不同种类的氮肥对籽粒苋富集镉的影响

施肥对超富集植物的重金属累积效果产生影响,分析这种影响对于超富集植物的大田应用具有一定的意义。本文以籽粒苋为研究对象,根据土壤环境质量标准设置镉浓度梯度0、2.4、4.8、9.6mg/kg,再施以铵态氮和硝态氮两种肥料。研究结果表明：(1)各处理下,籽粒苋叶Cd含量最高,范围为1.45-27mg/kg;茎次之。范围为0.90-17.15mg/kg。肥料类型对籽粒苋Cd的累积量未产生显著影响,但肥料浓度对籽粒苋Cd的累积具有显著差异(F=12.993,p<0.01);当铵态氮肥施用浓度为0.115、0.460mg/kg时,籽粒苋茎、叶Cd含量最大,分别为17.15mg/kg、27.00mg/kg。(2)土壤Cd含量受Cd添加浓度的影响,但是氮肥施用浓度和Cd添加浓度对其具有显著的交互作用(F=3.382,P<0.01);(3)籽粒苋茎和叶对Cd的累积系数具有显著差异(F=19.679,p<0.01),Cd的处理浓度对籽粒苋地上部累计系数有显著影响(F=12.362,p<0.01)。综上表明,施用适量浓度的铵态氮肥有助于籽粒苋Cd的富集,可用于土壤Cd污染的修复。     

重金属镉、铅胁迫下湿地植物丁香蓼的生理生化特征研究

为了研究乡土湿地植物对重金属污染的生理响应特征,并以此作为乡土植物修复湿地土壤重金属污染的可行性依据,以分布于乐安河上游重金属污染区域的优势湿地植物丁香蓼(Ludwigia prostrata)为研究对象,采用土培实验,设置不同浓度重金属镉、铅及其复合污染胁迫处理各盆栽中的土壤,经历2个不同培养周期后,分别测定不同重金属污染胁迫下丁香蓼的生长状况、叶绿素含量、抗氧化酶活性等指标.研究结果表明:Cd、Pb单因素污染或其复合污染均能抑制丁香蓼的生长,且抑制作用随着各污染物浓度的增加而增强; 无论是Cd、Pb单因素或其双因素污染物对丁香蓼的胁迫均呈显著负相关; 丁香蓼叶片的叶绿素a、b及叶绿素a+b的含量则随着重金属污染物胁迫浓度的增加而呈下降趋势; 重金属Cd、Pb的单因素污染或其复合污染对丁香蓼叶片的超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性的影响表现出不同的趋势.     

土壤重金属镉污染的植物修复与土壤酶活性

用盆栽法研究植物对土壤重金属 Cd的吸收富集和植物修复效应、土壤重金属 Cd浓度与土壤酶活性的关系 ,以及经植物修复后不同时间内土壤酶活性恢复情况。研究结果表明 :1植物对土壤 Cd污染具有富集和修复作用 ,但种间存在较大差异 ;2土壤脲酶活性随土壤 Cd浓度的增加而降低 ;3回归分析表明土壤脲酶活性与土壤 Cd浓度显著相关 ,可表示出土壤受 Cd污染程度 ;4受 Cd污染的土壤经过植物修复后 ,脲酶活性得到恢复 ,可根据脲酶活性恢复状况判断植物的修复效果。     

Pb-PCBs胁迫下三种纳米铁对凤仙花积累Pb的影响及其机理分析

纳米-植物联合修复技术是一种将纳米技术和植物修复联合起来用于修复污染土壤的技术.本研究模拟电子垃圾污染土壤(Pb-PCBs),选择对Pb具有较好修复效果的凤仙花作为供试植物,并将3种纳米铁(纳米零价铁、蛭石负载纳米铁和活性炭负载纳米铁)应用于该修复中,以期考察凤仙花对该复合污染土壤中Pb的积累效果.结果表明,在浓度设置为1000mg/kg(Pb)+250μg/kg(PCB)且添加10mmol活性炭负载型纳米零价铁时,凤仙花根部对Pb的积累量减少了24.4%;而对于蛭石负载纳米零价铁和纳米零价铁而言,则有一定程度的提高.蛭石负载纳米零价铁和纳米零价铁对Pb的积累起促进作用,主要在于土壤中的Pb吸附或进入纳米胶体中,提高了其生物可利用性.纳米胶体以载体形式将Pb带入凤仙花体内,从而提高了Pb的积累量.总之,纳米-植物联合修复技术是一种很有潜力的修复Pb-PCBs复合污染土壤的技术.     

