几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生（Arachis hypogaea）、大豆（Glycine max）、向日葵（Helianthus annuus）、蓖麻（Ricinus communis）4种油料作物,采用不同浓度的Cr3＋、Pb2＋水培处理,研究了4种油料作物对Cr3＋、Pb2＋的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3＋处理下大豆地上部Cr含量最高（5322mg.kg-1）,400mg.L-1 Pb2＋处理下向日葵地上部Pb含量最高（1439mg.kg-1）。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3＋、200mg.L-1 Pb2＋处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3＋、Pb2＋具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3＋、Pb2＋污染环境中植物修复的油料作物。     

蛋白核小球藻对铅、镉和汞吸附速率及其影响因素的研究

通过吸附时间、藻细胞密度和重金属浓度等参数条件的变化,研究蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）对海水中Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋的吸附。结果表明,蛋白核小球藻对Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋的吸附率分别在2～4d内快速升高后趋于平衡,而吸附量在第1d达到最大值后逐渐变小。藻细胞密度为1×106cell·mL-1时,吸附量最大,当藻细胞密度达到4×106cell·mL-1时,吸附率增幅减小并趋于平衡。随着Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋浓度升高,吸附率呈逐渐变小趋势,吸附量却增加。蛋白核小球藻吸附Pb2＋符合Freundlich等温线方程,而吸附Cd2＋和Hg2＋符合Dubimim-Radushkevich等温线方程。蛋白核小球藻对Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋的最大吸附量分别为4.84、37.7mg·L-1和5.61μg·L-1,吸附能力顺序为Cd2＋〉Pb2＋〉Hg2＋。     

紫花苜蓿、黑麦草和狼尾草对Cu、Pb复合污染土壤修复能力的研究

随着经济和社会的发展,土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成了巨大的威胁,而目前对于土壤重金属污染的治理主要以植物修复为主。为了寻找适宜修复Cu、Pb复合污染土壤的牧草,采用盆栽试验法,将试验的植物设置9组处理:1组对照组(CK),不添加任何重金属盐;4组单一污染,即单一Cu低(Cu1,200 mg×kg-1)、高浓度(Cu2 400 mg×kg-1),单一Pb低(Pb1 300 mg×kg-1)、高浓度(Pb2 800 mg×kg-1);4组Cu、Pb复合污染(Cu1Pb1、Cu1Pb2、Cu2Pb1、Cu_2Pb_2)。通过比较紫花苜蓿(Medicago sativa)、黑麦草(Lolium perenne)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides)的适应能力和富集特征,研究了这3种常见牧草植物对受Cu、Pb复合污染土壤的修复效果。结果表明:1)紫花苜蓿地上部和根部生物量均在Pb1处理组时最大,显著高于其他处理组;黑麦草地上部生物量在Cu1Pb1处理组最大,根部生物量在Pb1处理组最大;狼尾草地上部生物量在Cu_2Pb_2处理组最大,根部生物量在Cu2处理组最大。2)Cu单一污染下,狼尾草抗性系数最大;Pb单一污染下,紫花苜蓿抗性系数最大;Cu-Pb复合污染下,狼尾草的抗性系数较大。高浓度Cu处理组3种牧草植物的地上部生物量、根部生物量和抗性系数均呈现:狼尾草黑麦草紫花苜蓿,且狼尾草显著大于黑麦草和紫花苜蓿。3)种植3种牧草植物后,土壤重金属Cu、Pb含量均有所降低。在一定浓度下,土壤Cu-Pb重金属间会相互促进对方在牧草植物中的吸收。4)3种牧草中紫花苜蓿地上部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达1.61;黑麦草根部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达3.80;3种牧草地上部和根部对Pb的富集系数只在黑麦草根部的Cu1Pb1处理组时大于1,达1.46。5)黑麦草对Pb的吸收能力较强,且主要积累在根系;紫花苜蓿对Cu-Pb复合污染综合修复效果最好。紫花苜蓿和黑麦草分别在Cu-Pb复合污染和Pb单一污染土壤中对Pb的转运系数大于1,分别为2.72和2.06,反映其对土壤中的Pb具有富集潜力。综合表明,黑麦草对重金属Pb具有较强的耐性,在Pb单一污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料;紫花苜蓿对重金属Cu、Pb均具有较强的耐性,在重金属Cu单一或Cu-Pb复合污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料。     

