重金属胁迫下施肥影响作物富集重金属的研究进展

目前,我国大部分受到重金属污染的农田土壤仍用作农作物生产,导致重金属通过被污染的农产品进入人体的风险急剧增加。大量研究表明,土壤施肥能通过改变土壤理化性质,来影响重金属的生物有效性。鉴于此,简要综述了1997-2014年重金属对作物生长的影响以及施肥对作物富集重金属的影响研究进展,并对该领域今后的研究方向提出了展望。     

土壤动物对土壤环境的生物指示作用

土壤动物对土壤环境生物指示作用的研究已成为国际土壤生态学领域的热点和前沿课题。土壤线虫对土壤环境(化肥、农药、除草剂和重金属)污染的生物指示研究,土壤原生动物对土壤中残留的有机污染物、农药和重金属的污染诊断的应用,蚯蚓物种多样性作为土壤环境污染的指示生物研究,土壤螨类种类组成和密度与土壤环境的变化的研究等越来越被国内外学者重视。笔者阐述了土壤动物对土壤环境变化生物指示作用的必然性和重要性。     

重金属污染土壤中Cd、Cr、Pb元素向水稻的迁移累积研究

为了探明水稻各组织器官的重金属含量对土壤重金属浓度的依赖性,评价重金属中重度污染土壤植株水稻的安全风险,通过对不同浓度的Cd、Cr、Pb 3种重金属水稻盆栽试验,研究中、重度污染土壤培养条件下重金属在水稻植株中分布以及籽粒中迁移累积特性。研究结果显示,随着土壤重金属含量增加,水稻植株富集重金属呈上升趋势,但是土壤重金属浓度增加,水稻对重金属的富集系数下降。在中、重度污染的Cd、Cr、Pb 3种重金属土壤种植的水稻植物高度和生物学产量并没有显著差异,从植株生长上看重金属污染危害有一定的隐蔽性。3种重金属在水稻植株中迁移能力的大小依次为：Cd>Cr>Pb,在水稻植株不同器官重金属富集能力依次为根系>茎秆>叶>籽粒。水稻糙米的糊粉层重金属含量显著高于胚乳中的重金属含量,水稻糙米在加工成精米后Cd含量平均降低19%,Cr含量平均降低56.8%,Pb含量平均下降29.8%,这表明稻米通过加工后重金属污染风险降低,可规避一定的食用风险。     

不同污染程度农田土壤重金属修复技术研究

随着农田土壤重金属污染的日益严重,农作物品质和产量不断下降,并对人类的健康产生了巨大的危害。但不同地区的污染状况存在很大的差异。针对不同污染程度的农田采取不同的修复措施,不仅能够提高修复效率,还能节约成本。文章综述了重金属不同污染程度农田的有效治理方法,中轻度污染农田主要采取植物阻控-植物富集移除、土壤钝化-植物阻控、农艺措施强化等防治措施;重度污染农田主要采取植物阻控-高效钝化、植物富集-其他高效技术、物理修复等修复措施。现在对于不同重金属污染程度修复技术的研究还存在不足,今后还需系统地针对不同程度的重金属污染研究出具体可行的修复技术。     

土壤重金属有效性影响因素及其在作物和土壤系统迁移运转规律研究进展

土壤是植物生长发育的场所，而土壤中重金属通过植物根系被植物吸收富集到体内，影响着植物的生长。为了明确土壤重金属的影响因素以及土壤重金属在植物各部位的传递规律，通过查询大量国内外相关文献，详述了土壤中重金属的来源、作用机理、影响植物吸收重金属的主要因素等方面的研究进展。研究表明：植物对重金属的吸收除了受到土壤酸碱度、有机质等土壤理化环境的影响外，也会因污染程度、污染元素种类、耕作方式、作物基因型的不同而产生差异。此外，土壤中重金属间的加和、协同和拮抗效应也会使植物对重金属的吸收、富集产生一定程度的影响。     

蚯蚓对土壤中重金属化学行为及生物有效性影响的研究进展

为了了解土壤中蚯蚓活动与重金属化学行为的相互影响关系,降低重金属对土壤生物的毒害作用,国内外众多学者就土壤中蚯蚓对重金属的累积效应以及利用蚯蚓作为土壤重金属污染的指示生物等方面 开展了大量的研究工作。本研究从材料选择、评价方法及蚯蚓对重金属影响机理等3个方面综述蚯蚓对土壤重金属的化学行为以及生物有效性的影响。并在此基础上对今后该领域的研究提出了建议。     

