土壤重金属污染的微生物-植物联合修复技术研究进展

微生物-植物联合修复技术具有环境友好、成本低、强化植物修复效果、原位修复,美化环境等优势,其在修复土壤重金属污染领域中具有巨大潜力,成为该领域的研究热点.土壤中菌根真菌、根瘤菌、植物内生菌、根际微生物可与植物建立良好的共生关系,在重金属胁迫下,促进植物生长,增强植物对重金属的抗性,提高植物对重金属的提取或固定率,进而强化植物的修复效果.笔者系统阐述微生物-植物联合修复技术的形式种类、作用机制、问题及展望,旨在为治理土壤重金属污染提供新思路.

高浓度多环芳烃污染土壤的微生物-植物联合修复技术研究

[目的]本文旨在研究多环芳烃(PAHs)污染场地微生物-植物联合修复PAHs污染土壤的效果。[方法]利用紫花苜蓿与PAHs降解菌株Rhizobium petrolearium SL-1联合修复土壤中PAHs,设置4个处理:不种苜蓿,不接根瘤菌(CK);不种苜蓿,接根瘤菌(菌);种苜蓿,不接根瘤菌(苜蓿);种苜蓿,接根瘤菌(苜蓿+菌),每个处理设3个重复。盆栽试验土壤取自山东新泰某焦化厂PAHs实地污染土壤,分别于处理20和60 d定期取样;大田试验农田位于河北省唐山市某发电厂附近,分别于处理60和90 d定期取样。测定苜蓿的株高和干质量等生理指标,并利用GC/MS分析土样中的16种PAHs组分降解规律。[结果]盆栽试验中,"苜蓿+菌"处理20和60 d时的苜蓿株高和干质量指标均优于仅种植苜蓿处理;"苜蓿+菌"联合降解PAHs效果明显优于只种植苜蓿或只接菌处理;PAHs不同组分间的降解效果从大到小依次为3环、2环、4环、6环、5环。在大田试验中,60和90 d修复效果同样呈现"苜蓿+菌"联合降解PAHs效果大于只种植苜蓿或只接菌的处理。修复60 d后土壤中低环PAHs的降解率明显高于高环PAHs,PAHs降解效果从大到小依次为2环、3环、4环、5环、6环,但修复90 d后土壤中低环PAHs和高环PAHs的降解率无明显差异。[结论]在PAHs污染土壤或大田试验条件下接种菌株SL-1对紫花苜蓿具有明显的促生作用,并且微生物-植物联合修复比单独微生物或植物修复能更有效地降解PAHs。

重金属污染土壤植物联合修复技术研究进展

植物修复重金属污染的土壤是近几年发展起来的一项新的土壤污染治理技术,由于其环境扰动小、成本低廉等而被广泛应用。然而对于复杂的环境而言,单一的植物修复措施往往显得势单力薄,因此有必要针对环境中的具体污染状况,开展植物联合修复,提高修复效率,降低修复成本。简要论述了重金属污染土壤植物联合修复,重点阐述了近年来国内外利用植物联合修复技术在重金属污染土壤方面的研究进展,并对该领域的未来研究方向进行展望。

蚯蚓-植物联合修复土壤重金属技术研究:回顾与展望

由于自然和人类活动而产生的重金属污染是目前国内外主要关注的热点问题之一.生态环境部和自然资源部联合发布了一份中国土壤污染现状报告,报告提出中国土壤重金属污染总体形势严峻.蚯蚓-植物联合修复的效果优于单一的植物修复和蚯蚓修复的效果.本文在大量收集文献资料的基础上,回顾了我国的超积累植物研究现状和蚯蚓在植物修复土壤重金属污染的作用.对蚯蚓-植物联合修复优缺点进行归纳,展望了蚯蚓-植物联合修复应用的广阔前景,为蚯蚓-植物联合修复的应用提供参考.针对蚯蚓-植物联合修复技术的应用,指出了今后研究的重点与方向.

