Cd污染河道底泥修复植物优选

选用12种植物对上海市某Cd污染黑臭河道底泥进行了修复试验研究,考察了修复植物对Cd污染底泥的耐受性、富集转运特性和修复效果,以期为实际开展植物修复Cd污染河道底泥研究提供科学依据.结果表明:除移植的灯芯草(Juncus effusus L.)生长情况较差外,其余11种植物对试验底泥均有良好的耐受性;龙葵(Solanum nigrum L.)、灯芯草、金盏菊(Calendula officinalis L.)、八宝景天(Hylotelephium erythrostictum(Miq.)H.Ohba)以及大吴风草(Farfugrium japonicum(L.f.)Kitam.)地上部分的Cd质量比均高于4.50 mg/kg;苘麻(Abutilon theophrasti Medicus)、灯芯草、金盏菊、八宝景天、大吴风草以及美洲商陆(Phytolacca americana L.)对Cd的富集系数(bioaccumulation factor,BCF)与转运系数(translocation factor,TF)均大于1;龙葵、金盏菊、美洲商陆以及三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)对Cd的提取量均高于0.30 kg/hm^(2),具有较好的修复效果,其中龙葵对试验底泥中Cd的提取量为2.84 kg/hm^(2),提取效率可达88.75%,展现出了较大的修复潜力.优选试验结果证明,龙葵可作为该地区Cd污染河道底泥的最佳修复植物.

修复植物处置技术及重金属迁移的研究进展

为了解决重金属污染土壤的问题,采用植物修复这一环境友好且易操作的方式,可以达到使土壤中的重金属迁移进入植物的目的。为了确保修复植物的后续处理更加高效,本文对比了传统的处理方式(堆肥法、填埋法和液相萃取法)和热处理方式(气化法、焚烧法、热解法和水热液化)的优势和不足,并对修复植物未来的研究方向进行了展望,以期为今后在实际应用中合理选择修复植物的处理方法与资源化利用提供参考。

不同植物对高浓度Sr、Cs胁迫的响应与修复植物筛选

研究不同植物对锶(Sr)和铯(Cs)的抗性及富集能力对于修复锶和铯污染的土壤具有重要理论和实践意义。通过研究和评价10科13种植物对高浓度S(r500 mg Sr.kg-1)、Cs(500 mg Cs.kg-1)的抗性和富集能力,筛选针对土壤Sr或Cs污染的修复植物。结果表明:(1)抗高浓度Sr胁迫能力从大到小依次是芝麻>向日葵>红圆叶苋>菊苣>空心莲子草>西葫芦>蕹菜>黄秋葵>高粱>木耳菜>柳叶苋>四季豆>灰灰菜(;2)抗高浓度Cs胁迫能力从大到小依次是芝麻>蕹菜>四季豆>空心莲子草>西葫芦>黄秋葵>向日葵>柳叶苋>红圆叶苋>灰灰菜>木耳菜>高粱>菊苣;(3)13种植物中西葫芦的Sr含量、转移系数(TF值)、单位种植面积的Sr积累量、地上器官的Sr积累量均最大;(4)菊苣的Cs含量、TF值最大,灰灰菜单位种植面积的Cs积累量、地上部分的Cs积累量最大,空心莲子草次之。综合植物对Sr和Cs的抗性及富集能力,西葫芦、菊苣、木耳菜和黄秋葵可作为修复高浓度Sr污染土壤的植物,灰灰菜、空心莲子草和向日葵可作为修复高浓度Cs污染土壤的植物。

修复植物产后处置技术现状与展望

针对修复植物的类型、特点、应用潜力探讨了修复植物的处置方法,如焚烧法、压缩填埋法、堆肥法等,有的还可使超积累植物残体得到回收利用,避免其对环境造成“二次污染”。同时指出了目前修复植物处置存在的问题及今后应重视的研究方向,以期为修复植物的资源化综合利用提供途径与方法,为植物修复应用和推广奠定技术基础。

