外源磷对湿地底泥砷形态及土壤酶活性的影响

通过模拟湿地环境进行土培试验,设置4个砷污染处理(0、50、150、600 mg/kg),4个外源磷输入处理(0、0.2、2、20 mg/L),培养60 d后对底泥理化性质、总砷及砷形态、土壤磷酸酶、脱氢酶和脲酶进行检测,分析砷污染底泥环境下外源磷输入对底泥无机砷形态分布以土壤酶活性的影响。结果表明:外源磷对砷污染底泥pH、EC值、DO值和Eh值的影响显著;外源磷输入能显著降低底泥总砷的含量,并且底泥砷的生物有效性系数随着输入外源磷的增加而降低;砷对3种土壤酶的抑制程度为磷酸酶>脱氢酶>脲酶,外源磷对砷污染湿地底泥脱氢酶有显著的激活效应;脲酶对砷污染不敏感,600 mg/kg处理对脲酶活性有一定抑制作用,外源磷对脲酶活性有一定激活作用;磷酸酶活性与底泥砷浓度存在显著负相关关系,外源磷能提升底泥磷酸酶活性。外源磷能有效降低底泥总砷的含量,同时外源磷对底泥砷的土壤酶毒性有缓冲作用,对土壤酶活性具有保护效应。

外源磷对砷胁迫下挺水植物抗氧化酶系统的影响

为探讨外源磷输入对底泥砷胁迫下挺水植物香蒲(Typha angustifolia L.)抗氧化酶系统的影响,测量0 mg/kg、150 mg/kg、600 mg/kg 3种砷水平胁迫下,输入0 mg/L、2 mg/L、20 mg/L 3种外源磷水平后香蒲抗氧化酶活性变化。结果表明,(1)低质量浓度磷(2 mg/L)和低含量砷(150 mg/kg)处理提高了香蒲鲜质量;(2)外源磷输入刺激了底泥无砷处理下香蒲超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性上升,抑制了谷胱甘肽(GSH)活性,高质量浓度磷(20 mg/L)处理下抑制作用增大,同时也促进丙二醛(MDA)的产生;无外源磷输入时,底泥添加低含量砷处理促进SOD活性和MDA积累量上升,高含量砷(600 mg/kg)处理抑制了CAT和GSH活性;(3)低质量浓度外源磷输入提高了底泥砷胁迫处理下香蒲体内抗氧化酶活性,降低MDA积累量。外源磷提高了底泥砷胁迫下香蒲抗氧化酶系统活性,但是这种刺激作用有一定的限度。香蒲比一般蕨类和苔藓类植物更有生长优势,所以香蒲具有修复面临的磷富营养化和砷污染双风险湿地的巨大潜力。

重金属污染河流生态修复区挺水植物对重金属的吸收特性

为了分析比较滇东南选矿区重金属污染河流——小白河生态修复区所种植芦苇和香蒲对重金属的吸收及生态修复效果差异,于2015年4月在小白河西岸野生植物区及东岸生态修复区采集土壤及植物样品,对样品进行烘干、消解,使用电感耦合等离子体发射光谱法测定样品中铅(Pb)、锌(Zn)、铬(Cr)和镍(Ni)这4种重金属的含量,使用原子荧光光谱法测定样品中砷(As)的含量.结果表明:①小白河东岸生态修复区湿地底泥中As和Zn污染最为严重,但东岸底泥中各重金属含量已明显低于西岸,其中芦苇种植区底泥中w(As)和w(Ni)较西岸分别降低了38.82%和50.53%,香蒲种植区底泥中w(As)和w(Ni)较西岸分别降低了13.54%和21.95%.②芦苇对As、Pb、Zn和Pb、Cr以及Cr、Ni这3组重金属的吸收存在显著的协同作用,香蒲对重金属吸收的协同作用表现在As、Zn、Ni和Pb、Cr这2组重金属中,这种重金属吸收协同作用在芦苇中更明显.③芦苇对Cr的生物富集系数(BCF)较高,对Cr的转运系数(TF)为0.80,属于富集型耐受策略,芦苇对Zn和Ni属于根部囤积型耐受策略;香蒲对Pb、Zn、Ni、Cr这4种重金属的BCF较大,TF均接近1,属于富集型耐受策略,对As属于根部囤积型耐受策略.研究显示,芦苇可作为重金属污染河流生态修复区的先锋植物,香蒲的重金属生物富集效率较高,将重金属富集于地上部的能力较强,可考虑将植物分区种植的模式改为间作种植,并定期收割香蒲地上部,以使生态修复区具有更好的重金属修复效果.

