有机污染物污染土壤环境的植物修复机理

利用活的生物体对有毒有机物污染土壤环境的修复是一种被人们认为安全可靠的方法。植物修复是生物修复研究的热点。植物修复的机理包括植物对有机污染物的直接吸收、植物根系分泌物、微生物对根际环境中有机污染物降解的促进作用。     

农田土壤-植物系统持久性有机污染物的界面过程与自修复——以多氯联苯为例

土壤-植物系统是地球陆地表层生态系统中非常重要的亚系统,对保障粮食安全与人体健康发挥着关键作用。持久性有机污染物是土壤环境中难降解、长残留的毒害污染物。这类有机污染物在土壤组分、土壤微生物和植物的共同作用下,发生着一系列的物理化学与生物学的界面过程,导致其或者生物有效性的降低和毒性的下降,或者快速降解,进而减少在食物链中传递的风险,达到自然条件下土壤污染净化,实现自修复。以多氯联苯为例,综述了农田土壤-植物系统中持久性有机污染物的土壤组分界面过程、根际界面过程和植物体微界面过程研究进展,提出了发挥土壤-植物系统降解净化作用,实现持久性有机污染物自修复的新思路。参30。     

植物修复技术及其在环境保护中的应用

阐述了植物修复技术的含义,即利用植物去修复和消除有机毒物和无机毒物引起的土壤环境污染,介绍了对有机污染物修复的方法：（１）根收获,（２）叶表挥发,（３）植物降解;对无机污染物修复的方法;（１）收获生物量或将污染物进行生物挥发从而将污染物将出土体,（２）将污染物转变成为无生物活性的形态收获生物量对于回收某些贵重金属是很有价值的。基因工程技术以及农业技术的综合运用可以更好地促进植物修复的效果。     

有机污染物根际胁迫及根际修复研究进展

根际环境及根际微生物是植物降解有毒有害有机污染物的基础。污染土壤植物修复的纵深研究产生了根际修复新技术。通过总结近20年来有机污染物胁迫的根际效应的研究,探讨了有机物污染士壤根际修复的可能性,为加强有机污染物在环境中的迁移、调控研究及土壤有机物污染的原位修复提供有利信息。     

过一硫酸盐的化学氧化机理及在有机污染土壤修复中应用研究进展

基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术因反应快速高效、降解有机污染物效果优越，在环境修复领域拥有广阔的应用潜能。经过活化的PMS化学氧化技术在有机污染废水处理中被广泛应用，污染物的去除机制也在不断被发现并完善，其在有机污染土壤修复中也已得到应用。本文综述了PMS对有机污染物的化学氧化机制，分析了有机污染物降解的自由基和非自由基反应过程，探讨了不同活化方式(碱、过渡金属、碳基材料、辐射等)对PMS降解有机污染物的影响，阐述了PMS在有机污染土壤修复中的研究进展和存在问题，并进行了研究展望。     

菌根真菌对土壤有机污染物的生物降解

利用土壤真菌和植物的结合体菌根真菌修复土壤，尤其是修复有机污染的根际土壤，正作为一个新的研究方向开始受到广泛关注。菌根真菌作为土壤真菌的一种，与放线菌和细菌等微生物相比，对土壤中有更大的忍耐能力，并且能将许多持久性有机污染物（POPs）做为碳源来获取能量。文章通过总结近20年菌根真菌与土壤有机污染物关系的研究。列出了43种能分解POPs的菌根真菌，并探讨了菌根真菌通过直接分解和共代谢的方式降解土壤有机污染物的可能性，为进一步研究菌根真菌生物降解土壤中持久性有机污染物，利用菌根植物生物修复有机污染土壤提供信息。     

菌根真菌影响土壤有机污染物降解机理的研究进展

菌根是植物根系与菌根真菌形成的共生体,它能增强植物的逆境抗胁迫能力,有促进有机污染物降解和转化的作用。近年来很多学者对其进行了研究,然而有关其降解和转化的机理目前仍不是很明确。介绍了国内外涉及菌根真菌对土壤中有机污染物的降解机理的研究成果,为促进菌根真菌在土壤有机污染生物修复中的应用提供了基础信息。     

持久性有机污染物的根际修复及其研究方法

根际是具有特殊性质的土壤微生态环境,对土壤中持久性有机污染物的行为及生物修复具有重要作用。本文从微生物降解、植物过程、非生物降解、土壤吸附、挥发、淋溶等方面归纳了有机污染物根际修复的研究进展,并从细胞培养、添加根系分泌物或根系残留物、挥发污染物收集和残留态污染物测定等方面综述了有机污染物根际行为的研究方法及其优缺点。     

