喀斯特地区尾矿库周边植物重金属富集特征及空间分布

目的:了解典型喀斯特地区尾矿库周边植物的重金属富集特性和空间分布特征,筛选优势植物品种。方法:计算富集系数来判断不同植物对不同重金属的富集能力;采用地理信息分析软件(GIS)通过普通克里金插值和半变异函数分析,建立植物重金属空间分布模型;计算皮尔逊相关系数,以分析植物体内各重金属之间及与土壤pH值的相关性。结果:该尾矿库周边28种植物中,茄科植物红丝线、菊科的野茼蒿和荨麻科的八角麻对Cd有较强富集能力,植物中Cd污染严重;乌毛蕨科的苏铁蕨、海金沙科的小叶海金沙和大戟科的禾串树对Pb有较强富集能力;各植物对Cu和Zn均无富集作用。重金属空间分布模型显示,Cd主要分布在尾矿库南面、西南面、东南面和西北面;Pb主要分布在东南部、坝下小溪及正南面;Cu主要分布在正南、西南和坝下小溪方向;Zn主要分布在西面、西南、西北和正北面。在半变异函数模型参数中,Cd和Zn以随机性因素误差为主,各点的空间相关性弱,Pb、Cu以结构性因素误差为主,空间相关性较强;植物体内重金属含量空间变异性和空间相关性排序为Zn<Cd<Cu<Pb。Cd与Cu存在中等程度正相关关系,Cd与Pb、Zn呈正弱相关关系;植物体内各重金属含量与土壤pH值相关性不强。结论:筛选出的部分优势植物可作为矿区土壤重金属富集转移和生物修复的备选品种,初步了解了该区域重金属在土壤和植物之间的迁移规律,为开展矿区重金属污染治理提供了依据。

细胞壁在植物重金属耐性中的作用

植物的重金属耐性是影响细胞壁植物生长质量的关键性因素,本文从蛋白质和木质素等几个方面出发,对细胞壁的重要作用进行了研究分析,并且根据多糖因素的应用措施进行了分析处置,使得很多的细胞壁因素的影响力得到有效的判断,并使植物细胞壁可以在结构组成方面得到更加科学合理的设计处置。

重金属富集植物车前草对镍的响应

不同肥力土壤上重金属镍对车前草生长及生物量的影响研究表明:车前草对重金属镍有忍耐作用,土壤中镍含量达到近150mg/kg时,车前草仍然能正常生长,生物量并未显著下降;车前草在镍污染处理水平相同条件下,生物量与土壤中氮的含量呈正相关(P<0.01);车前草地上部干重与土壤中含镍浓度呈负相关(P<0.01);车前草根系含镍浓度与土壤中含镍浓度呈正相关(P<0.01)。土壤肥力较低时,车前草对土壤镍的富集率较高(6.17%)。车前草适合镍中等污染土壤的修复。

用幼苗法指示污泥和土壤中重金属的植物有效性

利用小麦幼苗与黑麦幼苗研究了污泥和土壤中重金属的植物有效性,并对二者进行了比较．结果表明,在两种污灌区土壤、四种污泥以及一种污泥施用于两种清洁土壤中,黑麦和小麦测定的Ｃｄ,Ｐｂ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｎｉ五种重金属有效性的顺序,以及有效性大小的数量级上是一致的;除了在污泥中,二者的茎Ｐｂ,Ｎｉ及根Ｚｎ相关不显著,以及在土中施用污泥后,两种植物各部位相关不好外,在污泥及污泥施于赤红壤各处理中黑麦与小麦相关均为极显著．上述结果表明,应用小麦幼苗可以替代黑麦幼苗指示土壤中重金属的植物有效性,但同时也应考虑不同植物间的差异。

氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明:适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50～5.00mmol·L-1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00g·kg-1和2.00g·kg-1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。

重金属富集植物生物质的处置技术研究进展

植物提取修复环境重金属污染会产生大量的重金属富集植物生物质,如何安全地处置重金属富集植物生物质已成为亟需解决的重要科学问题之一。近年来,基于减量化、无害化和资源化原则,众多研究者陆续开展了重金属富集植物生物质处置技术的研究,取得了一系列重要研究成果。本文对现有的重金属富集植物生物质处置技术进行了综述,并对今后可能的研究方向做了展望,以期为将来的重金属富集植物生物质处置技术的研究提供一定参考,更好地推动重金属富集植物生物质处置技术的发展。

重金属富集植物黑麦草对锌、镉复合污染的响应

采用盆栽试验研究了锌、镉单一及复合污染对重金属蓄集植物黑麦草生长、叶绿素、抗氧化酶活性、锌及镉吸收的影响。结果表明,锌、镉及复合污染对黑麦草生物量存在不同程度的抑制作用。锌、镉及复合污染均明显降低了黑麦草叶绿素含量,提高了叶片POD、SOD的活性。黑麦草吸收的锌、镉主要集中在植株地上部。以锌、镉复合污染的处理植株抗氧化酶POD、SOD活性最强,对锌、镉的吸收量最大,其地上部锌、镉含量分别达到(3108.72、73.97mg/kg)。黑麦草存在作为土壤重金属锌、镉复合污染植物修复材料的潜力。

