水体镉铅铜复合污染对玉蕊生长及元素吸收的影响

【目的】探究水体Cd-Pb-Cu重金属复合污染对玉蕊Barringtonia racemosa生长和元素吸收的影响,为玉蕊在重金属复合污染湿地修复方面的应用提供理论依据。【方法】以玉蕊为材料,采取室内盆栽试验模拟湿地环境,研究Cd-Pb-Cu复合污染对玉蕊生长、养分吸收和重金属吸收分配的影响。【结果】玉蕊株高在20 mg·L^(−1)Cd+200 mg·L^(−1)Pb+400 mg·L^(−1)Cu污染水平下受到显著抑制,与CK(无污染)相比减少14.20%,各处理地径生长均未受显著影响;在5 mg·L^(−1)Cd+100 mg·L^(−1)Cu+50 mg·L^(−1)Pb污染水平下玉蕊的总生物量较CK显著增加;玉蕊在各处理下氮磷钾养分含量均与CK无显著差异,但全株各养分元素累积量均显著高于CK;Cd-Pb-Cu复合污染增加了玉蕊全株Cd、Pb、Cu含量和累积量,各部位Cd、Pb、Cu含量和累积量均随污染浓度升高呈先升后降趋势;相关性分析表明,复合污染下K和Cu对玉蕊的株高、环境适应能力的影响比其他元素更明显;综合转移系数和聚类分析表明,玉蕊在10 mg·L^(−1)Cd+100 mg·L^(−1)Pb+200 mg·L^(−1)Cu污染水平下具有更强的重金属富集能力和转移能力。【结论】玉蕊对Cd-Pb-Cu复合污染水体具有较强的适应性和修复潜能,在Cd、Pb、Cu污染湿地的生态修复中有较好应用前景。

银叶树对Pb、Cd、Cu污染模拟湿地的适应性和修复潜力

【目的】探究银叶树(Heritiera littoralis)对重金属污染湿地环境的修复潜力。【方法】以银叶树为研究对象,在盆栽条件下模拟湿地环境,以不添加重金属为对照(CK),探究T_(1)(50 mg·L^(-1)Pb+5 mg·L^(-1)Cd+100 mg·L^(-1)Cu)、T_(2)(100 mg·L^(-1)Pb+10 mg·L^(-1)Cd+200 mg·L^(-1)Cu)、T_(3)(200 mg·L^(-1)Pb+20 mg·L^(-1)Cd+400 mg·L^(-1)Cu)3个复合污染水平(处理)对银叶树幼苗生长、养分吸收及Pb、Cd、Cu累积量的影响。【结果】与CK相比,T_(1)对银叶树根部生物量无显著影响,而T_(2)、T_(3)显著抑制根部生物量生长,3个处理银叶树的株高、地上生物量、总生物量与CK无显著差异;T_(1)处理银叶树的耐性系数为103.96%,T_(2)、T_(3)处理分别降至95.18%、80.80%;3个处理银叶树的N、P、K吸收量无显著变化。随着重金属含量的提高,银叶树对Pb、Cd、Cu的吸收量均不断增加,且大部分储存在根部;3个处理银叶树对Pb、Cu的转运系数较对照均显著下降,对Cd的转运系数则呈现先上升后下降的变化趋势。熵权TOPSIS模型评价结果表明,T_(3)处理银叶树的修复潜力最好,T_(2)、T_(1)次之。【结论】银叶树对复合重金属污染湿地的适应性较高,但高浓度重金属显著抑制根系生长;在ρ(Pb)≤50 mg·L^(-1)、ρ(Cd)≤5 mg·L^(-1)、ρ(Cu)≤100 mg·L^(-1)的重金属污染湿地中,银叶树生长不受影响。

小叶榕对重金属复合污染模拟湿地的适应性及修复效果研究

【目的】探究小叶榕对Pb、Cd、Cu复合污染模拟湿地的适应性及修复潜力,为利用植物修复技术进行重金属复合污染湿地的修复提供理论依据。【方法】以小叶榕(Ficus microcarpa)为研究对象,采用盆栽试验模拟湿地环境,以不添加重金属为对照(CK),探究T_(1)(5 mg/L Cd+50 mg/L Pb+100 mg/L Cu)、T_(2)(10 mg/L Cd+100 mg/L Pb+200 mg/L Cu)、T_(3)(20 mg/L Cd+200 mg/L Pb+400 mg/L Cu)3个复合污染水平对小叶榕生长、养分和重金属吸收累积的影响。【结果】3种复合污染水平均显著提高小叶榕株高及总生物量,但对地径无显著影响;T_(1)、T_(2)处理根部、地上部生物量及质量指数较CK显著增加,T_(3)处理无显著变化。小叶榕根部P、K含量及全株K含量随污染浓度升高呈上升趋势;3种处理均显著增加植株N、P、K的全株积累量。随着污染浓度提高,小叶榕更倾向于将吸收的Pb、Cd富集在根部,而将Cu更多地往地上部转运;小叶榕对Pb、Cd、Cu吸收累积随着重金属浓度升高逐渐增加,且植株体内Cd含量的增长幅度在3个重金属中最大。加权隶属函数法结果表明小叶榕在T_(3)处理时对重金属具有最强的吸收积累能力,但生长势小于T_(1)、T_(2)处理。【结论】小叶榕在Cd、Pb、Cu含量分别不高于20、200和400 mg/kg的复合污染模拟湿地环境中生长良好并且对其具有较强的修复效果,可作为湿地修复的备选植物。

