铅锌矿区先锋植物野艾蒿对重金属的吸收与富集特征

采用野外采样系统分析法,研究了不同年限废弃地野艾蒿对Cu、Zn、Pb、Cd的富集与分布。结果表明,不同年限废弃地土壤中重金属的含量随着废弃年限的增加而减少,野艾蒿对Zn和Pb的富集量较大,不同年限废弃地中野艾蒿和土壤Cu、Zn和Pb的含量之间呈极显著正相关,野艾蒿对重金属的吸收、富集有随土壤中重金属含量升高而增加的趋势。野艾蒿的不同部位在不同年限废弃地中累积不同重金属的能力不同,除3 a废弃地野艾蒿中Pb的含量地上部分小于地下部分外,其他环境中重金属含量都表现为地上部分大于地下部分。野艾蒿对4种重金属都有不同程度的转运能力,Cu在不同年限废弃地的生物富集系数均为最大,野艾蒿对Cu、Cd转运能力较强。野艾蒿根系对Pb有弱的滞留效应为36.59%,对Cu、Cd、Zn没有滞留效应。综合分析结果表明,野艾蒿能吸收富集多种重金属并且具有耐重金属的特性,基于其具有生物量较大、生长速度快的特点,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

超富集植物对稀土元素吸收转运解毒与分异的研究进展

稀土是重要的战略资源,在现代高科技行业和农业生产中发挥着重要的作用。随着稀土需求量的与日俱增,稀土矿山开发加剧,产生了大面积的稀土废弃尾砂地进而污染农田,对当地生态环境和居民健康构成威胁。植物采矿是指在金属污染地上种植超富集植物,在恢复植被和修复污染土壤的同时,还可通过收割地上部实现金属回收利用,是一种原位和低成本的污染土壤修复手段。探究超富集植物重金属富集机理是实现植物采矿的基础,但相对于Ni、Zn、As等超富集植物的研究,稀土超富集植物吸收转运和耐受稀土机制的研究仍然缺乏。本文结合近年国内外研究,从植物富集稀土的四个关键过程综述超富集植物对稀土的吸收、转运和分布解毒机制以及与稀土分异之间的关系,并提出超富集植物中稀土分异的概念模型。     

金华地区11种杂草对4种重金属的吸收与富集作用研究

定量测定了分布于浙江师大校园（地处金华）及金华某冶炼厂的11种杂草对4种重金属的吸收与富集能力。结果表明，对Cu吸收和富集能力较强的有早熟禾（Poa annua）、裸柱菊（Soliva anthemifolia）、北美独行菜（Lepidium virginicum）、北美鬼针草（Bidens frondosa）；对Cd富集能力较强的是北美车前（Plantago virginica）、早熟禾、裸柱菊和蚊母草（Veronica peregrina）；对Pb的吸收富集能力以早熟禾、蚊母草和裸柱菊等为强；对Cr吸收富集能力较强的是蚊母草、早熟禾和北美车前。     

烟草对土壤铅的吸收、转运及分配特征

采用室外盆栽试验方法,开展烟草不同生育期铅吸收转运及分配特征的研究。结果表明：土壤铅处理对烟草生长有较明显的抑制作用,且生育前期比生育后期更明显;烟草根系对铅的阻滞作用较强,以限制铅由根系向地上部运输。烟草各生育期根、茎和叶中铅含量均随土壤铅浓度的增加而升高,其中根部的上升幅度最大,随着生育期的推进,烟草各器官铅含量从团棵期至现蕾期呈现先降低后升高的趋势,根部铅含量从现蕾期至成熟期呈现下降趋势。土壤添加外源铅后,烟草生育期内茎和叶的铅转运系数分别介于0．35—1．00和0．25～0．91之间,茎和叶的转运系数随着铅浓度的增加和生育期的推进呈下降趋势。烟草各器官中铅含量介于13．8～180．74mg·kg^-1之间,各器官铅含量的分布规律为根〉茎〉叶,各器官铅积累量总体为叶〉根〉茎,但成熟期在T2和T3处理下表现为根〉叶〉茎。在土壤铅浓度较低时,烟草体内铅较易向地上部分转运,旺长期至现蕾期阶段是烟草体内铅向地上部分转运的关键时期。     