城市污水的微生物-植物联合修复对水体N_2O、N_2和O_2释放的影响

针对城市河道污染水体治理这一问题,采用自主研发的自然水体原位收集装置对微生物和微生物-植物联合修复过程中气体N_2O、N_2及O2释放的特征进行野外原位监测。结果表明:微生物菌剂和微生物-植物联合净化期间水体氧化亚氮(N_2O)释放速率均值分别为10.68、5.91μmol·m^(-2)·h^(-1),与对照比,降幅分别为16.37%和53.86%;氮气(N_2)释放速率均值分别为1.49、0.87 mmol·m^(-2)·h^(-1),降幅分别为5.70%和67.54%;氧气(O_2)释放速率均值分别为1.14、0.69 mmol·m^(-2)·h^(-1),降幅分别为14.93%和72.06%;微生物菌剂及微生物-植物联合净化期间,目测水体透明度转好,藻类含量降低,水体溶氧由超饱和状态(17.17 mg·L^(-1))降至正常水体溶氧水平(9.49 mg·L^(-1)),降幅达到50%,可能是水体氧气释放速率降低的原因。因此,微生物-植物联合净化能显著降低水体N_2O、N_2及O_2的释放速率,推测是由于微生物和水生植物对水体养分的同化作用产生营养竞争,抑制了微生物反硝化作用产生N_2O、N_2并抑制藻类生长产生O_2及增加水体溶氧的原因。

外源菌群及与植物联合修复华北中度石油污染土壤效果研究

为探讨不同微生物菌群对华北地区中度石油污染土壤的修复效果,在实验室模拟条件下分别进行优势外源石油降解菌群的筛选和优势菌群与植物联合修复试验。结果显示:4种外源石油降解菌群中,PDC-3菌群对中度石油污染土壤总石油烃(TPH,total petroleum hydrocarbons)去除率为84.07%,在各菌群中效果最优;该优势菌群与植物联合修复中度石油污染土壤比单独使用优势菌群修复可获得更好的效果,优势菌群与黑麦草联用及优势菌群与紫花苜蓿联用120 d TPH的去除率分别为91.58%和89.30%,修复后土壤中TPH含量均小于500 mg/kg;同时优势菌群与黑麦草联合修复在90 d即可去除89.32%的土壤TPH,相比选用紫花苜蓿可有效缩短修复周期;优势菌群对土壤TPH的去除起主要作用,其贡献率远高于土著微生物菌群或植物的贡献率;植物对土壤TPH去除的贡献率为4.09%~6.48%,且其作用主要发生在修复过程的中后期;优势菌群单独使用或与植物联合修复中度石油污染土壤120 d均可有效去除C10~C12及C22~C40石油烃组分,去除率为85.14%~100.00%;然而,C13~C21石油烃组分含量表现出阶段性的积累效应;除对土壤石油烃的去除作用外,使用优势菌群进行生物修复存在一定的调节土壤pH、增加土壤肥力,且有利于恢复修复后的土壤功能。

重金属污染土壤的植物修复及植物联合修复研究进展

我国约有1.7亿亩农田受到重金属污染,这给我国的农业生产和食品安全造成极大的威胁。目前,土壤中重金属的治理方法主要分为三大类,即:物理法、化学法和生物法。其中生物法中的植物修复法因其成本低、环境友好等优点,成为最近研究的热点,本文就植物及植物联合技术(包括植物-微生物联合、植物-动物联合、植物-基因改良、电动-植物联合、化学试剂-植物联合、改良剂-植物联合、纳米材料-植物联合)修复重金属污染土壤的研究现状进行了综述。

基于神经机器的电动-植物联合修复污染土壤方案评估

以地处秦岭山区闭库14 a的金矿尾矿库为研究对象,实施电动-植物联合修复污染土壤方案,设计一种先甄别提取,再计算优化、交互集成,最后自动评估的方法,经模型训练得到该方案的评估值。结果表明:尾矿库区适宜生长的东南景天、白茅、黑麦草和蒲公英可作为富集植物,选取Cd、Cu、Zn作为去除对象,训练样本评估效率和实验效率的相对误差分别为4.7%、-3.5%、12.4%,测试样本的评估效率分别为75.6%、47.2%、56.5%,可用于指导实验室或场地土壤修复。