Cd、Pb单一及复合污染对花叶冷水花生长的影响及其积累特性研究

以盆栽花叶冷水花为试验材料,用不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理,研究植物的生长变化及其体内Cd、Pb的积累和迁移。结果表明,随着Cd、Pb单一处理浓度的升高,花叶冷水花地上部和根部的干重以及根系耐性指数都表现为先增加后降低;Cd-Pb复合处理各浓度下,生物量均小于对照,根系耐性指数也逐渐变小。在3种处理条件下,花叶冷水花的叶、茎、根对Cd、Pb的吸收都表现为随着处理浓度的升高而上升的趋势,重金属在根内的积累量大于茎和叶;复合处理时,叶、茎、根对Cd、Pb的吸收量相比同水平单一处理时都有不同程度的提高,且地上部Pb迁移总量增幅较大,说明花叶冷水花对修复重金属复合污染的土壤具有一定潜力。     

干旱区绿洲土壤Cd、Pb单一与复合污染下芹菜重金属累积特征研究

通过盆栽模拟试验,研究了干旱区绿洲土壤Cd、Pb单一与复合污染下,芹菜各部位对Cd、Pb的吸收累积与迁移规律。结果表明:在Cd、Pb单一与Cd-Pb复合污染下,芹菜根部和茎叶部对重金属的吸收与累积随着土壤重金属浓度的增大而增加。在复合污染下,Pb对Cd在芹菜体内吸收与累积的影响作用不明显;而Cd抑制了芹菜根部和茎叶部对Pb的吸收与累积。芹菜茎叶部对Cd、Pb的吸收与相应处理下土壤Cd与Pb有效态含量呈显著线性关系。Pb对土壤中Cd的有效态含量没有影响,Cd降低了土壤中Pb的有效态含量。不同处理下,芹菜根部对Cd、Pb的吸收大于茎叶部,Cd比Pb更易在芹菜体内吸收与累积并向地上部分迁移。     

黑麦草-耳葡萄球菌对水体中Cu的联合修复效应研究

采用水培实验方法模拟不同程度的Cu污染状况,研究了黑麦草与耳葡萄球菌联合修复作用对Cu的去除效果。结果表明,联合修复作用对Cu的去除效果明显优于单一的黑麦草修复,Cu初始浓度在5-30mg.L-1时,联合修复对Cu的去除率均达85%以上。耳葡萄球菌对Cu表现出较强的耐受性和吸附性,Cu浓度为100mg.L-1时其干重积累量达到40.6mg.g-1。耳葡萄球菌的存在降低了黑麦草根系及茎叶中Cu的积累量,联合修复组的黑麦草的生物量和叶绿素含量明显高于单一黑麦草修复组。该菌在一定程度上减轻了黑麦草所受Cu的毒害性,提高了水中Cu的联合修复效果。     

不同种类蔬菜幼苗对铅的敏感性研究

采用水培方法,探讨了小白菜（叶菜类）、黄瓜、豇豆（瓜果类）和萝卜（根茎类）幼苗对重金属Pb的吸收累积量大小及Pb对其幼苗生长发育的影响。结果表明,蔬菜幼苗根和茎叶累积Pb量均随Pb处理浓度的增加而显著增加（P〈0.05）,且同一处理浓度下根中Pb含量远高于茎叶中Pb含量。蔬菜苗期根对Pb的敏感性排序为黄瓜〉小白菜〉萝卜〉豇豆,茎叶为小白菜〉萝卜〉黄瓜〉豇豆。低浓度的Pb对叶绿素的合成有一定程度的刺激作用,随Pb浓度增加,叶片中叶绿素含量降低。小白菜过氧化氢酶（CAT）含量随着Pb浓度的增大先增大后缓慢降低,其他3种蔬菜则表现为先减小后增大的趋势。此外,黄瓜和豇豆出芽率显著降低,4种蔬菜幼苗根长均明显受到抑制。     

