、Cd含量处于安全范围,第二年继续施加后,小麦中Zn、Cd含量属于轻度污染状况。连续大量地施用污泥,会产生农作物的重金属安全风险。     

贵州废弃铅锌矿区优势植物中汞、砷含量及富集特征研究

为了探讨重金属在植物体内的富集特征,以贵州废弃DX铅锌矿区长势较好的27种植物为研究对象,利用原子吸收(AA800)、原子荧光(AF-640)等仪器测定植物体内Hg、As的含量。采用富集系数法和聚类分析法,通过对植物中重金属的含量及分类进行分析。结果表明,27种植物分为5类11个科属,肾蕨科蜈蚣草自成一类,对As的富集能力较强,在其体积累量平均值为36.13mg/kg,富集系数为0.863,可作土壤环境中砷污染修复植物;矿区采集的优势植物对汞的富集能力较小,富集系数最大的为荨麻科糯米藤0.144,说明汞不易从土壤环境中向所研究的植物体内迁移、积累。这为矿区土壤生态环境植物修复提供理论参考。     

变形球囊霉(Glomus versiforme)和钢渣复合处理对玉米生长和积累镉/铅的影响

通过盆栽实验,研究变形球囊霉(Glomus versiforme)和钢渣单独或者联合处理对玉米甜丰6号生长和Cd/Pb积累的影响.实验土壤设3个重金属水平:1 mg/kg Cd和75 mg/kg Pb、2 mg/kg Cd和150 mg/kg Pb、4 mg/kg Cd和300 mg/kg Pb.实验处理包括:未接种变形球囊霉/未添加钢渣(CK)、接种变形球囊霉(Gv)、添加钢渣(SS)、变形球囊霉和钢渣联合应用(Gv+SS).研究结果表明:Gv对土壤pH和土壤DTPA-Cd/Pb的质量分数没有影响,但SS和Gv+SS均显著增加了土壤pH和易提取球囊霉素、总提取球囊霉素的质量分数,并降低土壤DTPA-Cd/Pb的质量分数. Gv和SS的单独和联合使用均显著提高了玉米的生物量和P的质量分数,并且联合使用的促生效果最佳. Gv显著提高了玉米地上部分Cd/Pb的质量分数,但SS和Gv+SS显著降低了玉米地上部和根部Cd/Pb的质量分数,并且Gv+SS降低玉米Cd/Pb积累的作用更好.综上所述,Gv+SS复合处理提高了土壤pH和土壤总提取球囊霉素的质量分数,降低土壤DTPA-Cd/Pb的质量分数,从而促进了玉米的生长,降低了玉米地上部和根部Cd/Pb的积累.     

镉、铜复合污染下丛枝菌根真菌对玉米重金属吸收的影响

 农田重金属污染引发的环境问题日益受到关注。通过盆栽实验,开展Cd、Cu 复合污染条件下丛枝菌根真菌（AMF）对玉米的接种研究,探讨了重金属污染对宿主与AMF 共生的影响、AMF 对玉米重金属耐受性和吸收方面的作用。结果显示,AMF 具有一定的Cd、Cu 耐性,但重金属处理能明显抑制AMF 对玉米根系的侵染（P<0.05）,尤其是减少AMF 的丛枝和泡囊结构形成。重金属明显抑制了玉米的生长,但AMF 能够缓解重金属的生物毒性效应,表现为玉米植株的生物量、株高的显著增加（P<0.05）。接种AMF 会显著提高玉米对Cd 和Cu 的积累（P<0.05）。结果表明,重金属污染对农田生态系统中农作物和AMF 均具有潜在的危害。在一定程度重金属污染的农田生态系统中,AMF 能够改善农作物对重金属的耐性,也可能提高重金属进入人类食物链的风险。     

木芙蓉对土壤铅离子的耐性及转移富集特性研究

为了解木芙蓉对土壤铅污染的修复潜力,以木芙蓉扦插幼苗为材料,通过盆栽试验研究不同程度土壤铅污染对木芙蓉幼苗生长、生理生化指标及铅离子转移富集特性的影响.结果表明:轻度(300 mg/kg)、中度(800 mg/kg)铅污染对木芙蓉幼苗生物量的影响不显著,植株生长正常;重度(1 300 mg/kg)铅污染对木芙蓉光合系统、抗氧化系统造成严重伤害,显著抑制了木芙蓉幼苗根长、根粗和生物量的增长.随着铅污染质量分数升高,幼苗根系铅含量显著上升,在重度铅污染时达到最大值,为1 610.106 mg/kg;地上地下部转移率在中度铅污染时达到最大值,为0.093;地下部富集系数在重度铅污染下大于1,与对照差异明显.说明木芙蓉根系对铅离子有较强富集能力,向茎叶转移较少,可作为修复轻度、中度铅污染的树种之一.