生物修复概述及国内外研究进展

重点从微生物与植物的角度阐述了生物修复的概念与类型，分析了微生物、植物在生物修复中所起的作用及近年来来国内外在生物修复研究方面所取得的进展，评价了生物修复特别是植物修复所具有的优势，也指出了生物修复的缺点与不足．     

Viola baoshanensis, a plant that hyperaccumulates cadmium

This paper reports upon the finding of Viola baoshanensis, a cadmium (Cd) hyperaccumulator through field survey and greenhouse experiments. Average Cd concentration in the shoots and roots of V. baoshanensis growing on Baoshan lead/zinc mine in Hunan Province, China, was 1168 and 981 mg/kg, respectively, varying from 456 to 2310mg/kg in the shoots, and from 233 to 1846 mg/kg in the roots.The ratio of Cd concentration in shoot to root (DW) and that in plant shoots to total concentration in surface soil was 1.32 and 2.38, respectively. Under nutrient solution culture, biomass (DW) of V. baoshanensis exposed to 0-30 mg/L Cd insolution increased with Cd supply increasing and reached a maximum at 30 mg/L Cd. Further increase of Cd concentration (40, 50 mg/L) in solution significantly reduced biomass.Cd concentration in the shoots was positively correlated with Cd concentration in the culture medium. Cd concentration in the shoots reached 4825 mg/kg at 50 mg/L Cd solution. Theratio of Cd concentration of shoots to roots in V. baoshanensis was greater than 1 at all Cd treatments, with an average of 1.67 (1.14-2.22). The results indicate that V. baoshanensis is a Cd hyperaccumulator plant.     

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。     

镉污染土壤的植物修复研究进展与展望

近年来,重金属镉(Cd)及其复合污染问题越来越受到人们的关注.Cd污染土壤的植物修复技术因其具有治理成本的低廉性、环境美学的兼容性和治理过程的原位性等优势,随之成为具有广泛应用前景的技术.本文概述了Cd超积累植物的筛选及耐性机理与修复潜力的评价等方面的国内外进展,总结了Cd-重金属复合污染土壤、Cd-有机物复合污染土壤的植物修复相关的重要工作,着重评述了Cd复合污染土壤的化学强化、农业生态强化及其它方法的研发现状,展望了这一领域今后的重点研究内容和重要发展方向.     

植物共植对低浓度含铀废水修复的影响

为确定植物共植对低浓度含铀废水修复的影响,本研究建立了数种植物共植体系,并以之开展了低浓度含铀废水修复实验,研究了水体中铀含量随时间的变化以及铀质量浓度对植物共植体系修复效率的影响。结果显示,与相对应的单一植物修复体系相比,合果芋-豆瓣绿、白鹤芋-豆瓣绿共植修复体系对废水中铀的去除率提高了4.7%、6%和4.5%、5.7%,合果芋的转运系数、生物富集系数、生物富集量分别提高132.20%、63.89%、63.89%,豆瓣绿分别提高6%、37.27%、37.27%,白鹤芋分别提高127.69%、108.24%、108.24%,豆瓣绿分别提高3.39%、39.20%、39.20%。不同铀质量浓度废水修复实验结果表明,与单一植物修复体系相比,优势植物共植对低浓度含铀废水的修复均有促进作用。植物共植体系中植物间的互促作用可能通过提高植物的生物量和植物对铀的富集性能,从而促进了植物对铀的吸附。     

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.     

石油污染土壤植物根际微生态环境与降解效应

利用大庆油田石油开采区的污染土壤作为供试土壤,选择紫花苜蓿和披碱草为供试植物,通过监测根系微生物活性、石油烃降解效率等指标,建立植物根际微生态环境生物和非生物因子之间的量化关系,揭示污染土壤石油烃降解效应和影响要素.研究结果表明,植物根系可改善污染土壤持水能力和微生物活性,与无根系土壤相比,提高含水率达10%. 植物根际微生物的数量高出1～2个数量级, FDA(荧光素双醋酸酯)活性高出0.29～0.36. 经过150 d的降解,植物根际油污土中石油烃的降解率比无根系土壤高 9.1%～15.5%. 污染土壤植物根际微生态环境对微生物活性具有诱导作用,有利于石油烃的降解和污染土层的生物修复.     

供钾水平对空心莲子草富集3种重金属能力的影响

以空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)作为研究材料,通过模拟富营养化水体实验,研究空心莲子草在消减重金属污染方面的能力;同时通过供应足量钾离子,进一步揭示空心莲子草植株钾离子水平与重金属富集能力及抗逆之间的关系.研究结果表明,空心莲子草对重金属元素Mn2+、pb2+及Cd2+有较好的富集能力,主要在地上部积累;空心莲子草对这3种重金属元素的敏感程度为Cd2+＞ Pb2+＞Mn2+;在低浓度(1mM)K+供应下,高浓度(500 μM)的Mn2+、pb2+及Cd2+处理明显抑制空心莲子草的生长(Mn2+ 、pb2+抑制作用主要发生在根系,Cr3+抑制植物整株),与对照相比,生物干重分别降低8.7％、22.60％与74％,提高K+浓度(10mM)可显著缓解这3种重金属对植株生长的抑制,生物干重分别有效提高22.2％ 、39.3％与90.7％;此外,提高K+浓度(10mM)可显著提升植株对这3种重金属的耐受力和富集能力,整株水平上富集量分别提高23％、19％及30％.     

重金属污染土壤根际环境的调节与植物修复研究进展

介绍了重金属污染土壤的根际环境调节,回顾了近年来重金属污染土壤的植物修复技术。     

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。