N、P、K肥对玉米幼苗吸收和积累重金属的影响

采用室内盆栽试验,研究复合污染土壤中施加氮肥（NH4Cl）、磷肥（Na2HPO4）和钾肥（KCl）对高生物量经济作物玉米（Zeamays L.）幼苗生长以及吸收和积累重金属的影响。结果表明,不同施肥方式和浓度处理对玉米生物量变化以及吸收重金属有不同影响,NH4Cl能显著提高玉米地上部生物量、土壤Pb、Cd有效态含量,增加玉米对重金属Pb、Cd、As的提取量,最大分别可提高1.7、2.0倍和1.2倍。不同施肥方式和处理浓度均显著影响土壤有效态Pb含量,Na2HPO4在中浓度处理时显著降低土壤Pb的有效性,高浓度时则显著增加土壤有效态As含量,使玉米地上部对As的积累量有明显提高。在不同的浓度水平下,钾肥处理使玉米提取Pb含量显著高于氮肥和磷肥,其中低浓度KCl处理使玉米提取Pb量比对照增加2.4倍。对Pb-Cd-As复合污染农田土壤来说,施用氮肥（NH4Cl）处理对强化玉米的修复效果最好。     

冶炼厂污灌区土壤-水稻系统重金属积累特征的研究

冶炼厂对周围的农田土壤造成了污染,其中Cu的污染最严重,100m处的全量和提取态Cu分别是182.45mg/kg和81.91mg/kg,是对照的10.3倍和35倍。污灌区水稻各器官重金属Cu、Zn的分布规律:Cu为根>茎叶>籽粒;Zn为茎叶>根>籽粒,Zn在水稻体内的移动能力大于Cu,Cu主要累积在水稻的根部;水稻茎叶中Cu的浓度和土壤中Cu的浓度密切相关。     

重金属胁迫条件下空心莲子草的生长和营养特征分析

空心莲子草是一种常见的水生植物,并能在重金属污染的水体或附近土壤中生长。本研究发现,空心莲子草能富集6种常见的重金属元素,其富集能力为：Zn2＋〉Mn2＋〉Pb2＋〉Cu2＋〉Cd2＋〉Cr3＋。高浓度（1mmol/L）Cu2＋、Mn2＋、Zn2＋和Cr3＋等重金属胁迫处理条件下,空心莲子草的根冠比增加,生物干重、总根长和总根表面积都相应降低。此外,高浓度（1mmol/L）Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋或Zn2＋分别胁迫处理条件下,空心莲子草的K＋、Ca＋和Mg＋等元素的含量变化差异显著（P〈0.05）。以上研究表明,空心莲子草通过改变体内钾钙镁等重要生长元素营养情况来适应重金属污染的胁迫,有很强的富集重金属元素的能力,进而降低污染、净化水体。空心莲子草对重金属污染的生长响应及体内重要矿物元素营养特性之间的相互关系,可能为重金属污染的水土生物修复提供理论依据。     

向日葵幼苗对Pb、Cu富集能力与耐受性研究

采用室内培养技术研究了向日葵幼苗对Cu、Pb的富集能力与耐受性。结果表明:向日葵幼苗对Pb、Cu具有很强的富集能力,根是主要的富集器官,Cu由根向茎叶运输能力大于Pb。低浓度Pb、Cu刺激了幼苗营养生长;在高浓度条件下,除Pb组外,其它处理均抑制向日葵幼苗的营养生长。Pb、Cu抑制了幼苗根系活力,刺激了幼苗茎叶脯氨酸的生成,改变幼苗茎叶、根蛋白质含量分配水平。Pb与Cu交互作用对幼苗营养生长和生理生化反应具有协同作用。向日葵属于重金属富集植物,对Pb具有很强的耐受性,可以用于修复被Pb污染的土壤。     