外源磷输入对高原湖滨湿地香蒲根系分泌物的影响

通过添加外源P(0、0.2、2、20mg/L)和室内控制试验,研究外源P输入对香蒲生长及其根系分泌物种类与含量的影响。结果表明,(1)不同浓度外源P输入均可促进香蒲生长,香蒲对底泥中P素有较好的去除效果;(2)外源P输入对香蒲根系分泌物不同组分个数和含量的影响不同,这些根系分泌物不同组分个数和含量的改变是植物主动适应根际微域环境改变的防御机制;(3)香蒲的主要根系分泌物包括:(Z)-9-十八碳烯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-十八烷基酯-苯丙酸、2,2’-亚甲基双[6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基]-苯酚和烯烃腈4种化合物,其中酚酸类化合物在外源P输入后相对含量增加,对抑制土壤有害微生物起到一定作用,3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-十八烷基酯-苯丙酸促进植物地下部分P吸收,烯烃腈抑制植物地上部分P吸收。综上可知,香蒲通过调节根系分泌物种类和相对含量改变根际微域环境以适应外源P的输入,且对土壤P素有较好的去除效果,可作为高原湖滨湿地P污染治理的优选植物。

外源磷输入对香蒲生长及砷积累的影响

[目的]探究不同水平外源磷(P)输入对挺水植物香蒲在不同梯度砷(As)污染底泥中的生长指标及其对砷累积与迁移的影响,为砷污染湿地生态恢复区的建设和日常管理提供科学参考。[方法]通过试验模拟0 mg/L(PCK)、0.2 mg/L(P0.2)、2 mg/L(P2)和20 mg/L(P204种不同水平的外源磷输入0 mg/kg(As0)、150 mg/kg(As150和600 mg/kg(As600)3种不同程度砷胁迫生境,分析香蒲的生长指标和其对砷的积累特征。[结果]底泥砷处理为As0时,P0.2处理下香蒲有最大生物量积累(95.57 g/株),根部耐性指数(TI)和香蒲单位面积砷迁移总量(W)最高,分别为110.18%和2.68g/ha;P20处理下香蒲PSⅡ光合系统最大光合潜力(Fv/Fm)、PSⅡ光合系统电子转运效率(ETo/RC)和植株间转运系数(TF)最大,分别为0.81、1.16和0.50,此时香蒲对底泥中砷去除率(Rc)、固定率(Rs)及提取量(EX)最高,分别为32.96%、33.12%和717.06μg。底泥砷处理为As150时,P0.2处理下生长于污染底泥中的香蒲生物量积累、TI和TF均最高,分别为100.20 g/株、120.16%和0.08,此时Rc、Rs和EX也最高,分别为32.45%、35.35%和1921.98μg;P2处理下Fv/Fm、ETo/RC和W最大,分别为0.84、1.25和8.29 g/ha。底泥砷处理为As600时,P0.2处理下香蒲Fv/Fm、Rc和Rs最大,分别为0.80、56.99%和52.73%;P2处理下香蒲生物量积累、ETo/RC和W最高,分别为96.23 g/株、1.07和20.43 g/ha;P20处理下香蒲地上部对砷BCF和TF最大,分别为0.58和0.24。[结论]当底泥处于中重度砷污染(<150 mg/kg)时,较高磷水平(0.2 mg/L)处理可获得更好的香蒲生态修复砷污染效果;当底泥处于严重砷污染(150~600 mg/kg)时,高浓度磷水平(2 mg/L)处理使香蒲对砷生态修复效果最优。实际应用中适当提高供磷水平可改善香蒲生态修复砷污染湿地的效果。