具1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶活性植物根际促生菌在微生物-植物联合修复技术中的作用

土壤性质劣变导致的食品安全问题已成为制约国民经济的发展的关键因素。植物-微生物联合修复技术克服了植物修复的一系列缺点,成为了土壤修复的有效的途径。具ACC脱氨酶根际促生菌,以其提高宿主植株生存能力、增强宿主植物对污染物耐受力,在植物-微生物联合修复中具有广阔的应用前景。文章综述了具ACC脱氨酶PGPR菌株对宿主植物和土壤环境所产生的有益影响,为其在植物-微生物联用修复技术中的应用提供理论支持。

植物-微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染引发了严重的土壤污染问题,在各种修复技术当中,植物-微生物联合修复技术以成本低、修复效果好、二次污染少等优点得到广泛重视。文章以植物-微生物联合修复技术为中心,阐述了内生菌-植物联合修复和植物-根际微生物联合修复两种典型的联合修复技术的原理以及最新的应用进展,并总结了当前植物-微生物联合修复技术研究的不足,以期为石油烃污染土壤的生物修复提供参考。

重金属污染土壤植物及其联合修复的研究进展

重金属污染土壤的修复是亟待解决的重要环境问题。植物及其联合修复技术作为一种新型、环保、经济的修复方式,已成为国际上的研究热点。该文分别探讨了单一植物修复的类型、适用范围及其局限性。并总结了植物与多种技术联合修复的研究进展,同时对未来的研究趋势进行了展望。

微生物强化植物修复铅污染土壤研究

微生物—植物联合修复是一种修复效果好、应用前景广阔的重金属污染土壤修复技术。本论文旨在通过盆栽试验来研究耐铅乳酸菌与黑麦草联合修复铅污染土壤的能力。结果表明,投加E. faec iumDUTYH_16120012后,黑麦草的生长量显著增加,富集转运铅的能力显著提高,表明该菌株显著提升了黑麦草对铅污染土壤的修复效率。

植物—微生物联合修复技术治理水体富营养化

植物修复技术、微生物修复技术是治理水体富营养化的有效措施,在此基础上发展起来的植物-微生物联合修复技术是当前研究的热点之一。综述了植物修复技术、微生物修复技术的原理、特点及在富营养化水体治理中的应用现状;阐述了植物生态浮床和微生物固定化的技术路线;总结了植物-微生物联合修复技术的优缺点,并结合当前的研究现状,提出了今后的研究方向。

植物-微生物联合修复重金属铬污染土壤研究

在铬污染土壤中加入活性污泥,并种植万寿菊,进行植物和微生物联合修复重金属铬污染土壤的实验。实验表明:添加污泥增加了铬污染土壤中微生物的丰度,同时降低了六价铬的含量,并且土壤中六价铬的含量随着活性污泥比例的增加而下降,说明微生物对土壤修复起到了积极的作用。土壤中铬的含量一定程度上会影响植物的生长,但微生物对重金属的的转化作用,使植物的耐受性增加,促进了植物对土壤中铬的吸收,提高了对污染土壤的修复能力。植物生长过程中对土壤中的铬进行了富集,万寿菊对铬的转运能力随着土壤中的铬浓度增加而增加。

植物-微生物联合修复化学农药污染土壤的研究进展

化学农药的高毒性、生物积累性和扩散性极易对环境及人类健康造成危害,环境中化学农药的去除尤为重要。植物-微生物联合修复技术因其高效、环境友好和修复成本低等优点受到越来越多的关注,植物-微生物联合修复化学农药污染土壤是一种很有前景的方法。植物为根际和内生细菌提供养分,而细菌通过化学农药的降解和解毒来支持植物生长。本文综述了影响化学农药在植物体内吸收和转运的因素以及植物-微生物修复技术的原理,并讨论了植物与微生物在化学农药污染土壤修复中的协同效应,并对植物-微生物联合修复法在化学农药污染土壤修复中的应用前景进行了展望。