不同富集植物与小麦间作对镉吸收转运的影响

为探究不同富集植物与小麦间作对镉（Cd）吸收转运的影响,分析单间作种植模式下植物的Cd吸收转运差异,设置了小麦分别与龙葵、苋菜、黑麦草的单间作盆栽试验。结果表明,相对于单作小麦,与龙葵、苋菜间作的小麦地上部Cd含量分别显著增加1.35、1.34倍,根部分别显著增加46.3%、25.9%,与黑麦草间作的小麦地上部Cd含量显著增加1.30倍;另外,与龙葵间作的小麦地上部Cd累积量增加1.13倍,与苋菜和黑麦草间作的小麦各部分Cd累积量显著降低。     

5个蓖麻品种对土壤中镉富集的差异

为了评价能源作物蓖麻对污染农田中重金属镉(Cd)的富集修复能力,本研究以5个蓖麻品种为试验材料,通过大田试验对比了不同蓖麻品种在Cd污染农田中的生长情况、对Cd的富集和转运能力以及对Cd污染土壤的修复能力.结果 表明,5个蓖麻品种在Cd污染农田中生长良好,其中滇蓖2号的株高、茎粗及单株产量显著高于其他品种,分别为440...     

蔬菜对土壤镉铜锌富集能力的研究

调查了福建部分污染严重地区不同蔬菜对镉、锌、铜的富集能力。结果表明蔬菜对镉的平均富集系数为0.017，锌的平均富集系数为0.116，铜的平均富集系数为0.014。蔬菜对镉的富集系数的品种间差异最大，达315倍，远高于锌和铜的富集系数的品种间差异。茭白、豇豆和莲藕对镉的富集能力较低，可作为镉污染土壤优先选种的蔬菜品种，而青包菜、白包菜、芥菜、空心菜、芋头等对镉的富集系数较高，不宜在镉污染土壤上栽培。     

EDTA对铅污染土壤上芥菜生长及铅积累特性的影响

采用盆栽实验研究了EDTA对Pb污染土壤上芥菜生长及Pb积累特性的影响。结果表明,单独Pb处理对芥菜生物量没有明显的影响,但高Pb处理(2000mg kg-1 Pb)芥菜地上部含水量显著降低;Pb处理芥菜体内Pb含量随土壤Pb浓度的增加而明显增加,根系Pb含量高于地上部Pb含量;3mmol kg-1 EDTA处理能促进土壤Pb溶解,增加土壤有效Pb含量,影响芥菜的正常生长,芥菜地上部生物量下降,高Pb浓度处理比低Pb浓度处理更明显;EDTA处理14天芥菜地上部和根系Pb积累量都比不加EDTA的对照明显增加,地上部Pb总量增加到对照的13.1～80倍;EDTA处理芥菜地上部与根系Pb含量的比值上升,表明EDTA处理促进Pb向地上部运输,这种促进作用因土壤Pb浓度的不同而略有差异。     

受污农田中农作物对重金属镉的富集特征研究

采用湿法消化法研究了浙江省不同地区农田污水灌溉后水体、土壤和多种农作物各器官的镉含量,分析了土壤污染状况及农作物对重金属镉的富集特征。结果表明：污水和受污土壤镉含量极显著相关（R^2=0．617,P〈0．01）。不同农作物对镉的吸收程度不同,富集系数为紫云英〉水稻〉大豆〉大麦〉玉米〉小麦。未受污染农作物和受污农作物根系及地上部镉含量差异明显,但镉富集系数差异不明显。同一农作物不同器官对镉的累积规律为根系〉茎叶〉果实。不同农作物果实的富集系数为紫云英〉大麦〉大豆〉水稻〉小麦〉玉米。对几种农作物富集系数和吸收系数的比较发现,玉米和小麦根系及茎叶等营养器官富集镉的能力较强,但果实富集量却很低。6种农作物对镉的转移系数为玉米〉大麦〉紫云英〉小麦〉大豆〉水稻,且转移系数介于0．50～0．95之间,说明这几种农作物均对镉有很好的耐性。     