铜、铅单一及其复合污染对鱼腥草吸收累积铜和铅的影响

采用溶液培养法研究铜、铅在单一及其复合污染条件下对鱼腥草吸收累积铜和铅的影响。试验结果表明,随着溶液中离子浓度的增加,鱼腥草对铜和铅的吸收累积量增加。鱼腥草累积铜的趋势以二次曲线拟合最好,累积铅的趋势以对数曲线拟合最好。在一定浓度范围内地下部对铜的富集系数随溶液中铜离子浓度的增加变小,地上部对铜的富集系数随溶液中铜离子浓度的增加变大;各部位对铅的富集系数则随溶液中铅离子浓度的增加变小。铜、铅复合污染影响鱼腥草对铜和铅的吸收累积,通过多元回归分析结果表明,铜、铅在鱼腥草植株内的累积主要表现为协同作用。     

EDDS对印度芥菜Cu积累的影响及与P-ATPase的关系研究

通过水培的方法研究了可降解螯合剂EDDS对印度芥菜对Cu积累的影响,分析了根系中与Cu主动排出有关的P型ATPase的活性及其基因表达。结果表明:根系中Cu的积累量随外界浓度的升高而升高,但Cu在茎杆与叶片中的积累量则变化不大。随着外加EDDS浓度的增加,根、茎、叶中的Cu的积累量均出现下降的趋势。上述结果表明,根系以Cu离子为主要的吸收形式,而不是EDDS-Cu。通过对印度芥菜根系细胞膜上P型ATPase活性及基因表达分析后发现,不加EDDS时,随着外界Cu浓度的升高,ATPase活性增强,而当Cu达到16μmol L-1时出现降低的趋势。但是,ATPase活性随着外加EDDS的浓度增加而降低,这是因为EDDS降低了外界的Cu活度。RT-PCR分析结果表明,该ATPase的基因(BjHMA)在转录水平上的表达与活性变化一致。由于P型ATPase的作用是将Cu排出细胞,因此上述结果说明,其活性大小以及转录水平的变化受到外界Cu离子活度的影响,在一定的范围内可以调节植物对Cu的积累。     

玉竹对土壤Cd Pb的吸收和耐性研究

以盆栽玉竹为试验材料,分别用不同浓度的Cd、Pb进行处理,研究玉竹的生物量、重金属积累和部分生理指标的变化。结果表明,当土壤Cd浓度≤1mg.kg-1或Pb浓度≤1000mg.kg-1时对玉竹的生长有促进作用,超过这个浓度范围就表现为抑制作用。玉竹叶、茎、根对两种重金属的吸收都呈极显著正相关,且根的吸收能力大于茎和叶,玉竹对Pb有较强的抗性。Cd、Pb处理后,玉竹叶片SOD酶和POD酶活性的增加能在一定程度上减轻重金属胁迫引起的膜脂过氧化伤害,但长时间的Cd胁迫会对植株产生明显的抑制作用。Cd、Pb处理会使玉竹叶片脯氨酸含量在短时间内上升,但是高浓度的重金属处理和长时间的胁迫环境则会导致脯氨酸含量下降。MDA含量均随着Cd、Pb处理浓度的升高而增加,并且时间越长,增加越多。     