电动自走式温室水体修复植物收获机设计与试验

为解决温室大棚内人工湿地空间狭小、现有收获机械无法进入水池进行收获作业,以及达不到环保作业要求的问题,设计了一种可沿着铺设在水池上方的两条平行固定轨道行走的电动自走式收获机完成温室湿地水池内种植的挺水植物的收获。该机由蓄电池提供动力,设计了电气控制系统,实现了机器的自动行走,机械部分主要由割台、行走机构、旋转机构等组成。试验结果表明,在割刀平均速度0.92 m/s、收获机前进速度0.75~0.92 m/s时,收获效果好,收获作业效率可达7 500~9 000 m^2/h;收获过程中无漏割和重割现象,收获的水草能够自动输送到机器右侧并铺放在通道上;收获过程安静、无废气排放污染,能满足室内收获对作业质量、效率与环保的要求。

修复植物热解过程中重金属迁移转化特性的研究进展

植物修复技术能够有效治理土壤重金属污染,而富集重金属后的修复植物须妥当处理才能避免二次污染。修复植物得到有效处理的理想状况是通过热解法将重金属以稳定形态富集到热解炭中,避免重金属迁移到热解气或热解油中。文章围绕修复植物的热解处理,综述了原料性质、热解温度、热解时间、升温速率、反应气氛以及添加剂这6个因素对重金属迁移转化特性的影响,并提出了今后该领域的研究方向,为无害化热解处理修复植物以及固相产物的增值利用提供了参考。

修复植物热解半焦中重金属形态分布研究

采用欧盟标准物质局(BCR)连续提取法对修复植物长香谷稻秆热解半焦中重金属元素Cd、Pb、Mn和Cu的赋存形态进行研究。结果表明:(1)用BCR连续提取法分析修复植物热解半焦中Cd、Pb、Mn和Cu的赋存形态是可行和有效的。(2)半焦中Pb、Mn和Cu在900℃时的不稳定态比400℃时分别降低了50.8、38.0、28.5百分点;半焦中Cd在600℃的不稳定态比400℃时降低了11.4百分点。热解温度对于半焦中重金属元素的存在形态有重要的影响。随着热解温度的升高,半焦中可氧化提取态和残渣态Cd和Mn、残渣态Pb和Cu所占比例增大,重金属元素稳定性增强。

修复植物热解过程中重金属元素迁移行为研究

在管式炉反应器中研究了重金属土壤修复植物长香谷稻秆中Cd、Pb、Mn、Cu和Zn在不同温度、停留时间和反应气氛下的迁移行为,结果表明:在低于元素挥发的温度热解时,固体残渣中重金属元素的富集倍数随温度的升高而增加;在元素挥发的温度热解时,该元素在固体残渣中的富集倍数随着停留时间的延长而减少;800℃以上CO2气氛比N2气氛更有利于Mn、Cu和Zn在热解残渣中富集。选择合适的热解条件能够达到将原料减容减重并富集其中特定重金属元素的目的。

干旱胁迫对3种海岛植被修复植物生长与生理指标的影响

以海岛植被修复典型植物木麻黄(Casuarina equisetifolia)、台湾相思(Acacia confusa)和夹竹桃(Nerium indicum)2年苗为研究对象,在盆栽条件下持续干旱胁迫11周后复水6周,研究3种植物在实验过程中形态和生理生化指标的变化,比较3种植物的耐旱能力,为植被修复现场简易快速判断植物的需水情况提供参考.结果表明:1)3种植物对持续干旱胁迫的响应表观上首先表现为近根端(植株下部或老叶)开始出现少量干枯,随后蔓延到新叶,叶色开始变淡,叶部逐渐失水下垂卷曲,在临近死亡时则出现全株叶干黄、枯萎.2)3种植物的生长状态、叶部含水率、细胞膜透性和丙二醛含量与干旱胁迫程度均呈显著或极显著相关,野外条件下可根据植物的生长状态简易快速地判断植物受干旱胁迫情况,再根据细胞膜透性和丙二醛含量进一步辅助判断植物的需水情况.3)根据生长状态与相关生理生化指标综合判断,3种植物的耐旱性强弱为夹竹桃>台湾相思>木麻黄,分别可耐受11,8和4周的土壤干旱,在干旱缺水地带开展海岛植被修复时,可根据各植物耐旱能力相应延长浇水养护间隔时间,以提高水资源利用率.