外源磷输入对底泥砷污染香蒲根系分泌烃类物质的影响

为探究不同外源磷输入对底泥砷污染香蒲根系分泌烃类物质的影响,采用室内土壤模拟试验,测定砷污染底泥条件下,不同外源磷输入对香蒲根系烃类物质种类和浓度的影响。结果表明:外源磷输入显著促进底泥砷污染生境中香蒲根系分泌烃类物质种类和浓度增加;香蒲根系分泌共有烃类物质以简单的链状正构烷烃为主,而特有烃类物质则以链状支链烷烃为主。砷污染底泥高浓度外源磷输入对烃类物质浓度影响最为显著;烃类物质种类和浓度与植物根系砷富集浓度和根系耐性指数呈显著性正相关关系。

砷污染对香蒲生长及根系分泌正构烷烃的影响

为了探究重金属—砷污染对植物生长及根系分泌正构烷烃的影响,以香蒲(Typha angustifolia L.)作为试验材料,通过室内土培模拟试验研究香蒲叶绿素含量、植物鲜重和根系分泌正构烷烃化合物含量对不同砷污染水平(50 mg·kg-1(低浓度),150 mg·kg-1(中浓度),600 mg·kg-1(高浓度))的响应差异,为土壤重金属污染植物修复技术提供理论依据。结果表明:低、中浓度砷污染处理条件下,叶绿素和生物量均高于空白对照(CK),而高浓度处理条件下叶绿素和生物量均低于CK;砷污染促进香蒲根系正构烷烃化合物的分泌;检测到的11种正构烷烃类化合物,在种类上没有明显的长短碳链优势,在浓度上长链正构烷烃化合物在各生境中均表现出极大的优势地位;相关性分析表明,香蒲根系分泌正构烷烃化合物浓度与植物地下部分生物量和叶绿素a之间呈显著或极显著正相关关系。综上所述,香蒲是一种砷耐受型植物,其主要通过增加各部分生物量、叶绿素含量和根系正构烷烃化合物的分泌来提高抗胁迫能力。

不同砷污染程度下香蒲生长与砷富集特征

为探究典型湿地挺水植物香蒲(Typha angustifolia L.)在砷(As)污染下的生长状况,以及香蒲中As的累积与迁移特征,设置As0、As50、As150、As6004个梯度As污染生境,对应底泥中As含量分别为0、50、150、600 mg·kg^-1,探析As胁迫下生命周期内(生长期、成熟期、萎黄期)香蒲的生长发育、As累积特征及其对土壤中As的提取效果。结果表明:在4种程度As胁迫下香蒲均能完成生命周期,结出种子柱头。生长期,As50处理香蒲根系耐性指数最高,达到132.38%;As150处理香蒲生物量为19.12 g,较As0处理高出34.08%;As600处理生物量积累为12.35 g,较As0处理减少13.39%,此时香蒲根系耐性指数最小,为65.23%。成熟期,As50处理香蒲生物量累积最大,达到72.23 g,较As0处理高出28.70%,此时香蒲根系耐性指数最高,为149.25%;As600处理生物量积累最低,香蒲根系耐性指数最小。萎黄期,As50处理香蒲生物量累积最高,达到79.23 g,较As0处理高出23.94%,此时香蒲根系耐性指数最高,达到119.28%;As600处理下生物量积累最低,较As0处理下降13.47%。在香蒲生长的3个阶段,底泥As含量为0~50 mg·kg^-1时香蒲叶片谷胱甘肽活性最高;As50和As150处理的PSⅡ光合反应系统最大光合潜力(Fv/Fm)均高于As0处理,而As600处理下香蒲Fv/Fm最低,此时叶片超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量最高;香蒲地下部对As的生物富集系数大于地上部,植株间转运系数为0.09~1.10,香蒲对底泥中As的固定率大于去除率,提取量和单位面积迁移量与底泥中As含量呈极显著正相关。说明香蒲可以耐高浓度As胁迫并正常生长,对As污染湿地底泥有良好的修复效果,可以将香蒲作为As污染湿地植物建群种,香蒲生长达到萎黄期之前增加对香蒲的收获和更换次数可以获得更好的修复效果。

云南农村环境污染分区分类创新体系研究

指出了云南省有非常复杂的气候条件,农村环境污染的治理面临着巨大的挑战。主要以农村环境的污染为主题,分别将气候特征、污染特性、环境风险相类似的农村进行同类处理,提出了两级分区(四个一级区和三个二级区)一级分类(五种类型)的云南农村环境污染分区分类治理体系,结果表明:该体系的分区结果可以为云南农村环境污染控制决策提供参考,使农村污染的治理将更加具有针对性。