株洲霞湾港典型植物重金属分布状况研究

为了给重金属污染区域的植物恢复提供参考依据,采集了株洲市霞湾港14种典型植物及其土壤,研究了植物中重金属的分布、污染、迁移和积累规律,发现不同典型植物在重金属污染区域的生存特点,并采用潜在生态风险指数法,评价土壤重金属污染状况,根据富集系数和转移系数研究了植物中重金属的分布和转移规律。结果表明,多数土壤重金属元素含量都明显偏高,潜在生态危害依次为Eir(Cd)>Eir(Pb)>Eir(Cu)>Eir(Zn),其中以Cd污染最严重。植物根茎叶中的重金属含量因重金属元素的不同而不同,在根茎叶3个部位中,均是Zn的含量最高,其次是Pb。商陆、苦楝和葛藤对Cu、Cd、Pb、Zn的富集能力很强,可以作为治理此4种重金属污染土壤的富集植物;牛皮消和藜对Cu、Pb、Zn的治理能有一定效果;马兜铃和臭牡丹则能够作为Cd、Pb、Zn重金属污染生态治理的参考植物。     

某电镀厂附近土壤铬污染及植物富集特征研究

对某电镀厂附近地下水、土壤重金属铬污染状况和植物吸收与富集重金属铬进行了研究分析,结果表明：电镀厂附近地下水和土壤均受到不同程度的铬污染,土壤中铬含量与地下水六价铬浓度成明显的正相关（R2=0.990 4）;同种植物在不同环境下重金属铬含量具有明显差别,随土壤中铬含量的增加,植物中重金属铬的含量也呈增加趋势;小蓬草表现出较高的铬富集能力,根部铬富集系数达到0.584 8～0.831 5,地上部铬富集系数0.260 4～0.451 4;蟋蟀草和地黄对重金属铬有较强的从根部向地上部迁移的能力,地上部铬迁移系数分别达到1.618 5～2.712 0和1.3556～1.899 1。     

重金属污染土壤不同修复处理后的土壤动物群落结构特征

为了探讨重金属污染过的土壤经修复后其土壤生态的变化情况,于2014.12—2015.12期间,采用干漏斗法针对经过不同修复处理后的土壤动物群落结构进行追踪研究。研究结果表明:由于污染抑制了某些土壤动物的生存,导致土壤动物的个体数与类群数锐减;而杜绝污染水源后,修复植物根系土壤动物群类群数与个体数增加,并且蜱螨目、弹尾目和线虫纲等常见的土壤动物类群修复效果明显。说明被重金属污染过的土壤在断绝污染水源后,人工种植修复植物不仅可以改善土壤物理性质,而且对根系土壤动物也有修复作用。     

苹果园地土壤重金属富集特性对比研究

苹果园地的土壤环境决定着苹果品质,对比中国主要苹果产区土壤重金属富集特点,介绍各地苹果园地土壤重金属污染现状,分析其重金属污染主要种类和含量,以及园地土壤重金属的时间累积及其随深度变化的富集迁移规律,探讨重金属元素之间的相关关系、空间相关性等,对苹果园地土壤重金属来源进行了讨论,为建立绿色无公害化的苹果基地提供理论依据。     

基于改进AHP 与GIS 的白银区耕层 土壤重金属污染评价

重金属污染因子权重在土壤重金属污染评价中,是影响环境质量评价结果的关键因素。基于改进层次分析法,根据重金属对人体的危害程度,计算土壤重金属污染物在土壤环境质量评价中的权重,并将其应用于加权平均综合指数法,结合地统计学软件,对白银区耕层土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明,白银区耕层土壤中5种重金属污染由高到低排序依次为：As、Zn、Cu、Cr、Pb;耕层土壤综合污染指数平均值为0.48,污染等级总体为安全级;经相关性分析,Pb与Zn、Pb与Cu、Zn与Cu之间具有极显著的正相关性;土壤重金属污染空间分布特征显示,白银区除中部和东南部部分地区处于玷污、污染水平外,其余大部分地区耕地耕层土壤处于安全级;本底级、安全级、玷污级、污染级分别占全区耕地面积的24.83%、70.33%、2.72%、2.12%。     

树木对重金属的抗性机理研究进展

土壤重金属污染问题是当今世界较为严重的环境问题之一。树木生物量高,根系发达,一般不进入食物链,一些树木对环境中重金属具有较强的吸收和积累作用,防止土壤金属污染的扩散。为了深入探索树木应对重金属污染的抗性机理,笔者主要从根系分泌物、内生细菌与菌根、螯合作用、抗氧化系统以及区室化作用等方面综述了近年来,尤其是近5年来树木应对重金属的抗性机制研究进展,发现由于重金属对于树木毒害作用的多方面性,树木重金属抗性机理具有复杂性,因此许多机理仍不清晰,今后还需要利用不断更新的技术手段,研究其不同抗性机理的协同作用,对其机制进行更深入系统的研究。最后,笔者展望了通过生物技术手段的改造,将树木应用于环境修复的前景。     