褶牡蛎对重金属的生物富集动力学特性研究

应用实验生态方法研究了褶牡蛎对8种常见的重金属生物富集动力学特性,得出了褶牡蛎对重金属的生物富集系数、生物半衰期以及生物富集曲线。结果表明,到积累实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Hg的生物富集系数分别是15．60、26．53、60．06、7．61、5．82和47．88,褶牡蛎对Cu和As的富集规律不明显,生物富集曲线分别为yPI7=0．4046e^0.1168xR^2=0．7378,yZn=0．0408x^2＋0．2909x＋59．969 R^2=0．9307,yGl=2．5263e^0.0867x R^2=0．7089,YCr=0．6832e^0.0942x R^2=0．8544,yNi=0．4178e^0.0714x R^2=0．6856和yHg=0．0015x^2＋0．0444x＋0：0644 R^2=0．8301,以积累实验结束时的生物富集系数为基准,褶牡蛎对这几种重金属的富集能力为Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cr〉Ni;到释放实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr和Hg的生物半衰期分别是23．1、13031．7、67,7、32．9和36．1d,褶牡蛎是Zn、Cd和Hg的强的净积累者,以释放实验结束时的生物半衰期为基准,褶牛十蛎对这几种重金属的排毒释放顺序为Pb〉Cr〉Hg〉Cd〉Zn。     

4种草本植物对酸性黄壤中铅的吸收特性研究

研究4种草本植物（黑麦草、狗牙根、早熟禾、翦股颖）对重金属铅的吸收积累规律,为生态环境建设提供科学依据。采用盆栽试验,分别测定地上部与根部铅含量,计算地上部铅含量/根系铅含量（S/R）,根系耐性指数,富集系数4个指标。4种植物地上部和根系中的铅含量与土壤中铅含量呈显著的正相关,相关系数都大于0.90;综合4个指标,对铅的抗性相对顺序为翦股颖〉黑麦草〉早熟禾〉狗牙根。在较高铅离子浓度处理下,4种植物外观没有表现出明显的胁迫现象,特别是黑麦草和翦股颖在重金属Pb含量高达3000 mg/kg的污染土壤上,能够忍耐并正常生长,更适合于Pb污染土壤的修复。     

Reclamation of Polluted Soil: Phytoremediation Potential of Crop-Related BRASSICA Species

Soils polluted by heavy metals can be reclaimed using a number of expensive tactics that either remove the contaminants or stabilize them within the soil. The value of metal accumulating plants for environmental remediation has recently been appreciated and promising results have been obtained. This paper reports a study on the behavior of Brassica napus, Brassica juncea, Raphanus sativus and Brassica carinata grown on a substrate contaminated by several heavy metals caused by the use of contaminated irrigation water. Data on carbon dioxide assimilation, biomass growth and the bioconcentration and translocation factor of each metal in each species were measured. The polluted substrate caused only a small variation in photosynthesis, however transpiration was more affected by the experimental substrate and in all three species of the genus Brassica the presence of metals in the substrate resulted in higher transpiration levels.Two bioconcentration factors were calculated respectively for the roots (BCF) and the shoots (BCF); the BCF was >1 for all the species for Cd, Cu, Ni and Zn without significant differences among species. All the values of BCF were lower than 0.5; among the metals, all Brassica species demonstrated a similar performance for Cd and Zn, whereas for other elements the bioconcentration factor was very low.     

植物对硒的吸收转运和形态转化机制

阐述了植物对不同形态硒的吸收、转运和形态转化机制。植物主要吸收水溶性硒,包括部分有机硒、硒酸盐和亚硒酸盐。多数研究表明植物对硒酸盐的主动吸收是通过高亲和力的硫酸盐转运子完成,最近的研究表明磷酸盐可以调节亚硒酸盐的吸收,磷酸盐转运子在亚硒酸盐的主动吸收过程中有重要作用;植物吸收的硒酸盐很快从根部转移到地上部,在叶片中被还原成亚硒酸盐,进而转化为有机硒化物进入其他组织;而亚硒酸盐及其代谢产物主要积累在根部,极少转移到地上部。进入植物体中的硒转化为含硒氨基酸和硒蛋白参与植物的代谢。     