污染土壤植物修复技术研究进展

综述了国内外污染土壤植物修复技术研究进展 ,植物修复是利用某些植物对土壤重金属的超量吸收挥发以及对土壤中有机污染物降解等特殊功能 ,并与根际微生物协同作用 ,原位修复污染土壤的方法 ,费用低 ,效果显著 ,环境友好 ,是极具发展潜力的“绿色产业”。     

植物清除环境污染物的策略及应用

综述了无机污染物和有机污染物的植物修复策略及应用。指出植物具有许多内在的遗传和生化生理特性，利用植物抽提、隔离、解除污染物毒 性来清除土壤和水体环境污染物已取得明显进展，相对于机械去污法，植物修复已被广泛地认为是一种生态可靠的替代方法。     

植物修复多环芳烃污染土壤的根际效应机制研究进展

多环芳烃类有机污染物在土壤中可长期存在,进而通过食物链对人类健康产生重大潜在风险。对多环芳烃污染土壤进行植物修复是一种环境友好且经济有效的污染补救策略。进行植物根际效应机制研究对于开发可持续性多环芳烃污染土壤的植物修复技术具有重要指导意义。对近年来的相关研究工作进行了总结,结果表明:多种禾本科植物具有较强的多环芳烃污染耐受性和较好的修复效能,利用多植物混植的联合修复方式表现出优于单一植物的修复优势。低分子量有机酸类根系分泌物通过与土壤中多环芳烃污染物形成反馈回路决定植物修复体系中多环芳烃的命运。修复植物根系分泌物可塑造特定的根际微生物区系,根际微生物可通过多种机制来降解土壤环境中的多环芳烃。针对在植物修复多环芳烃污染土壤研究过程中尚存在一些问题,提出了未来植物修复根际效应机理研究中应该关注的重点和方向,旨在为优化多环芳烃污染土壤植物修复技术提供科学依据与理论参考。     

Using profitable chrysanthemums for phytoremediation of Cd- and Zn-contaminated soils in the suburb of Shanghai

Purpose

We studied the profitable phytoremediation method with commercial chrysanthemum (Chrysanthemum indicum L.) in order to remediate the soils contaminated with heavy metals and generate economy income from the contaminated sites.

Materials and methods

A field experiment was carried out to remediate the contaminated soil through growing the commercial chrysanthemum plants in a farmland polluted with heavy metals of Cd and Zn due to application of creek sediments in the western suburb of Shanghai, Southeast China, since June 2013.

Results and discussion

After the consecutive 3 years of phytoremediation, Cd and Zn contents in the soil were reduced by 78.1% and 28.4%, respectively. We also found that the rice grain growing on the 3-year phytoremediated soil met the requirements of dietary safety, so did the vegetable growing on the 5-year phytoremediated soil.

Conclusions

Growing chrysanthemum plants as a method of phytoremediation can not only remove a large amount of toxic heavy metals from the contaminated soil but also be highly profitable from the sales of chrysanthemum flowers.

     

土壤有机污染物电化学修复技术研究进展

综述了有机污染土壤的电动力修复和微生物电化学修复的最新研究进展。分析了电动力修复中电极材料、运行条件等因素对污染物去除效果的影响,总结了添加表面活性剂、引入具有降解能力的基质、与化学或生物联合等方式对土壤修复效果的强化作用,阐述了微生物电化学修复的效果、影响因素和微生物群落演变的规律。电化学技术能够有效去除土壤中的有机污染物,且电动力较微生物电化学具有更好的去除效果。为了实现电化学技术在污染土壤修复中的应用,未来需要从土壤导电性、电极材料以及反应器构型等方面优化以提高修复效果;此外,电化学修复技术的机理、功能微生物的群落特征研究等也是下一步研究的重点。     

接种密度对植物生长及烃降解的影响

The combined use of plants and bacteria is a promising approach for the remediation of soil contaminated with organic pollutants. Different biotic and abiotic factors can affect the survival and activity of the applied bacteria and consequently plant growth and phytoremediation efficiency. The effect of inoculum density on the abundance and expression of alkane-degrading genes in the rhizosphere of plant vegetated in hydrocarbon-contaminated soil has been rarely observed. In this study, an alkane-degrading bacterium (Pantoea sp. strain BTRH79), at different inoculum densities (10⁵ to 10⁸ cells cm^-3 soil), was inoculated to ryegrass (Lolium perenne) vegetated in diesel-contaminated soil to find the optimum inoculum density needed for its efficient colonization and hydrocarbon degradation activity. Bacterial inoculation improved plant growth and hydrocarbon degradation. Maximum plant growth and hydrocarbon degradation wwereobserved with the inoculum having the highest cell density (10⁸ cells cm^-3 soil). Moreover, the inoculum with higher cell density exhibited more abundance and expression of alkane hydroxylase gene, CYP153. This study suggests that the inoculum density is one of the main factors that can affect bacterial colonization and activity during phytoremediation.     

