电动力学辅助植物修复重金属污染土壤的特征机制与机遇

土壤重金属污染具有污染过程复杂、危害突出和修复困难等特点,修复刻不容缓。电动力学辅助植物修复(EKAPR)致力于弥补电动力学和植物修复各自劣势,协同发挥二者优势,解决电动力学无法彻底清除土壤重金属和植物修复缓慢、作用范围有限等突出问题。本文通过分层总结,归纳了电动力学辅助植物修复重金属的研究现状、影响类型与作用特征、相互作用关系及强化修复机制等。综述表明,EKAPR体系电动力学和植物相互作用,存在有利或不利于重金属清除的影响,在克服自身的局限方面两者也存在很多协同效应;EKAPR过程主要受电场类型、电场布置与强度、pH演变、添加剂等的控制。电动力学通过改善重金属的空间及形态分布,促进养分吸收及刺激根际分泌等作用机制,可有效提高重金属植物吸收富集及污染土壤修复效果。EKAPR被认为是新颖、绿色、可持续的原位重金属污染场地修复技术,在实现污染场地修复方面具有较大发展前景。分析表明,现有研究工作开展较少,若干技术问题和应用挑战仍然存在。加大关键变量影响特征分析及调控、电动力学辅助下植物营养与重金属分布变化机制、累积特征及强化机制研究是克服难点及推动EKAPR技术应用的关键。

对构建循环生物炭-辅助植物修复人工湿地处理三湘流域重金属污染的探讨

湘江水体中重金属污染是困扰河流沿岸居民的大问题,因此,对重金属污染的修复和防治迫在眉睫。本文构建生物炭-辅助植物再修复具有循环往复功能的人工湿地系统,对三湘流域重金属污染进行修复和防治。在人工湿地系统构建过程中,污泥中重金属元素由植物的根部吸收,通过植物内部传输及运送,将重金属转移;结合湖南省的实际情况,利用水稻秸秆、污泥为原料制作生物炭,对底泥中的重金属污染进行再吸附;秋冬季节植物枯萎后可以作为生物炭的原料,同时生物炭对生长中的植物中的重金属元素进行吸附,达到植物的再修复,通过以上形成的循环往复的人工湿地系统治理三湘流域重金属污染。

联合接种植物生长益生菌提高杂交象草在铜污染土壤修复中的效率

植物生长益生菌(PGPR,plantgrowth-promoting rhizobacteria)能提高植物修复的效率,虽然有研究显示联合接种可进一步提高植物修复效率,但目前人们仍大多关注于单菌株的促生作用,对于联合接种的作用和机理的研究仍有待进一步深入。我们将1~3种具有固氮能力或产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶能力的耐铜PGPR菌株接种于杂交象草(Pennisetum americanum×P.purpureum)的种子上,研究在不同铜含量及不同土壤条件下其对杂交象草种子萌发、幼苗生长及铜吸收的影响,探讨联合接种具有互补促生功能的菌株能否进一步提高以及如何提高植物修复的效率。结果显示,植物生长益生菌能有效促进种子萌发及幼苗生长,且在高铜的条件下促生效果更好。杂交象草对铜耐受性强,其植物体对铜元素由根向茎迁移的系数低于0.1,接种PGPR进一步降低迁移系数。联合接种进一步增强了PGPR对植物地下部分生长的促进作用和对迁移效率的抑制作用。我们的研究显示联合接种2~3种具有互补植物生长促进性状的PGPR菌株可提高杂交象草在植物修复中的效率,而杂交象草可作为铜尾矿植物修复的候选物种,具有较高的潜在应用价值。

乙二胺四乙酸对孔雀草和一串红铅富集的影响

通过盆栽试验,研究了乙二胺四乙酸(EDTA)对根际土壤Pb的有效性以及孔雀草(Tagetespatula)和一串红(Salviaspendens)富集Pb能力的影响.结果表明:施加EDTA(3mmol.kg-1)7d后,2种花卉根际土壤中乙酸铵溶液(1mol.L-1)可提取的有效态Pb含量极显著提高(P<0.01);孔雀草和一串红叶片中Pb的含量分别达2415.88和1083.68mg.kg-1,为对照处理的61.36和5.37倍;茎中Pb含量也明显增高,而根系Pb含量则略有下降.

鞘氨醇单胞菌的研究进展

鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)不仅细胞膜含有比脂多糖更疏水的鞘糖脂,而且具有高效的代谢调控机制和基因调控能力,使其在威兰胶合成、环境修复和促进植物生长等方面具有巨大的应用潜力。目前国内在鞘氨醇单胞菌代谢机制方面的研究尚无新突破。本文主要综述了鞘氨醇单胞菌的系统分类、基因组学、基因调控机制及其应用等方面的研究,从基因层面分析鞘氨醇单胞菌产威兰胶的合成机制,为后续鞘氨醇单胞菌高密度发酵、工业化生产等研究提供理论基础,以便进一步发掘其在生物技术上的应用潜力。