土壤中农药污染的植物—微生物联合修复

分析了受农药污染的土壤生物修复中植物所起的作用 ,认为选取适当的植物对帮助微生物降解农药效果更好 ,并探讨了影响联合修复技术的制约因素 。

植物-微生物联合修复重金属污染底泥/土壤的研究进展

重金属作为一种持久性污染毒物,近年来在中国由其引起的环境污染已引起了高度的关注。植物-微生物联合修复作为一种绿色环保技术,在石油污染土壤治理中的应用研究日益成熟,将该技术应用于重金属污染底泥/土壤的修复已逐渐开展。该文对中国底泥/土壤重金属污染的现状、处理方法等进行了概括,对植物-微生物联合修复的定义、原理进行了阐述,并从微生物类别的角度叙述了目前能用于重金属污染底泥/土壤处理的植物-微生物联合修复技术的几类不同形式,最后对植物-微生物联合修复法在底泥/土壤重金属污染修复中的应用前景进行了展望。

油污土壤植物与真菌联合生物修复的研究

利用具有石油烃降解能力的真菌与植物复配,探讨不同植物与真菌联合修复油污土壤的效果。将4种植物(玉米、玉米草、黑麦草、紫花苜蓿)与2种真菌(Fungal sp.、Stachybotrys sp.)在5种浓度油污土壤(0.1%,0.5%,1%,1.5%,2.0%)中进行单接种及双接种种植试验,以7d为单位测定石油烃降解率,筛选出对各浓度油污土壤修复效果最佳的复配方案。结果表明,玉米、玉米草和黑麦草单接种处理原油降解效果较好,且在油污浓度为1%时,3种植物均达到最高的降解效率。当油污浓度高于1.5%时,紫花苜蓿混合接种处理对油污的降解率明显升高,最大可达到87%。紫花苜蓿在混合接种条件下更适合高浓度油污土壤的生物修复,推广价值更大。

植物-耐铅微生物联合修复铅污染土壤研究

将寡养单胞菌分别与袖珍椰子和凤尾蕨构建联合修复体系,通过对植物株高、叶绿素、植物体内铅含量和植物酶活测定试验的研究,探究植物-耐铅微生物联合修复对铅污染土壤的修复效果。结果表明:接种耐铅微生物后与对照组相比,袖珍椰子地上部分在Pb^(2+)浓度为2000 mg/L时铅含量增加了112.61%,凤尾蕨地下部分在Pb^(2+)浓度为200 mg/L时体内铅含量增加了113.01%。接种耐铅微生物后,袖珍椰子的过氧化氢酶(CAT)活性在Pb^(2+)浓度为200 mg/L时达到最大值,为对照组的1.33倍;凤尾蕨过氧化物酶(POD)活性在Pb^(2+)浓度为400 mg/L时是对照组的2.64倍;袖珍椰子在Pb^(2+)浓度为400 mg/L时超氧化物歧化酶(SOD)活性是对照组的1.53倍。植物-耐铅微生物联合修复增强了植物的光合作用及对Pb的富集作用,提高了植物的酶活,增强了植物对铅的耐受性,加快了土壤中重金属Pb^(2+)的吸收与转运。

植物-微生物联合修复重金属的研究进展

重金属污染严重威胁到农作物安全和人体健康。植物修复重金属污染方面已有大量研究,其中植物-微生物联合修复被认为是改善重金属含量的一种有效方法。就近年来植物-微生物联合修复重金属的机理进行了评述,总结了近5年植物-微生物联合修复应用于重金属污染的研究。植物与微生物的协同作用,微生物与植物间形成联合体可以在很大程度上减轻环境对植物的影响。此外,微生物通过提高植物的抗性、降低重金属毒性、促进植物生长等方式增强植物修复重金属的能力。由于污染环境的复合性和复杂性,未来植物-微生物-金属相互作用的分子机制研究和开发植物-微生物联合修复的新技术开发将会成为重点。