重金属富集植物的富集能力评价指标

在分析了重金属超富集植物定义的基础上,针对衡量转移特征与富集系数特征评价指标的名称、定义比较混乱,不同学者对同一个含义的命名不一致,而同一个英文名称又对应于不同的中文,或者同样的中文名称对应于不同英文的现状,该文对常见评价指标bioconcentration factor、bioaccumulation factor、translocation factor、transfer factor、enrichment factor、enrichment coefficient和shoot-toroot ratio、shoot-root(shoot/root)ratio的起源、影响力、合理性、明确性等进行了梳理与总结,并给出了如何使用衡量转移特征与富集系数特征评价指标以便于学术交流的建议。

重金属富集植物的超积累机理研究进展

植物修复是重金属污染土壤的修复方法中最为绿色环保的技术,重金属在能够富集重金属的植物体内吸收和积累的机制是整个修复方法的关键所在,对整个植物修复技术的发展和突破有重大的意义。主要从超累积植物对重金属的解毒机理、吸收和转运机制、抗性的机理等方面进行了综述。

钨矿污染土壤中植物受重金属污染情况的调查

通过对盘古山钨矿尾矿山重金属污染土壤、植被的调查分析,了解了生长在污染土壤中的6种植物对Mn,Cr,Pb等重金属的耐受及吸收性。结果表明夹竹桃对Mn的吸收性很好,梧桐对Mn,Cr,Pb的吸收性较高,松树对重金属的耐受性较好。

重金属超富集植物东南景天毛状根的诱导

为建立重金属超富集植物东南景天(Sedum alfredii)的毛状根诱导体系,采用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)A4侵染叶片,研究了预培养时间、侵染时间和共培养时间对毛状根诱导率的影响。结果表明,东南景天叶片外植体的预培养时间为48 h、农杆菌侵染时间为6 min、共培养时间为48 h是适宜的毛状根诱导时间,毛状根的诱导率可达85%。PCR检测表明诱导的毛状根中存在rol B基因片段。这是东南景天首次建立用发根农杆菌诱导毛状根体系。

重金属超富集植物种子内生真菌多样性及其重金属抗性

为探讨重金属超富集植物种子中内生真菌的种群组成及其在植物重金属耐受和富集方面可能发挥的生态学功能,通过分离纯化小花南芥(Arabis alpine)及土荆芥(Chenopodium ambrosioides)两种重金属超富集植物种子内生真菌,结合形态学特征和分子生物学数据对其进行鉴定,研究其多样性,并通过对内生真菌在含不同重金属培养基上生长速率的测定,研究其重金属抗性。结果显示:小花南芥和土荆芥两种重金属超富集植物种子中内生真菌的种类和数量均较少,存在绝对优势类群。两种植物中内生真菌的定殖率和多样性指数分别为74.0%、42.0%和0.78、1.35,远低于其他非极端环境植物内生菌的定殖率和多样性。重金属抗性测定结果表明,优势类群菌株的重金属抗性较其他类别突出,抗性菌株比例较高,个别菌株还表现为镉毒理兴奋型。通过最小抑制浓度检测发现镉毒理兴奋型菌株FXZ2可耐受40 mmol/L Pb^(2+)、60 mmol/L Zn^(2+)和220 mmol/L Cd^(2+)。这些菌株可能在宿主植物抵御不良环境及重金属累积过程中发挥着重要作用。

土壤重金属植物有效性的控制因素研究

对土壤重金属全量、重金属形态、pH值、有机质、氧化还原电位、阳离子交换量、黏土含量、元素间相互作用、植物种类、农业活动、污染时间等影响土壤重金属植物有效性的控制因素进行简要综述,以期为全面、科学深入开展土壤重金属植物有效性研究提供科学参考。

重金属污染和重金属富集植物研究现状

目前国内外的专家学者对有关重金属污染和重金属富集植物做了大量的研究,并取得了一系列的成果。该文在系统总结这些成果的基础上,从监测、治理和富集等方面分析了总体研究现状,并对重金属富集植物今后的研究领域和方向进行了展望。

商洛城郊公路两侧农作物及其根际土壤重金属污染

【目的】为了研究商洛城郊公路两侧的农作物及其根际土壤重金属的污染状况.【方法】以商洛城郊公路312国道和203省道两侧的农作物及其根际土壤为研究对象,测定农作物及其根际土壤中Zn、Cu、Cd、Ni、Mn、Fe重金属含量,分析农作物重金属富集、转运特征.【结果】土壤中Cd污染最为严重(远超出陕西省土壤背景值),其次是Cu,再次是Zn,而Ni、Mn、Fe含量均未超标.不同农作物及其不同部位Cu、Cd、Ni含量均超标,表现为多种重金属混合污染.农作物不同器官对不同重金属的富集能力差异显著,含量依次为Cd>Ni>Cu>Zn>Fe>Mn.公路两侧区域农作物对Cu、Cd、Zn超富集,尤其叶菜类蔬菜吸附重金属的能力较强.【结论】同一农作物对重金属Cu、Zn、Cd、Ni、Mn、Fe富集能力存在高度显著差异,而转运能力存在不显著差异.不同农作物对同种重金属富集能力存在不显著差异,而转运能力存在极显著差异.