蔬菜对多氯代有机污染物富集转移特征初探

采用野外调查采样和室内培养、分析相结合的方法,探讨蔬菜对多氯代有机污染物（PCOPs）的富集和转移特征。结果表明：不同旱地蔬菜对不同PCOPs的富集能力和转移能力各不相同,主要体现在叶菜类对六六六（HCB）的富集系数最高,根菜类对滴滴涕（DDT）类的转移系数最高等特点;不同盆栽蔬菜的富集和转移特点和旱地蔬菜的基本一致,且随着土壤受污染程度的加剧会导致其富集系数和转移系数降低,这与蔬菜生物量较小而影响其对PCOPs的富集和转移能力有关。研究结论可为了解PCOPs由土壤环境进入蔬菜体内及其在体内的转移提供科学依据。     

铅胁迫对不同叶菜生长及铅吸收的影响

为探明铅对不同叶菜的影响差异,通过铅污染土壤的盆栽试验,研究了21种叶菜的铅吸收差异和生物量变化。结果表明,铅胁迫对叶菜生长大部分表现抑制作用,但也有少数表现促进作用。叶菜地上部、地下部铅含量表现为随土壤铅含量的增加而显著增加（P〈0.05）,且地上部〈地下部。不同科叶菜间地上部铅含量差异显著（P〈0.05）,且十字花科〈菊科〈伞形科;地下部铅含量差异不显著（P〉0.05）。综合叶菜地上部铅含量和生物量抑制率把供试21种叶菜分为4类,矮脚80天特青菜心、碧绿粗苔菜心、竹芥菜和菠菜这4种叶菜生物量不受Pb胁迫的影响,且铅含量低,是铅轻中度污染土壤中种植安全系数较高的菜种,芫荽、黄心芹菜、白尖叶苋菜和柳叶空心菜属于高吸收铅的叶菜,花芽甜麦菜属于生长影响敏感型叶菜。     

土壤外源铅的稳定化特征及其对土壤性质的响应

为探明土壤理化性质对外源铅（Pb）稳定化过程的影响,选取11种理化性质差异较大的土壤样品,分别加入500mg·kg-1Pb和500mg·kg-1Pb＋1.0mg·kg-1镉（Cd）后进行360d的室内培养,利用5个动力学模型对Pb稳定化过程进行模拟,并进一步分析了有效Pb变化的特征及其关键影响因素。结果表明,在Pb单一和Pb-Cd复合污染下,所有土壤有效Pb浓度在初始的15d内都迅速下降,随后变化减缓,60d后基本达到平衡。外源Cd对Pb浓度变化的影响非常小。5个动力学模型中以二级动力学方程模拟结果最好,所得的稳定化平衡浓度Ce2和表观速率常数k2能够较好地表征Pb的衰减和稳定过程。相关和逐步回归分析表明,提高土壤pH、阳离子交换量和有机质含量能够显著加快Pb的稳定化速率、降低Pb的平衡浓度,并以pH对Pb稳定化速率和平衡浓度的直接影响最大。     

14种本土草本植物对污染土壤铅形态特征与含量的影响

采用盆栽试验,研究不同浓度铅(0,500,1 000,1 500mg/kg)处理下,14种草本植物对土壤铅形态的影响。结果表明:种植不同植物对土壤铅形态的影响差异很大,藜、新麦草在各铅浓度处理下土壤交换态铅含量均<对照<其余12种植物,且土壤残渣态铅为所有植物中最高,在1 500mg/kg铅处理下分别为717.74,700.45mg/kg,表明二者有着较强的钝化土壤铅的能力,可用于铅污染土壤的植物固定和植被恢复。红叶苋、绿叶苋各处理下交换态铅含量均为所有植物中最高,在1 500mg/kg铅处理下,分别达71.39,69.40mg/kg,分别为对照的3.7,3.6倍;土壤残渣态铅和全铅显著低于对照,为14种植物中最低,在1 500mg/kg铅处理下,全铅含量分别为1 372,1 388mg/kg,分别比对照降低了7.9%和6.8%,说明二者有溶解土壤铅的作用,可用于铅污染土壤的活化萃取。     