龙葵修复不同浓度土壤镉污染研究

通过温室试验，设置不同浓度镉(Cd)处理(0、20、40、80 mg/kg和160 mg/kg),研究龙葵(Solanum nigrum L.)对不同浓度Cd的富集特征和修复性能.结果表明：龙葵对Cd具有较强的耐受性，株高随Cd浓度的增加先升高后降低，生物量无明显变化；龙葵对Cd的富集量随Cd胁迫浓度增大而增加，且主要分布在地上部；不同处理龙葵的富集系数、转运系数和Cd去除率均随处理浓度的提高呈先上升后下降的趋势，在土壤总Cd含量为20 mg/kg时均达到最大.可知，龙葵对土壤Cd污染具有良好的耐受性和吸收、富集能力，对低浓度的Cd污染土壤修复效果较好.     

锌污染对吊兰根际土壤酶活性的影响

大量研究表明,用土壤酶的活性作为土壤重金属污染指标是可行的,对土壤重金属污染的防治和修复有重要意义。重金属锌大量进入土壤后,会严重影响生态环境和人类健康,锌污染土壤的生物修复迫在眉睫。本文通过对吊兰进行锌胁迫下的盆栽实验,研究锌污染对吊兰根际土壤、非根际土壤及对照组土壤酶活性的影响。结果表明:锌的浓度影响土壤酶的活性,随着土壤中锌浓度的增加,吊兰根际土壤和非根际土壤中蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均呈现先增加后下降的趋势。脲酶、磷酸酶活性在土壤锌浓度为200mg·kg~(~(-1))时达到最高值,而蔗糖酶则在土壤锌浓度为500mg·kg~(-1)时达到顶峰,过氧化氢酶活性随土壤锌浓度的增加逐渐降低。同时,吊兰根际土壤中酶活性非根际土壤中酶活性空白对照组中土壤酶活性的结果说明吊兰对提高锌污染土壤酶的活性有一定的效果。     

铜胁迫对双穗雀稗生理特性及铜积累的影响

本研究探索铜胁迫对双穗雀稗(Paspalum Distichum L.)的毒害机制,为铜污染水体植物修复提供理论依据.阐明了三峡库区消落带适生植物双穗雀稗在不同浓度Cu2+作用下新芽数、叶绿素含量、抗氧化酶系统超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及重金属铜累积与分布的影响.结果表明:在0~40 mg/L Cu2+浓度处理范围内,Cu2+浓度在0~10 mg/L时对双穗雀稗抗氧化酶系统和叶绿素含量及新芽数均有促进作用;但随着Cu2+浓度的不断增大,双穗雀稗抗氧化酶系统活性明显下降,Cu2+浓度增加到一定程度后,POD活性又稍微上升.当Cu2+浓度>10 mg/L时,双穗雀稗的新芽数和叶绿素含量减少.双穗雀稗主要通过根、茎积累Cu2+,且表现为积累量根>茎;双穗雀稗可以有效降低水体、土壤中Cu2+的含量,在三峡库区消落带库岸植物修复中具有潜在应用价值.     

蚯蚓对植物修复永久性有机污染物的影响

为探讨土壤动物在植物修复永久性有机污染物过程中的作用,采用盆栽试验法,研究了蚯蚓对紫花苜蓿修复土壤菲污染的影响效应.结果显示,试验浓度(20.05~322.06 mg.kg-1)范围内,蚯蚓活动促进了菲污染土壤中修复植物的生长,其根冠比明显增大.添加蚯蚓70 d后,种植紫花苜蓿土壤中菲的去除率高达58.60%~81.82%,其平均去除率(73.42%)比无蚯蚓活动的土壤—植物系统(64.02%)提高9.40%,比无植物对照组(22.57%)提高50.85%.各种生物、非生物修复因子中,植物—微生物交互作用对菲去除的平均贡献率(44.09%)最为突出,比无蚯蚓活动时(37.97%)提高6.12%.说明蚯蚓活动可强化土壤—植物系统对土壤菲污染的修复作用.     

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.     