厌氧环境下美人蕉根表铁膜对重金属积累转运的影响

根表铁膜作为污染物进入植物体内的门户,对植物修复重金属污染底泥起着重要作用.有机物降解消耗DO导致的底泥厌氧环境会显著影响根表铁膜的形成,并改变重金属的生物地球化学特征,从而影响重金属污染底泥的植物修复效果.为了探讨底泥厌氧环境中植物根表铁膜对重金属积累和转运的影响,采用向底泥中投加蔗糖模拟底泥厌氧条件的方法,测定不同底泥厌氧水平下挺水植物美人蕉(Canna indica)的生物量、根表铁膜和植物组织内重金属的含量.结果表明:①底泥厌氧环境不利于美人蕉对Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的吸收,随着厌氧程度的增加,美人蕉对重金属的吸收量逐渐减少.②底泥厌氧环境能促进根表铁膜的形成及其对Cr和Ni的富集,重度厌氧环境中根表铁膜的含量为(10.40±0.30)g kg(以根干质量计),但厌氧环境抑制了铁膜对Cd、Pb和Zn的富集.③底泥厌氧环境不利于Ni从根表铁膜转运至植物组织,但轻度厌氧环境能促进Cr和Zn从根表铁膜转运至根系,且底泥厌氧环境对Cd、Pb和Cu的迁移转运无显著影响.研究显示,底泥厌氧环境促进了植物根表铁膜的形成,根表铁膜对重金属积累和转运的影响因底泥厌氧水平和重金属元素种类不同而不同.

有机肥料联合东南景天修复重金属污染土壤的研究

将两种有机肥料黄腐酸钾和紫云英(Astragalus sinensis)分别与重金属超积累植物东南景天(Sedum alfredii)联用修复重金属污染土壤,研究有机肥料对污染土壤重金属生物有效性、形态以及东南景天重金属积累量的影响。结果显示,修复0~4个月,施加有机肥料对土壤重金属生物有效性均有一定的促进作用;而修复4~8个月,土壤重金属向可氧化态和残渣态转化,生物有效性受到抑制。从东南景天地上部重金属积累量看,修复0~4个月,施加0.3%(质量分数)黄腐酸钾促进东南景天对锌、镉的吸收积累,锌、镉积累量分别比对照提高了280.37%、265.44%;而修复4~8个月,东南景天地上部重金属积累量相较对照均下降。由此可见,提升重金属污染土壤的植物修复效果,还需考虑修复周期的影响。

广西刁江流域有色金属矿区尾砂库植物研究

调查了广西刁江流域有色金属矿区废弃尾砂库自然生长的植物种类,有维管束植物26科58属63种;分析了尾砂库土壤和20种在尾砂库分布较多而且生长较好的植物的Cu、Cd、Pb、As、Sb、Zn、Sn等重金属含量。研究表明,在废弃尾砂库上自然定居的植物,如禾本科的芦竹、类芦、五节芒、芒、班茅、白茅、粘人草、狗牙根,莎草科的黑莎草、飘拂草,菊科的三叶鬼针草,风尾蕨科的蜈蚣蕨,木贼科的纤细木贼等草本植物,能吸收重金属,对有色金属矿区尾砂库这种恶劣环境具有较强的忍耐能力,可作为有色金属矿区尾砂库植被重建的先锋植物。

6种植物对锌的耐性和富集能力

土壤重金属污染成为中国严重的环境问题。以刺槐、臭椿、法桐、红花景天、木槿、构树6种常见绿化植物为试验材料,采用盆栽试验,通过栽培基质中填加不同浓度的氯化锌,研究了6种植物对氯化锌的耐性和对锌的富集能力。结果表明,红花景天对土壤中氯化锌很强的耐性和富集能力,可用于土壤Zn2+浓度达到3 000 mg/kg的绿化,是锌污染土壤适宜的绿化和修复植物;刺槐、构树、木槿对氯化锌有较强耐性和富集能力,可作为土壤Zn2+浓度达到2 000 mg/kg时的绿化植物,臭椿可用于1 000 mg/kg Zn2+浓度背景下的绿化;法桐对氯化锌的耐性最弱,不适用于锌污染土壤的绿化。土壤中低浓度的氯化锌可对植物生长起到促进作用,高浓度氯化锌会对植物的成活和生长起到抑制作用,氯化锌对植物生长的抑制作用表现为株高强于地径(冠幅),临界浓度较集中地出现在土壤中Zn2+浓度500~1 000mg/kg。

铅超富集植物密毛白莲蒿对铅的富集特性研究

利用室内控制性盆栽试验,对密毛白莲蒿(Artemisia sacrorumvar.messerschmidtiana)铅的富集特性进行了研究。结果表明,其地上部和根系对最大铅积累量分别为2 857.86 mg.kg-1和294.17 mg.kg-1;根部对铅的富集系数最大为0.14,地上部对铅的富集系数最大为1.36;密毛白莲蒿对铅转运系数最大为10.38。