中低汞污染下2种汞富集植物的发现

[目的]通过实地调研及实验室模拟法筛选汞的富集植物。[方法]采用冷原子荧光光谱法测定万山汞矿植物汞含量,在此基础上,通过实验室模拟法,研究更高土壤汞浓度下,优势植物的汞富集能力。[结果]在土壤汞浓度较低(0.141 mg/kg)时,苣荬菜(Sonchus brachyotus DC.)和野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)具有很高的转运系数,分别为5.95和5.28。根据实验室模拟结果,在土壤汞浓度为4.54和2.76 mg/kg时,苣荬菜和野艾蒿的转运系数分别为1.92和1.26。[结论]在中低土壤汞污染水平下,综合比较9种植物的富集系数、转运系数、生物量及生长繁殖速率等指标,苣荬菜和野艾蒿可作为2种新型汞富集植物。     

棉杆炭对镉污染土壤小白菜生长及镉迁移的影响

为探索生物质炭对污染土壤-作物体系中镉迁移的钝化效果,本研究以小白菜为对象,采用盆栽试验,在土壤Cd2+水平为0、1、6、12mg/kg和棉杆炭添加量分别为0、10、20、50g/kg处理下,测定土壤pH值、小白菜株高、生物量及小白菜地上部分和地下部分中镉的含量,探究施加棉杆炭对土壤-小白菜体系中镉迁移的影响。结果表明,棉杆炭添加可短期内极显著提高土壤的pH值(P 0.01)。在不同镉污染土壤中,添加棉杆炭可以显著增加小白菜的生物量(P 0.05),尤其是10g/kg棉杆炭添加处理,极显著增加了小白菜的生物量(P 0.01)。添加棉杆炭能够有效提高小白菜的成活率,对株高影响不显著(P0.05)。在1mg/kg土壤镉污染中,转运系数大于1,随棉杆炭量的增加,小白菜地上部分富集系数逐渐减少,地下部分的富集系数逐渐增加,说明镉从植物地下部分向地上部分转移量不断降低。在6mg/kg土壤镉污染浓度下,当棉杆炭添加量为10g/kg时,转运系数大于1,而当棉杆炭添加量大于10g/kg后,转运系数小于1,说明植物地下部分镉含量大于地上部分,棉杆炭的添加有效阻控了镉向植物地上部分的迁移。     

一种新发现的汞富集植物——乳浆大戟

通过对贵州省万山特区废弃汞矿区的植物和土壤的野外调查,首次发现一种汞富集植物——乳浆大戟。调查分析结果表明,多年生大戟科乳浆大戟对汞具有明显的富集作用,植物最大汞富集量为35.1 mg/kg,变化范围为25.3~35.1 mg/kg。最大转运系数为2.5,变化范围1.2~2.5。乳浆大戟的发现将为植物的汞富集机理与汞污染环境的植物修复研究提供一种新型材料。     

生物质炭对汞污染土壤吸附钝化的影响

研究生物质炭对黑土土壤Hg污染的吸附、钝化作用。以受汞污染土壤为研究对象,以生物质炭不同梯度施用量为处理,通过盆栽试验采用HNO_3-H_2SO_4混合酸水浴一次消解的方法对土壤中Hg的总量、淋溶液以及植物中重金属的含量进行研究,采用HPLC反相C18柱分离、ICP-MS检测甲基汞含量。添加Hg Cl26 mg/kg后,生物质炭添加量1%处理土壤中Hg含量比例由57.9%提高到66.1%,油菜中汞含量所占比例由14.5%下降到11%,降低3.5百分点;淋溶液中汞含量占比由27.5%下降到22.9%,降低4.4百分点;土壤中的甲基汞含量下降到34.9%。以外源添加Hg Cl26 mg/kg后,进入土壤中的汞含量由55.00%上升到77.67%,植物中汞含量由14.67%下降到2.77%,淋溶液中汞含量由27.1%下降到16.7%。生物质炭的添加对Hg在土壤、植物体和淋溶液中的分布具有显著的影响,随着生物质炭添加量的增加,钝化在土壤中的重金属Hg越多,有效降低了植物体内、淋溶液的重金属Hg的含量,降低了土壤中甲基汞的含量,降低了土壤毒性,提高重金属Hg的钝化率,增加了土壤中重金属Hg的含量,生物质炭的施用可有效修复和改良重金属污染土壤。     