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。     

盐分胁迫下番茄盐分离子和重金属的分布特征

采用盆栽试验方法研究了不同盐分含量处理下番茄不同器官盐分离子（Na＋、K＋、Ca2＋）和重金属离子（Cd2＋、Pb2＋、Cr2＋、Zn2＋、Cu2＋、Ni2＋）的分布特征,探讨盐分离子对番茄不同器官吸收重金属离子的影响机制,为重金属污染盐渍土壤的农业可利用性评价提供科学依据。结果表明,番茄根、茎、叶和果实Na＋含量均随盐分含量增加而增加;番茄根K＋含量随盐分含量增加小幅上升,茎K＋含量则显著下降,叶K＋含量无显著变化;番茄各器官Ca2＋含量随盐分含量增加无明显变化。番茄根Cd、Pb、Cr、Zn和Cu含量以及番茄茎、叶Cd含量均随盐分含量增加而增加;番茄根Ni含量、番茄茎叶Pb、Cr、Ni、Zn和Cu含量以及番茄果实各重金属含量受盐分含量变化影响不大。因此,土壤盐分含量的增加对番茄根部吸收重金属（Ni除外）有促进作用。     

茶苗对重金属Pb Cu Cd和Cr的吸收累积规律

通过盆栽实验,从动态角度研究了在不同培养期内,Pb、Cu、Cd和Cr4种重金属在茶树中的累积规律。结果表明,茶树不同部位对4种重金属的累积量存在很大差异,重金属的分布顺序为根〉茎〉叶;4种重金属大部分被茶树根系固定,在其体内的迁移性较低,在茶叶中积累的顺序为：Cr〉Cu〉Cd〉Pb。茶叶中重金属累积量和重金属添加量、培养时间都存在显著的正相关关系。4种重金属元素中,Cr的累积速率常数最大,Cd最小。茶树对重金属的吸收与土壤pH值和土壤有效态重金属含量显著相关。本研究可为人们科学认识茶叶中重金属的残留问题、健康风险及其污染控制提供理论依据。     

Effect of Ectomycorrhiza on Cu and Pb Accumulation in Leaves and Roots of Silver Birch (Betula pendula Roth.) Seedlings Grown in Metal-Contaminated Soil

A pot experiment was conducted to study the effects of high concentrations of available Cu and Pb in soil originated from the vicinity of a copper foundry in Poland (Cu, 2,585–3,725 mg kg^?1 d.wt.; Pb, 1,459–1,812 mg kg^?1 d.wt.) on the growth and chemical constituents of Betula pendula seedlings. Control plants grew in unpolluted forest soil. Dry matter accumulation in the plants during the growing season and root/leaf mineral content were determined. Colonization of birch roots by ectomycorrhizal (ECM) fungi also was evaluated, as was soil dehydrogenase activity for influence of the metals on soil microorganisms. The heavy metals negatively affected seedling growth, ECM colonization, and soil dehydrogenase activity. A reverse relationship was found between ECM abundance and heavy metal concentrations in birch leaves, indicating the potential of mycorrhizas to protect the aboveground part of young silver birch seedlings from elevated environmental levels of Cu and Pb.     

伊乐藻对CuCd污染底泥修复的应用研究

在自然条件下,采用人工模拟水缸培养方法,研究了湖泊底泥不同Cu、Cd处理对沉水植物伊乐藻生长、叶绿素含量以及Cu、Cd吸收和积累的影响。结果表明,较低浓度Cu刺激伊乐藻的生长（生物量、叶绿素）,高浓度抑制伊乐藻的生长;随着Cd处理浓度的增加,伊乐藻的生物量、叶绿素含量均一直降低,在底泥Cd含量为168．69mg·kg^-1 DW（含背景值）时,植株出现死亡。随着Cu处理浓度的增加,伊乐藻体内的Cu含量一直增加,在底泥cu含量为414mg·kg^-1DW（含背景值）时,根部、叶部的富集系数均达到最大（0．21和0．17）;伊乐藻体内的Cd含量随Cd处理浓度的增加先增后减,底泥Cd含量为88．69mg·kg^-1 DW时,根部、叶部的富集系数均达到最大（0．07和0．09）。以上结果说明,伊乐藻对Cu、Cd具有很强的耐受性,可以作为原位修复Cu和Cd污染底泥的植物种类应用。