国内湿地重金属污染评价的研究进展

湿地作为地球上重要的生态系统之一,具有稳定环境、物种基因保护及资源利用功能,被誉为自然之肾、生物基因库和人类摇篮。随着近年来湿地面临着面积萎缩、功能下降、污染日趋严重等危机,国内外学者对湿地保持着持续关注与研究,其中对湿地重金属的污染评价就是湿地科学研究领域的重要内容之一。笔者通过对国内十多年来有关重金属污染方面的报道进行整理分析,回顾总结了湖泊、河流、三角洲以及滨海等类型湿地的底泥、水体及土壤中重金属的污染现状与迁移特征,重点对重金属的种类、空间分布以及分析方法等进行总结归纳。在众多研究成果中,对污染物评价的方法以地累积指数法和潜在生态风险指数法使用最多。     

土壤重金属污染及对生物体影响的研究进展

重金属污染是当今社会世界性的环境生态问题。由于人类社会城市化进程加剧、工业生产中"三废"的不合理排放以及现代农业中各种农药化肥的大量使用,导致土壤中重金属的含量剧增,污染问题严重,其中尤以重金属镉、汞、铅等在生物体内的富集与抗生性的研究日益受到关注。笔者综述了土壤重金属污染及对生物体影响的研究进展,以期为土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。     

重金属低积累作物在农田修复中的研究与应用

随着农田重金属污染的日益严重,土壤重金属污染修复技术受到广泛关注。作物吸收积累重金属不仅在种间差异显著,在种内差异也十分显著,这为重金属低积累品种的培育和筛选提供了可能。本文综述了重金属低积累作物品种筛选的原则和要求、作物积累重金属的种间和种内差异、作物低积累重金属的机制以及低积累品种在农田重金属污染修复中的应用等研究进展,并提出今后相关研究重点。     

石灰对土壤重金属污染修复的研究进展

摘要：随着我国经济的快速发展,工农业导致包括重金属在内的大量污染物被排放到环境中,土壤环境污染日趋严峻。石灰由于其在土壤重金属污染修复方面具有成本低廉、操作简单、修复快速、效果明显等优势而受到越来越多的研究者关注,探讨石灰对土壤重金属污染修复效果及机理已成为当前研究的热点之一。系统地综述了国内外近些年来有关石灰对重金属污染土壤修复的研究进展,并重点阐述石灰对土壤重金属生物有效性的影响机理,以及石灰对重金属污染土壤的修复效果。研究表明,石灰对重金属的修复机理主要是通过改变土壤pH、土壤阳离子交换量CEC、土壤盐基饱和度BS、土壤氧化还原电位Eh等过程影响重金属在土壤中的吸附、沉淀、络合等。同时,石灰施用量、土壤pH、重金属污染程度、不同重金属种类以及土地利用类型等因素影响石灰的修复效果。因此,在实际修复过程中,为防止土壤出现板结现象,施用石灰过程中应考虑当地土壤的类型、石灰施用量、施用时期和施用方式等问题。研究旨在为探明石灰对重金属污染土壤改良修复的可行性提供理论支撑,并为实现重金属污染耕地达标生产及阻控提供科学依据。     

土壤中重金属污染物的来源及治理方式

随着工业化水平的不断提高,人类社会活动范围和规模的不断扩大,一些重金属污染物通过各种形态和渠道进入土壤,由于重金属污染物具有难移除,不易降解,危害大等特点,所以给土壤造成了严重的污染.土壤重金属污染所带来一系列人类健康问题也越来越突出,因此土壤重金属治理研究已刻不容缓.明确土壤中重金属污染物的种类、来源渠道、超标危害,...     

基于BP神经网络的土壤重金属污染评价方法——以包头土壤环境质量评价为例

为了克服国标(GBl5618—1995)内梅罗综合污染指数评价土壤环境质量时存在的缺点,借助BP神经网络模型,并结合GIS技术对包头土壤重金属污染的空间分布进行研究。实地调研获得221个土壤样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到8种重金属含量数据。统计结果表明,研究区主要为Pb、Zn污染,考虑研究区特异性构造神经网络学习样本,建立基于特征模式的BP神经网络土壤环境质量评价模型。根据采样点评价结果,利用Kriging插值法绘制包头土壤环境质量专题图,分析得出包头土壤环境呈沿昆都伦河被污染的条带特点。结果表明,根据采样统计量信息利用BP神经网络模型,能够有效建立特殊研究区土壤中各种重金属含量与环境质量之间的非线性映射关系,为土壤污染的来源、分布、累积效应和主要影响因素以及污染链的阻断提供依据。     

污泥在土地利用中的潜在生态风险评价

为评估污泥在土地利用中的潜在生态环境风险,笔者对比分析了污泥施用区和对照区土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn共7种重金属的含量,并采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对污泥施用区重金属污染进行了分析和评价。研究结果表明：除Ni和Pb外,其他重金属平均含量较背景值均有所增加;污泥施用区重金属含量与对照区存在显著差异,但其平均值含量均在土壤环境质量II级范围内;从平均地积累指数来看,土壤环境总体上处于无污染状态;重金属元素的潜在生态危害指数除Cd外均处于低度污染,元素Cd有部分处于中度以上污染。可得出结论：潜在生态危害指数由于考虑外源重金属富集和不同重金属生物毒性系数的影响,其评价结果更加精确。