土壤有机态Cd转(活)化的影响因子及其综合作用

为实现重金属污染土壤的修复 ,本文讨论了土壤有机态Cd转 (活 )化的影响因子及其综合作用。根据统计学的判别分析发现 :EM菌为其主导影响因子 ,而非以往形态转化研究中所说的pH ,其作用机制可能主要是生物降解 ;就影响因子的综合作用效果而言 ,在有机态Cd向活化态Cd转化中 ,有效的处理组合是随着土壤 pH的改变而变化的 :pH 6.5时 ,以EM菌 1%、C/N 2 0为最佳。pH 7.0时 ,以EM菌 1%、C/N =3 5为最宜。pH 7.5时 ,EM菌 3 %、C/N =3 5才最适 ;本研究条件下有机态Cd减少和活性态Cd增加的协同转化率为 11.5 %。本研究为重金属污染土壤的修复提供了重要的理论依据     

Plant- and microbe-assisted biochar amendment technology for petroleum hydrocarbon remediation in saline-sodic soils: A review

Soil degradation through salinization and pollution by toxic compounds such as petroleum hydrocarbons(PHCs) in the coastal wetlands has become a significant threat to ecosystem health, biodiversity, and food security. However, traditional remediation technologies can generate secondary pollutants, incur high operating costs, and consume significant quantities of energy. Bioremediation, using plants, biochar, and microbes, is an innovative and cost-effective option to remediate contaminated soils. Biochar, as a plant/microbe growth enhancer, is a promising green approach for the sustainable phytoremediation of PHCs in salinized soils. This review therefore summarizes the effect of plant-and microbe-assisted biochar amendment technology for the remediation of PHCs and salinization. Plant-microbe interactions mediated rhizodegradation despite increasing hydrocarbon sorption. Overall, microbial respiration is more active in biochar amendments, due to faster biodegradation of PHCs and improved soil properties. The use of biochar, plants, and microbes is recommended,as it offers a practical and sustainable option, both ecologically and economically, for the remediation of PHCs and excess salinity. Further development of new green technologies is to be encouraged.     

香薷植物修复铜污染土壤的研究进展

土壤铜污染有自然来源和人为来源。铜污染土壤中有机质、Fe／Al氧化物对铜的专性吸附，是影响土壤中铜生物有效性的主要因素。近年来，我国原生植物修复材料如海州香薷、鸭跖草、酸模、紫花香薷在国内铜污染土壤的研究中得到广泛应用。其中．采用海州香薷开展铜污染土壤植物修复机理和修复技术的研究，已从实验室水培、盆栽试验的生长反应特性、耐及解铜毒的生理生化反应，进展到室外大田修复的示范工程及技术推广阶段。紫花香薷在重金属复合污染土壤上，也有修复前景。开展植物修复材料的产后处置研究，综合利用和深加工，增大植物修复材料价值，对加强植物修复工程的示范和推广步伐，有重要意义。     

天然有机添加物提高植物修复污染土壤效率：研究进展综述.

Environmental pollution caused by metals, radionuclides and organic pollutants affects quality of the biosphere: soil, water and air.Currently, great efforts have been made to reduce, remove or stabilize contaminants in polluted sites. There has been increasing interest in phytoremediation—the use of plants to reduce concentration of pollutants or to render them harmless. This paper provides a brief review of recent progress in the research and practical application of phytoremediation techniques. Improvements in phytoremediation due to utilization of organic amendments, namely, agro- and industrial wastes(such as sugar beet residue, composted sewage sludge or molasses), biochar, humic substances, plant extracts and exudates are discussed, as well as their influences on soil structure and characteristics, plants growth and bioavailability of pollutants. Both plant-assisted phytoremediation and the use of natural materials in the absence of remediating plant are believed to be cost-effective and environmentally friendly approaches for soil cleanup. However,the characterization and quantification of a range of natural materials used in phytoremediation are essential in order to implement these approaches to practice.