铁冬青幼苗对污染土壤中铅、镉的耐受、吸收和累积

【目的】研究铁冬青Ilex rotunda在铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤上生长的耐受性及其对Pb、Cd的吸收累积能力,为Pb、Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】通过盆栽试验探究单一Pb污染(500、1000和1500 mg·kg^(−1))和单一Cd污染(10、25和50 mg·kg^(−1))对铁冬青幼苗生长、根系形态、养分及Pb或Cd吸收累积的影响。【结果】与对照(无污染土壤)相比,500 mg·kg^(−1)的Pb处理显著增加铁冬青根生物量和根表面积,500和1000 mg·kg^(−1)的Pb处理均显著增加地径和质量指数;1500 mg·kg^(−1)的Pb处理显著降低铁冬青生物量、质量指数和全株N累积量,抑制根系生长,但显著提高根、地上部P含量和地上部K含量;Pb污染处理均显著增加铁冬青全株Pb含量以及根、全株Pb累积量,1500 mg·kg^(−1)的Pb处理的铁冬青各部位及全株的Pb含量和累积量最大。与对照相比,单一Cd污染对铁冬青生长、根系形态、养分累积量均无显著影响,但显著提高地上部K含量;各Cd污染处理均显著增加铁冬青各部位和全株的Cd含量及累积量,根Cd含量随着Cd污染程度增加而显著增加,在50 mg·kg^(−1)的Cd处理时达到最大值(6.40 mg·kg^(−1))。铁冬青根Pb含量及累积量均显著高于地上部;根Cd含量在不同Cd污染条件下均显著高于地上部,根Cd累积量在50 mg·kg^(−1)的Cd处理时显著高于地上部。【结论】铁冬青对单一Pb、Cd污染具有较好的耐受性,对Pb、Cd有较强的吸收累积能力,可作为Pb、Cd污染土壤修复的备选树种。

土壤添加污泥和蚯蚓对尾叶桉生长及重金属吸收的影响

【目的】探究添加蚯蚓对尾叶桉在经污泥改良的稀土矿废弃地土壤上的生长、重金属累积及种植后基质重金属变化的影响,为污泥资源化利用和矿区废弃地生态修复提供依据。【方法】以经污泥改良的稀土矿废弃地土壤为研究对象,通过盆栽试验探究不同赤子爱胜蚓添加量(40、60、80条·kg^(-1))对尾叶桉生长、重金属累积的影响,基于熵权TOPSIS模型进行综合评价,分析种植后基质重金属形态变化特征。【结果】与未经改良的废弃地土壤(对照)相比,污泥施用显著增加尾叶桉地上部生物量和地上、地下部Cu、Zn含量以及地下部Cd含量。与单施污泥相比,不同蚯蚓添加量均显著增加尾叶桉株高、总生物量、地上部Cd含量和不同部位Cu、Zn含量,植株Cu、Zn、Cd累积量分别显著增加1.61~2.27倍、2.37~2.93倍和0.93~1.35倍,添加量为60条·kg^(-1)时尾叶桉Zn累积量最高。不同处理下植物生长适应性及重金属累积综合评价得分排序为:污泥+60条·kg^(-1)蚯蚓(0.842)>污泥+40条·kg^(-1)蚯蚓(0.829)>污泥+80条·kg^(-1)蚯蚓(0.823)>单施污泥(0.174)>对照(0.134)。与对照相比,单施污泥显著增加种植后基质Cu、Zn、Cd全量及其不同形态含量;与单施污泥相比,不同蚯蚓添加量均显著减少种植后基质Cu、Zn、Cd全量以及不同形态Cd含量和交换态、碳酸盐结合态Cu、Zn含量。【结论】在用污泥改良稀土矿废弃地土壤时,添加赤子爱胜蚓可有效促进尾叶桉生长及其对Cu、Zn、Cd的吸收累积作用,从而在一定程度上降低土壤重金属全量及易被植物吸收的有效态含量。

构树的污泥适应性及养分和重金属吸收累积特征

构树是我国重要速生经济树种,具有适应性强、生物量大和重金属富集能力强等优点,而污泥中含有大量养分和重金属,在污泥中种植构树有望同时实现污泥生态修复和构树资源生产。本研究通过盆栽试验,分析在对照(赤红壤)、50%污泥(污泥、赤红壤混合基质,重量比各50%)和100%污泥基质中构树生长及不同部位(根、茎、叶)养分和重金属吸收累积特征,并通过主成分分析和隶属度函数对吸收累积能力进行综合评价。结果表明:构树在50%和100%污泥中均可正常生长且株高、生物量显著高于对照,在100%污泥中长势最好,质量指数(1.02)分别是对照和50%污泥处理的4.3和2.4倍。50%和100%污泥处理构树各部位N含量和茎P含量显著高于对照,100%污泥处理构树茎、叶K含量显著低于对照。构树对Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的吸收部位以根为主,根系重金属含量与污泥比例呈正相关,叶Pb、Cd含量符合《饲料卫生标准》(GB 13078—2017)。构树对Cd的吸收累积效果好于其他重金属元素。与对照相比,50%和100%污泥处理构树根部Zn、Pb、Cd滞留率显著提高(57.8%~85.8%),100%污泥处理构树根部Cu、Ni滞留率显著提高(67.5%和74.8%)。污泥处理全株养分和重金属累积量均显著大于对照,其中100%污泥处理显著大于50%污泥处理。与50%污泥处理相比,100%污泥处理构树各部位及全株养分和重金属累积量大幅提高。不同处理下构树污泥适应性和元素吸收累积的综合评价得分为100%污泥(0.848)>50%污泥(0.344)>对照(0.080)。构树对污泥具有良好的适应性,在纯污泥中能够正常生长并具有较强的吸收累积养分和重金属能力,可在修复污泥的同时进行构树资源生产。