Comparative Analyses of Lead and Copper in Metal-Accumulating Plants with and without Mycorrhizae

Absolute and relative concentrations of heavy metals (HMs) in plant tissue (C_p) and substrate leachate (C_p ^lix) are required for phytoremediation and ecophysiology. We report the interlaboratory comparison of the absolute and relative C_p and C_p ^lix for copper (Cu) and lead (Pb) for different soil/substrate HM concentrations (C_s) for Tagetes erecta L.–Glomus intraradices and Aldama dentata using atomic absorption spectrometry, neutron activation analysis, and polarized x-ray fluorescence spectrometry, utilizing standard statistical validation. The intertechnique absolute concentration differences at each C_s were statistically significant with the global average relative deviations being 0.5 ± 0.3 to 1.1 ± 0.9. However, the intertechnique C_p correlations across the C_s, were excellent. Therefore, the relative concentration variation is a robust index, reliably measured by all analytical methods as long as the techniques are applied self-consistently. The absolute concentration exactitudes are discussed with respect to the measurement aspects of each technique, sample presentation, and sample matrix effects. The findings also suggest the need for standard reference materials for complex/symbiotic systems.     

Effects of Lead,EDTA, and IAA on Nutrient Uptake by Alfalfa Plants

ABSTRACT

The element concentrations of alfalfa plants exposed for 10 d to 40 mg lead (Pb) L^{? 1} from lead nitrate [Pb(NO₃)₂] alone, or combined with ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and indole-3-acetic acid (IAA), was determined by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES). Indole-3-acetic acid at 10 μ M and Pb/EDTA/IAA at 10 μ M increased potassium (K) concentration in roots by 87% and 94%, respectively (P < 0.05). However, IAA at 100 μ M decreased K concentration in leaves (P < 0.05). Plants exposed to 100 μ M IAA, Pb/IAA at 100 μ M, and Pb/EDTA/IAA at 100 μ M had, respectively, 30%, 55%, and 40% more sulfur (S) in leaves than control plants (P < 0.05). Lead and Pb/IAA reduced Ca concentration in stems and leaves (P < 0.05). Conversely, Pb and Pb/EDTA increased Cu concentration in roots and stems. IAA at 100 μ M, Pb, and Pb/EDTA/IAA decreased Zn concentration in roots (P < 0.05). Manganese (Mn) and molybdenum (Mo) concentration in roots and stems was lower in plants treated with Pb and Pb/IAA (P < 0.05). Pb and Pb/IAA reduced (P < 0.05) the iron (Fe) concentration in roots. However, the addition of EDTA and IAA at 10 μ M reduced the negative effects of Pb on Fe absorption.     

Accumulation of Copper,Lead, and Zinc by In Situ Plants Inoculated with AM Fungi in Multicontaminated Soil

Pot and field experiments were conducted to (1) evaluate bioavailability of copper (Cu), lead (Pb), and zinc (Zn) in contaminated soil and phytoremediation potential by in situ plants, B. pilosa var. radiate and Passiflora foetida var. hispida, as inoculated with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, and (2) compare the results of pot and field experiments. The B. pilosa var. radiate plant inoculated with AM fungi had significantly greater Cu concentrations in the shoots and roots than noninoculated plants. Passiflora foetida var. hispida plant inoculated with AM fungi also had significantly greater Cu and Pb concentrations in the roots than noninoculated plants. As the root dry weight of Passiflora foetida var. hispida inoculated with AM fungi dramatically increased, the root Cu, Pb, and Zn content of Passiflora foetida var. hispida inoculated with AM fungi increased by 9–14 times, as compared with the noninoculated plants. The AM fungi have potential to either promote plant growth or increase heavy‐metal accumulation. The values of element translocation proportion from root to shoot were Zn > Cu > Pb for both plant species in pot and field experiments. For both plant species, the results of the pot and field experiments were significantly different. The concentration values of the pot experiment were greater in comparison to the field experiment, and some values were significantly greater than those in the field experiment.