不同氮肥水平与外源汞的土壤效应研究

通过研究在不同含量外源汞土壤中施加不同量的氮肥,分析土壤中不同形态汞的转化状况。结果发现,施尿素0.4 g/kg(T3)能显著提高土壤活性,促进土壤中汞向有效态转化,同时可提高植物对土壤中汞的吸收;其余氮肥水平对土壤不同形态汞的转化活性依次为施尿素0.6 g/kg、施尿素0.2 g/kg、不施肥处理。     

汞矿废弃地草本植物对汞污染土壤的适应性特征

对贵州万山汞矿废弃地自然生长的14种草本植物进行了调查,评价并分析了它们对汞污染土壤的耐受性和体内的汞含量,研究表明,在所采集的14种草本植物中,乳浆大戟等4种植物对汞污染土壤的敏感性最差,对汞污染土壤在植物形态上却表现出了最好的适应性特征,其中乳浆大戟的汞富集量最高,为14.45 mg/kg;金鸡草等7种植物在对汞污染土壤的敏感性和适应性上均表现较差,其中葫芦藓对汞的富集量最小,为1.45 mg/kg;蜈蚣草等3种植物对汞污染土壤的敏感性最好,环境适应性表现最差,但蜈蚣草却有最大生物量为171株/样方,说明蜈蚣草在汞污染环境中生活力较强。     

膨润土对汞污染土壤及小白菜养分和汞含量的影响

以汞污染土壤和小白菜为供试材料,利用盆栽试验研究不同汞污染处理下膨润土的不同添加量对汞污染土壤及小白菜中养分和汞含量的影响。结果表明,汞污染程度和膨润土的添加量对汞污染土壤及小白菜养分和汞含量产生不同影响,其中,污染土壤中,低汞污染PG处理时,碱解氮含量可高达到38.63 mg/kg,较对照差异明显;低汞污染下PG处理中有效磷含量值达到13.03 mg/kg;各汞污染下,PG处理土壤中有效钾含量较对照差异显著,差幅介于25.31~39.38 mg/kg;汞污染程度与小白菜氮含量呈负相关,而膨润土的添加量与小白菜钾含量呈正相关;当膨润土的添加量达到40 g/kg时,土壤中汞含量达到最大,小白菜中汞含量达到最小值。     

生物炭-超富集植物联合修复镉污染土壤的研究

[目的]探究生物炭与超富集植物联合修复镉污染土壤的效果.[方法]采用盆栽试验模拟镉污染土壤,构建生物炭-超富集植物联合修复试验系统,考察不同生物炭添加量和植物种类对植物重金属吸收与土壤中重金属形态的影响,并通过复种农作物评价修复效果.[结果]水稻秸秆生物炭添加比例为1％时,能显著提高超富集植物对镉的富集作用,且与黑龙葵联合时对镉修复效果最好,对镉的富集量比黑龙葵单独修复提高了26.74％,且修复后复种作物镉含量也有显著降低.[结论]生物炭和超富集植物联合可以用于镉污染土壤的修复,为该技术的工程应用提供了科学依据和理论支持.     

生物炭与小球藻联合吸附重金属的效果

[目的]研究生物炭与小球藻对水体中重金属单独及联合吸附特性。[方法]以小麦秸秆生物炭和小球藻为吸附剂,进行了不同添加量的生物炭对Pb的吸附等温试验,小球藻对Pb等温吸附试验,以及生物炭和小球藻联合吸附Pb的等温吸附试验。[结果]生物炭与小球藻对Pb的等温吸附曲线均符合Langmuir方程。当生物炭添加量为50 mg/L时,吸附量最大,为203.339 mg/g;小球藻添加量为500 mg/L时最大吸附量为67.851 mg/g;生物炭和小球藻联合吸附的最大吸附量为79.144 mg/g。[结论]生物炭联合小球藻用于吸附Pb的最大吸附量高于单独吸附。     