修复植物生物解吸脱除重金属实验研究

以天津市公路绿化带大叶黄杨为修复植物,采用生物解吸法及火焰原子吸收分光光度法,研究了标准筛筛径、浸泡温度、浸泡时间、真空度和减压时间对脱除材料内重金属Cr、Cu、Zn和Pb的脱除作用。结果表明,真空度、浸泡时间对Cr、Cu、Zn和Pb的脱除作用较明显,减压时间对Cr、Cu、Zn和Pb的相对脱除率最为显著。Zn和Cu的迁移性较高,调节各操作参数对脱除Zn、Cu的作用较明显,其平均脱除值和平均脱除率均较高。本底值高低对脱除Zn、Cu和Cr、Pb影响较大。Cr和Pb对筛径和减压时间敏感性较强,对浸泡温度、浸泡时间及真空度敏感性较差。认为基于生物解吸法通过选择适宜的操作参数对脱除修复植物内部分重金属有积极的作用。

河南省义马市铬污染区植物群落调查及修复植物筛选

植物群落调查及修复植物筛选是重金属污染地生态恢复的主要环节之一,因此对河南省义马市铬污染区植物群落进行野外调查,并对其主要植物铬含量进行测定。结果表明,该污染区共有维管束植物60种,隶属24科53属,多为多年生、耐旱草本植物;随样区内铬污染程度加重,其物种多样性指数降低,群落演替尚处于初期至早中期;污染区内98.3%植物体内铬含量高于普通植物正常铬含量(0.2~8.4mg/kg),其中优势植物铬含量是普通植物最高正常铬含量临界值的3.13~162.91倍,是较好的铬污染区生态修复植物种质资源。综合考虑植物体内铬含量富集、转运系数以及植物生长分布状况,狼尾草、艾蒿、芦苇、皱叶酸模、白莲蒿是修复铬污染区土壤极具潜力的植物物种。

土壤Pb污染修复植物的耐性及累积特性比较

为筛选Pb污染土壤修复植物,在文献调研的基础上,选择禾本科、豆科、菊科和茄科的12种植物作为研究对象,采用室内盆栽试验,进行不同质量浓度(0、500、1 000、1 500、2 000mg·kg^(-1))的Pb胁迫处理。通过分析植物根长、株高、生物量、地上部和地下部Pb含量,比较不同植物对Pb的耐性及累积特性。结果表明:随着Pb处理浓度的增加,12种植物的生物量均呈现下降的趋势且植物Pb积累表现出明显的根系>茎叶的分异特性;通过耐Pb性综合评价,三叶草、黑麦草、早熟禾可作为铅锌矿区耐性栽培植物;在土壤Pb施加浓度为1 500 mg·kg^(-1)时,富集系数大于1的共有6种,依次为:早熟禾(3.46)>三脉紫菀宽伞变种(3.34)>黑麦草(2.32)>狗牙根(1.78)>黑心菊(1.72)>辣椒276(1.26);转运系数大于1的共有3种,依次为:辣椒276(1.36)>黑心菊(1.30)>紫花苜蓿(1.23)。最后综合富集、转运系数及修复潜力指数,得出黑心菊在1 025mg·kg^(-1)时,其地上部铅积累量最高,为2.576mg·株^(-1),具有很好的铅修复潜力,可作为铅超富集植物的先锋物种。