高羊茅对土壤中菲、芘污染的修复机制研究

采用盆栽试验法,研究高羊茅对土壤中芘、菲的去除效果与修复机制.结果显示:试验浓度范围(0~322 mg.kg-1)内,高羊茅能在芘、菲污染土壤中正常生长,且对污染物有较好的去除效果.种植高羊茅70 d后,菲、芘去除率分别为52.82%~83.28%、47.27%~75.39%;平均去除率分别比对照1(加0.1%NaN3)高63.04%、57.48%,比对照2(无NaN3)高45.59%、41.8%.修复植物也具有一定的积累作用,根部、茎叶部积累量随土壤中菲、芘含量增加而增大;生物浓缩系数则随菲、芘含量增加而减小,且根部大于茎叶部、芘大于菲.修复过程中,非生物因子、植物积累、植物代谢、微生物降解对菲去除的贡献率分别为5.1%、0.29%、3.42%、17.47%,对芘去除的贡献率分别为2.56%、1.87%、3.4%、15.68%;植物—微生物间的交互作用对菲、芘去除的贡献率则高达41.88%和36.54%.说明植物—微生物交互作用是土壤中菲、芘去除的主要原因.     

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.     

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.     

南洞庭湖湿地优势植物重金属含量及富集特征

通过野外调查采样,分析了南洞庭湖湿地8个采样点土壤和优势植物中重金属含量,以及南洞庭湖湿地9种优势植物对Cd、Cu和Sb的吸收及富集特性.结果表明,南洞庭湖湿地土壤中3种重金属元素的平均含量均超出湖南省土壤背景值和全国土壤背景值,土壤受Cd污染最严重.9种优势植物体内Cd、As和Sb的含量较高,具有修复洞庭湖湿地土壤Cd、As和Sb污染的潜力.其中蒌蒿(Artemisia selengensis)对Cd和Sb表现出显著的富集转移特征,可作为洞庭湖湿地土壤污染修复的备选材料.八棱麻(Boehmeria siamensis)对Sb的富集系数和转运系数均大于1,对重金属有较强耐受性,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景.     

3种禾本科植物耐铅性及富集特征比较

采用盆栽试验方法,研究狗牙根(Cynodon dactylon)、黑麦草(Lolium perenne)和早熟禾(Poa annua)3种禾本科植物在不同浓度Pb胁迫下的耐性和富集特征。结果表明:随Pb浓度的增加,3种植物的株高、地上部和地下部干重呈不断下降的趋势,其耐性指数(TI)和根系耐性指数(RTI)不断减小;3种植物地上部Pb富集和转运系数均小于1,根系是富集Pb的主要器官;在Pb处理浓度大于等于1 500 mg·kg~(-1)时,狗牙根的修复潜力指数最高,在Pb污染土壤修复中更具应用前景。     

泥浆体系中的TNT生物降解研究

利用从火炸药厂排水沟底泥中筛选到的一株能高效降解三硝基甲苯(TNT)的S菌株,研究泥浆体系中S菌对TNT污染土壤的修复行为.结果表明:土著菌的存在对于S菌的优势生长和土壤修复具有一定影响,只有较高的接种浓度才能保证高效菌株的优势生长和修复效果;葡萄糖的加入促进了泥浆体系中S菌的TNT去除;随着土壤TNT浓度的增加,泥浆体系TNT去除率提高;丙酮加入促进了土壤TNT的解吸,生物修复明显改善.     

微生物与生物炭复合修复铬污染土壤的室内试验研究

以铬污染土为研究对象,通过浸出试验、Cr(VI)残留值试验、BCR连续提取试验研究了巴氏芽孢杆菌、生物炭及巴氏芽孢杆菌与生物炭复合对铬污染土壤的修复效果。结果表明：经过20 d修复后,上述添加剂均能够修复铬污染土壤,但菌液与生物炭复合的修复效果优于菌液和生物炭,且菌液的修复效果要优于生物炭;其中,当菌液浓度OD600 为1.0与生物炭浓度40 g?kg-1复合时,土壤浸出浓度和土壤中Cr(VI)含量分别从90 mg?L-1、270 mg?kg-1降低至1.08 mg?L-1、5.14 mg?kg-1,修复效果最好;同时,3种添加剂均提高了土壤的pH,均促使铬从弱酸态向可还原态和残渣态转化,而对可氧化态铬影响不大;由X射线光电子能谱分析（XPS）分析可知巴氏芽孢杆菌与生物炭复合修复铬污染土壤为混合吸附和还原的过程。     