生物炭对Cd/Hg污染沙土上菠菜生长的影响

榆林能源矿产资源富集一地,使得重金属污染物进入农业环境,尤其Cd、Hg污染较为严重,受污染土壤极大地降低了农作物品质,并通过食物链影响人们的身体健康。因此,本试验以菠菜为供试作物,研究三种添加量生物炭对镉/汞污染沙土及菠菜生长发育的影响,结果表明：不同添加量生物炭对不同处理土壤及种植菠菜生长发育的影响不同,但均有改良作用。但5%生物炭对镉/汞复合污染下土壤上菠菜生长影响效果最明显。(1)不同添加量生物炭对不同处理土壤菠菜生长均有促进作用。5%生物炭可显著提高镉/汞污染沙土菠菜的生理生长指标,包括株高、茎粗、叶长、叶宽及叶绿素含量、蒸腾速率、光合速率、胞间CO₂、气孔导度等。(2)不同添加量生物炭均可改善菠菜的品质,尤其对于镉/汞复合污染沙土,5%生物炭处理时菠菜可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量最大,较CK分别增加11.9%、34.4%、11.8%,草酸含量降低24.7%;而对于原始沙土、单Cd污染和单Hg污染沙土下种植菠菜,可以通过添加10%的生物炭进行改善品质。     

不同添加量生物炭对酸性土壤镁吸附解吸特性的影响

为研究不同生物炭对酸性土壤镁吸附-解吸特性的影响,采集南方典型酸性缺镁土壤,开展等温吸附、动力吸附、解吸等试验进行探究.结果表明:随着平衡液浓度的增加,土壤镁的吸附量与解吸量增加.施用生物炭后,随生物炭添加量的增加,土壤镁吸附量降低;外源镁浓度不同时,生物炭对土壤镁吸附的影响不同,当外源镁浓度在60～200 mg·L-1时,少量生物炭添加促进土壤镁的吸附;施用生物炭后吸附分配系数Kd降低,与CK对照处理相比,添加生物炭的T1-0.5％、T2-1％、T3-2％、T4-4％处理土壤对镁的吸附分配系数Kd平均值分别降低0.08、0.98、2.98、6.08 kg·L-1;对试验结果进行拟合,发现Langmuir和Freundlich方程均能较好的拟合不同生物炭添加量后土壤镁吸附热力过程,且各处理拟合方程回归系数R2均为0.99.采用的土壤对镁吸附速率较快,在10 min左右便基本达到平衡;对试验结果进行准一级动力方程、准二级动力方程以及颗粒内扩散方程拟合,发现3种动力方程的拟合效果均不理想.当平衡液浓度大于20 mg·L-1后,相较于对照处理,添加生物炭促进了土壤镁的解吸;随着生物炭施用量的增加,土壤镁解吸量减少,一定量的生物炭添加能够提高镁的解吸率,解吸率大小总体表现为:T4＞T1＞T2＞T3＞CK;T4处理镁的平均解吸率最高为14.70％,其次为T1处理11.02％,CK对照处理的平均解吸率最低为10.52％.施用生物炭后,土壤镁的吸附能力受到一定的抑制,解吸能力提高,镁释放量增加,镁的吸附能力与释放能力都随生物炭添加量的增加而下降.     

几种植物对土壤金属离子富集能力的研究

[目的]研究吊兰、绿萝和蜈蚣草对土壤中铅、砷、汞和镉的富集能力。[方法]采用吊兰、绿萝和蜈蚣草对铅、砷、汞和镉污染土壤进行富集试验,测定培养不同时间后3种植物叶片中的铅、砷、汞和镉含量。[结果]1 000 mg/kg铅污染基质对吊兰、绿萝和蜈蚣草的生长没有影响,吊兰对铅的富集效果明显强于绿萝和蜈蚣草,40 d后叶中铅含量达到165.3 mg/kg,同时吊兰对于汞也有一定的富集能力;蜈蚣草对砷的富集能力较强,对镉有一定的富集作用,对铅、砷、汞、镉4种重金属污染的耐受能力均很强;吊兰和绿萝对汞有一定的富集作用,但100 mg/kg镉和汞对吊兰和绿萝有较大的植物毒性。[结论]吊兰用于铅污染土壤的生物修复有一定的应用前景。     