华北油田石油污染土壤的修复植物筛选

为了对华北油田石油污染土壤进行有效的生态恢复,设置了6组不同浓度的石油污染水平,选取4种牧草植物进行盆栽试验,观察其70 d的成活率、株高、生物量,并测定其石油去除率。结果表明:随着石油污染浓度的升高,墨西哥玉米草(Purus frumentum)和苏丹草(Sorghum sudanense)的成活率维持在一个相对较高并且较稳定的状态,即使在高污染水平(60 g/kg)下,成活率也高达50.0%以上,对石油污染反应不敏感,在石油污染土壤上具有较强的萌发能力。在整个污染物浓度范围内,墨西哥玉米草和苏丹草的生物量受石油污染影响较小。在浓度为10和40 g/kg时,墨西哥玉米草的石油去除率高达63.00%和39.75%。苏丹草在浓度为20和30 g/kg时石油去除率达到最大,为55.00%和49.67%。上述2种植物根系发达,生长过程中对石油污染危害的调节能力强,其成活率、株高、生物量受石油污染浓度影响均较小,且具有较高的石油去除率。因此,墨西哥玉米草和苏丹草比黑麦草(Lolium perenne L.)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)更适合作为华北油田石油污染土壤的修复植物。

Cd污染土壤景观修复植物筛选研究

在温室条件下,研究了香樟、圆柏、侧柏、夹竹桃、珊瑚树、四季桂、红花檵木、金边黄杨、金叶女贞和海栀子10种常见景观植物对污染土壤中Cd的耐受能力和富集特征。试验设置的三个处理分别为不添加外源Cd的CK处理(土壤中Cd本底值为3.6mg·kg^(-1))和添加外源Cd的T_1、T_2处理(土壤中Cd含量分别为9.6、24.6 mg·kg^(-1))。结果表明,在T_1和T_2处理下,圆柏、侧柏和四季桂的根、茎、叶和整株生物量与CK处理无显著差异(P>0.05)。当土壤中Cd含量范围为3.6~24.6 mg·kg^(-1)时,侧柏、珊瑚树、四季桂和金边黄杨光合作用正常;T1和T2处理下香樟、侧柏、珊瑚树、四季桂、红花檵木、金边黄杨和金叶女贞叶片中丙二醛含量与CK处理无显著差异(P>0.05)。珊瑚树对土壤中Cd有一定的富集能力,而香樟对Cd具有较强的转运能力。供试植物Cd富集系数的聚类分析表明,圆柏、夹竹桃和珊瑚树可用于Cd污染土壤修复与景观美化,红花檵木、金边黄杨、香樟、四季桂、侧柏和金叶女贞可用于Cd重污染土壤中Cd的稳定。

石油污染土壤修复植物的根-土界面微生物特征

选取沈抚灌区的主要修复植物蓖麻为实验材料,分析了蓖麻根区土壤、根际土壤、根面、根内4个层面上细菌和真菌的数量,优势菌种的生理生化特征,及细菌菌株生长营养类型,揭示了根-土界面微生物区系特征与石油污染土壤生物修复的关系.结果发现:修复植物根-土界面上,细菌数量为根际>根面>根内,真菌数量为根内>根面>根际,根面细菌与真菌数量均处于根际与根内区域微生物数量之间;修复植物蓖麻根面区域优势细菌种类最多,根内区域优势真菌种类最多;根际与根内的优势细菌具有较强的降解大分子物质的能力;根面细菌在营养需求分类上可归为氨基酸需求菌群.

修复植物香薷堆肥对缺铜土壤上冬小麦生长和铜吸收的初步研究

通过堆积腐解处理生长在Cu污染土壤上的修复植物-海州香薷,将其研制成堆肥,作为基肥施用于缺Cu土壤,以矫正作物缺Cu症状。盆栽试验研究了这种堆肥对冬小麦(TriticumaestivumL.)生长和Cu吸收的影响。结果表明,施用海州香薷堆肥可显著提高生长在缺Cu土壤上的小麦的株高、生物量和籽实千粒重。与CK相比,千粒重可提高58.9%,籽实产量提高近1倍;而在这种缺Cu土壤上单纯施加N、P、K化肥,反而降低小麦生物量和籽实千粒重。可见,将Cu污染土壤上生长的修复植物海州香薷制成堆肥,施用于缺Cu土壤是一种可实现修复植物资源化的有效途径。