四种花灌木对镉的耐性和富集特性研究

为从花灌木中筛选出镉超富集植物用于镉污染土壤的修复,本研究采用土壤高浓度镉污染法研究4种花灌木千里香(Murraya paniculata (L.) Jack.)、长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)、大花芦莉(Ruellia elegans Poir.)和红花檵木(Loropetalum chinense var.rubrum)对镉污染土壤的耐性或抗性及对镉的富集特性,从中筛选出具有镉超富集作用的植物.研究结果表明,所选4种花灌木在不同Cd浓度土壤中的生长及富集状况存在差异,大花芦莉在各镉浓度土壤中生长较好,根茎叶中重金属含量均超过了超富集临界值(100 mg·kg~(-1)),而且在各镉浓度下的转移系数均超过1,说明大花芦莉对土壤重金属镉具有很强的耐性或抗性和超富集作用,适合作为镉污染土壤的修复材料;红花檵木植物体中镉富集量虽未超过超富集的临界值,但其能在高浓度镉处理下生长较好,说明红花檵木对镉具有很强的耐受性或抗性,适合选用为镉污染土壤的植被恢复品种,但不能作为超富集修复品种应用;千里香根茎叶对镉具有一定的富集作用,且地下部根系富集量要高于茎叶,各浓度处理下的转移系数均小于1,但其生长状况良好,可用于低浓度镉污染的土壤修复;长春花根茎对镉有一定的富集作用,但吸收量不大,且生长不良,叶片大量脱落,不适合种植在镉污染土壤.总结4种花灌木对土壤镉的富集能力的大小顺序是:大花芦莉千里香红花檵木长春花;耐性或抗性强弱顺序为大花芦莉红花檵木千里香长春花.     

生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

种植黑麦草对山西工矿区多环芳烃和重金属复合污染土壤微生物群落多样性的影响

本文以山西工矿区生黄土为供试土壤,以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物材料,通过室内培养实验,采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),研究不同浓度PAHs和HgCl2单一及复合污染种植黑麦草对土壤微生物群落多样性的影响.结果表明:不同浓度PAHs与HgCl2处理下黑麦草土壤微生物基因条带差异明显.与对照组相比,低浓度污染处理下基因条带数稍有增加,而高浓度污染处理下部分基因条带消失.各污染水平下土壤微生物所共有的优势条带较多.在HgCl2单一污染条件下,土壤微生物多样性首先随着污染浓度的升高而增加,污染浓度大于3 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数随着浓度的升高逐渐降低,在最高浓度60 mg·kg-1时,较对照组降低5.0%;PAHs单一污染与HgCl2单一污染处理下土壤微生物群落多样性指数表现出相似的规律,污染浓度大于10 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数开始降低,在最高浓度50 mg·kg-1时,较对照组降低了2.8%.HgCl2与PAHs复合污染在中浓度A22(PAHs 5 mg·kg-1、HgCl215 mg·kg-1)时对土壤微生物群落多样性表现为协同作用,而在最高浓度A36(PAHs 50mg·kg-1、HgCl260mg·kg-1)则表现为抑制作用.     

重金属Cd胁迫对荻和芦苇种子萌发与幼苗生长的影响

以能源禾草荻和芦苇为供试植物,采用培养皿滤纸法,研究不同浓度Cd(0,1,5,10,15,25,50mg·L-1)胁迫对2种植物种子萌发及幼苗生长情况的影响.结果表明:当Cd2+≤25mg·L-1时,荻的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均大于芦苇;当Cd2+浓度为50mg·L-1时,芦苇的发芽率更高.2种幼苗的根长、苗高和鲜重随Cd2+处理浓度的增加呈下降趋势,且对胚根的抑制作用更强,Cd2+浓度为50mg·L-1,胚根被完全抑制;随Cd2+浓度的增大,2种幼苗叶片组织相对电导率持续增大,荻、芦苇幼苗光合色素含量总体呈下降趋势,Cd2+浓度为1mg·L-1时,芦苇幼苗叶绿素含量最高.淀粉酶活性随Cd2+浓度的增加呈先升高后降低趋势,荻和芦苇分别在Cd2+浓度为5mg·L-1和1mg·L-1时达到峰值;蛋白酶和脂肪酶活性在变化上存在一定差异.研究发现,2种植物在萌发和幼苗生长阶段对Cd2+均具有一定耐受能力,且芦苇的耐受能力大于荻,二者均可用于轻度Cd污染土壤的植物修复中.