铅胁迫下添加硫对小花南芥土壤微生物数量及植株铅累积特性的影响

为探明在铅胁迫下,外源添加不同硫浓度是否会影响小花南芥（Arabis alpina L. var. parviflora Franch）土壤微生物数量及植株铅累积特性,采用盆栽试验种植野生小花南芥,通过测定土壤pH、S、Pb含量,土壤微生物数量以及植株铅含量,揭示铅胁迫下,外源添加不同硫浓度对超富集植物小花南芥土壤微生物数量及植株铅累积特性的影响。结果表明：铅胁迫下,外源添加不同硫浓度①使土壤pH从6.87下降到6.17;②对土壤Pb含量有极显著影响,土壤铅含量可达2 100.22 mg/kg;③对细菌、真菌、放线菌无显著影响;④显著增加了地上部和地下部对铅的吸收,其中,地上部铅含量可达2 524.01 mg/kg,地下部铅含量可达1 672.94 mg/kg,富集系数、转运系数和转运量系数最高分别可达4.04、1.73和9.84。研究发现,铅胁迫下,外源添加不同硫浓度可促进小花南芥对铅的吸收,土壤中微生物的数量也发生变化。     

生物炭施用对滨海盐碱土速效养分和酶活性的影响

[目的]探讨添加不同量生物炭对滨海盐碱土的改良效果,为滨海盐碱地土壤改良和培肥提供新思路.[方法]选取滨海轻度盐碱化土壤为供试基质,油菜为供试植物,通过温室大棚盆栽试验,研究不同生物炭施入量[0(对照)、5、10、20、30和40 g/kg]对土壤pH、有机碳和速效养分含量及土壤酶活性的影响.[结果]土壤pH、有机碳、碱解氮和速效钾含量均随生物炭施入量的增加而增加,生物炭施入量小于20 g/kg时,土壤有机碳和速效养分含量增速较快,当生物炭施入量大于20 g/kg时增速减缓;土壤速效磷含量在生物炭施入量为20 g/kg时达最大值,比对照高78.1%.土壤脲酶活性随生物炭施入量的增加而升高,在生物炭施入量为40 g/kg时达最大值;碱性磷酸酶和蔗糖酶活性随生物炭施入量的增加呈先升高后降低的变化趋势,在生物炭施入量为20 g/kg时达最大值,分别比对照高42.9%和142.8%;土壤蛋白酶活性在生物炭施入量为30 g/kg时达最大值,比对照高80.1%.[结论]生物炭施用可增加盐碱地土壤中有机碳和速效养分含量及酶活性,以施入量为20 g/kg的效果最佳,可作为一种改良剂用于盐碱地复垦和生态重建,但在施用过程中需注意其对土壤pH的影响.     

贵州主要汞矿废弃地带的植物及其对汞的富集能力

为寻找喀斯特地貌具有汞富集作用的优势植物,对贵州万山、务川、开阳主要汞矿区废弃地带的植物进行调查表明,采矿区与矿渣区共有17种植物,其中蜈蚣草、草等8种植物数量较多,均为20株以上;苍耳、蜈蚣草等6种植物地上部鲜重较多,均为100 g 以上;蜈蚣草、狗尾草等7种植物地上部汞含量较多,均高于1 mg/kg。狗尾草、蜈蚣草的汞富集系数较高。综合比较各项指标,蜈蚣草对于汞污染土壤的适应和富集具有一定的优势。     

富里酸促进棉花对低汞污染农田土壤修复的研究

为了提高低汞污染农田土壤的修复效率,在低汞污染农田土壤中投加富里酸(投加量为0 kg/m~2、0.075 kg/m~2、0.150 kg/m~2、0.225 kg/m~2),并在试验结束后分析植株生物量和组织内汞含量及土壤总汞、有效汞含量,研究棉花对汞的富集情况。结果表明:投加富里酸对棉花植株生物量没有显著影响,但能提高植物中总汞的含量,促进植物根部汞向地上部分转运以及土壤总汞和有效汞的降低。富里酸投加量为0.075 kg/m~2时促进效果最好,修复后,土壤总汞含量由0.45 mg/kg降低到0.34 mg/kg,土壤有效汞含量由1.45μg/kg降低到0.28μg/kg。所有处理中,棉絮没有汞检出。投加富里酸可作为促进棉花修复低汞污染农田土壤的潜在修复技术。     