湿法消解火焰原子吸收法测定黄土复合污染修复植物金盏菊幼苗中的铅和镉

原子吸收光谱法(AAS)广泛应用于重金属分析检测领域,优化测试过程的操作条件,进而保障分析结果的稳定性和重现性,直接关系到预期研究目标的有效实现,建立精准的检测方法往往成为科学研究的首要任务。以金盏菊为黄土区Pb/Cd复合污染修复植物,采用湿法消解-AAS法测定金盏菊幼苗体内Pb/Cd含量,分析所得结果初步揭示金盏菊幼苗对Pb/Cd的富集效应。研究发现:湿法消解-AAS法对Pb/Cd的检出限分别为0.104和0.007 mg·L^(-1),Pb/Cd回收率对应于94.33%~110.78%和97.73%~107.50%之间,同一样品重复测定(6次)的相对标准偏差(RSD)波动于4.11%~4.75%(Pb)和1.11%~2.77%(Cd),表明该方法准确度较好,精密度较高。金盏菊幼苗对Pb的富集能力不强,这可能与Pb的电负性、植物生长周期较短及环境因子等因素有关;但在黄土Cd浓度为50 mg·k^(-1)时,金盏菊幼苗对Cd的平均富集量已达到104.85 mg·kg^(-1)。此外,黄土Pb的共存一定程度上促进了金盏菊幼苗对Cd的吸收,其间可能存在协同作用。所建立的分析方法可以对金盏菊幼苗Pb/Cd含量进行有效检测,预期能为后续研究提供技术支持和质量保障。

锑矿区土壤锑和砷的污染状况及其修复植物的筛选——以贵州独山东峰锑矿区为例

为探究锑矿区旧冶炼厂周围的土壤锑和砷污染状况及其修复植物,采集贵州省独山县东峰锑矿区3个样点12份表层土壤(0~20 cm)样品以及对应的6种植物样本,测定锑(Sb)和砷(As)含量;利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价土壤中Sb、As的污染状况,计算植物中Sb和As的富集系数(BCF)和转移系数(TF),筛选修复植物。结果表明:1)研究区各土壤样点Sb和As平均含量高于贵州省土壤背景值;2)单因子污染指数表明,Sb污染土壤样本超标率高达83.33%,As污染土壤样本超标率为33.33%;内梅罗指数表明属于轻度和重度水平的土壤样本超标率为66.67%,研究区土壤存在很大的生态风险;3)凤尾蕨和香蒲可以用作Sb和As复合污染的候选植物。

镉污染土壤的植物修复及修复植物的能源利用潜力

利用镉污染土壤的修复植物进行生物质能源开发是一种同时解决环境问题和能源问题的新思路。文章在阐述我国土壤镉污染现状及来源的基础上,对镉污染土壤的植物修复技术及其应用情况进行了探讨,分析了镉污染土壤修复植物的能源利用潜力,并对修复植物的生物质能源开发相关问题进行了展望。

土壤重金属修复植物处置技术研究现状与展望

修复植物在进行土壤修复时会对重金属进行提取,但重金属的迁移以及其在生物质中的富集也带来了潜在的危害,一旦处置不当便会造成"二次污染",这也使得富集大量重金属的修复植物安全处置成为了亟待解决的问题。该文对修复植物传统处置技术最新进展进行了综述,如焚烧法、气化法、堆肥法、热解法、压缩填埋法和液相萃取法等,并对资源化处置技术,如植物冶金、热液提质及合成纳米材料等进行了未来展望,以期对今后的重金属超积累植物减量化、无害化、资源化处置技术的深入研究提供有效参考,对完善植物修复处置技术的理论依据和促进实际应用发展提供参考。