螯合剂促进印度芥菜修复低汞污染农田土壤

为了提高低汞污染农田土壤的修复效率,在低汞污染农田土壤中分别投加螯合剂硫代硫酸钠、富里酸(投加量均为0.075、0.15、0.225kg/m~2),研究印度芥菜对汞的富集情况,并分析植物生物量和组织内汞含量及土壤总汞、有效汞含量。结果表明,硫代硫酸钠(0.075～0.225kg/m~2)并未抑制印度芥菜生长,且能提高植物中总汞的含量,促进植物根部汞向地上部分转运,促进土壤总汞及有效汞含量的降低;投加富里酸能促进印度芥菜生长,提高植物中总汞的含量,促进土壤总汞及有效汞含量的降低,投加量为0.075～0.15kg/m~2时,促进植物根部汞向地上部分转运。硫代硫酸钠、富里酸投加量均为0.15kg/m~2,修复后,土壤总汞含量均由0.45mg/kg降低到0.35mg/kg,土壤有效汞含量由1.45μg/kg分别降低到0.57、0.63μg/kg。投加螯合剂硫代硫酸钠或富里酸,可作为促进印度芥菜修复低汞污染农田土壤的潜在修复技术。     

多茎鼠麴草对土壤中镉的富集特性研究

【目的】为筛选出新的用于农田镉污染修复的镉富集植物.【方法】通过盆栽试验,研究不同镉浓度处理下多茎鼠麴草对镉的富集特性.【结果】随土壤镉浓度的增加,多茎鼠麴草生物量、叶绿素含量及抗性系数都呈下降趋势,但根系和地上部分镉含量呈增加趋势.在土壤镉浓度为75 mg/kg时,多茎鼠麴草地上部分镉含量达到121.86mg/kg,超过镉超富集植物临界值(100mg/kg).在不同土壤镉浓度处理下,多茎鼠麴草根系和地上部分镉富集系数大于1,但转运系数小于1.在土壤镉浓度为50mg/kg时,多茎鼠麴草地上部分和整株镉积累量均最大,分别为183.93μg/盆和266.79μg/盆.小区试验研究表明,在土壤镉浓度为2.04~2.89mg/kg时,多茎鼠麴草地上部分镉积累量达到1.74~1.80mg/m~2.【结论】多茎鼠麴草是一种镉富集植物,可用于农田镉污染土壤的修复.     

紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中铅的吸收特性研究

[目的]研究紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中铅的吸收特性。[方法]采用盆栽试验,土壤中铅离子浓度为0、100、500、1 000、2 000、3 000 mg/kg干土,测定紫花苜蓿、印度芥菜地上部和根部的铅含量,计算铅的迁移总量、根系耐性指数、富集系数。[结果]随着铅离子浓度的增加,2种植物地上部对铅的迁移总量上升,且印度芥菜对铅的迁移总量较大。2种植物的根系耐性指数在3 000 mg/kg处理下小于1,其他处理下大于1。2种植物的根部铅富集系数在各处理下均大于地上部,且印度芥菜的铅富集能力大于紫花苜蓿。2种植物根部和地上部的铅含量均与土壤中铅添加量呈显著的线性相关。[结论]紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中的铅均具有较强的富集作用。     

短毛蓼对Cd的富集特性研究

[目的]研究锰超富集植物短毛蓼（Polygonum pubescens Bl.）对重金属镉的响应和富集特征。[方法]采用Hoagland营养液为培养基质,设定8种镉处理浓度（0、25、50、100、200、500、800、1000mg/L）。[结果]在较低镉处理浓度（25mg/L、50mg/L）下,短毛蓼的生物量与对照相比差异不显著（P〈0.05）;在试验设定的各种镉处理水平下,短毛蓼根和地上部Cd含量均超过100mg/kg,Cd富集系数均大于1;随着镉处理浓度的增加,短毛蓼体内的镉含量和镉富集量显著增加,镉处理浓度超过50mg/L时,转运量系数大于1。[结论]短毛蓼对镉具有较强的耐受性和富集能力,在镉污染土壤的植物修复中具有一定的应用潜力。