铜尾矿自然定居腺柳对重金属吸收及分布的研究

选取安徽安庆月山铜尾矿废弃地的自然定居腺柳为研究对象,探讨自然定居腺柳对重金属Cd、Pb、Zn、Cu的吸收、转运以及在其根茎木质部、皮部、叶部中的分布差异。研究发现,腺柳植株体内的不同器官对重金属Cd、Pb、Zn和Cu的吸收与分布存在一定的差异。重金属Cd在根皮部含量最高,达到1 438.919μg·kg-1,茎木质部含量最低,为228.065μg·kg-1;Pb在根木质部含量最高,为4 010.225μg·kg-1,而在根皮部含量最低,为272.312μg·kg-1;Zn在茎皮部含量最高,为137.563 mg·kg-1,茎木质部含量最低,为11.554 mg·kg-1;Cu在茎皮部含量最高,为36.024 mg·kg-1,而茎木质部含量最低为19.786 mg·kg-1。腺柳对不同重金属的富集系数大小顺序为Cd>Zn>Cu>Pb。腺柳植株叶片中的Cd含量与铜尾矿废弃地基质土中重金属Cd、Pb、Zn、Cu的含量呈显著正相关(P<0.05),叶片中Zn含量与铜尾矿基质土中全氮的含量达到极显著正相关(P<0.01),但腺柳植株中Pb和Cu的含量与土壤中对应元素含量没有显著相关性。结果表明腺柳对土壤重金属Cd具有较好的富集特性,可用于受重金属Cd污染土壤的植物修复。     

香根草对铜富集效果的研究

研究了清远市石角镇种植香根草对铜的富集情况和土壤中铜含量变化,探讨人工种植香根草对恢复铜尾矿废弃地基质系统的修复作用。结果表明,香根草种植时间越长,香根草中富集的铜不断增多,土壤中铜的含量不断减小,在一定时间内达到饱和。生长在尾矿废弃地上的香根草不仅可以显著地改善铜尾矿废弃地的铜含量,而且有利于基质微生物量和酶活性的增加,因而是一种良好的矿业废弃地生态修复物种。     

酸化尾矿对4种豆科植物种子萌发和幼苗生长的影响

以铜尾矿、酸化铜尾矿和表面覆土酸化尾矿为基质,以正常土壤为对照,进行绿豆、田菁、洋槐和紫穗槐4种植物的盆栽实验,对种子的萌发及幼苗生长情况进行了研究。结果表明:绿豆、田菁、刺槐和紫穗槐在表面覆土酸化尾矿中的萌发率分别约为对照组的31.3%、51.7%、81.2%和87.2%,酸化铜尾矿中几乎没有种子正常萌发;但覆土酸化尾矿组中田菁、刺槐和紫穗槐种子的最终萌发天数明显小于对照组和尾矿组。4种植物幼苗的营养器官均受到铜尾矿和酸化尾矿不同程度的伤害,其中根受到的毒害最为严重。4种植物在铜尾矿组和覆土酸化尾矿组的叶绿素a、b含量和叶绿素总量均显著低于对照组(P0.05),刺槐的叶绿素含量在铜尾矿组和覆土酸化尾矿组间差异显著(P0.05),表明重金属抑制了植物叶绿素的形成,酸性基质更不利于刺槐叶绿素的形成。铜尾矿和覆土酸化尾矿中4种植物PSⅡ的Fv/Fm和q P值均较对照显著下降,植物利用光能的效率降低;PSⅡ的Fo和q N值较对照组增加,表明PSⅡ反应中心遭到破坏。     

蓖麻对铅锌尾矿土的修复潜力评价

采用盆栽试验,研究蓖麻在尾矿土、施肥尾矿土和水稻土中的生长状况,以及蓖麻对Pb、Zn、Cd的吸收特性,并对蓖麻修复尾矿潜力进行评价。结果表明,与不施肥相比,尾矿土施肥能显著促进蓖麻生长及对Pb、Zn、Cd的吸收,着生于尾矿土上的蓖麻生长显著低于着生于水稻土上的蓖麻;蓖麻对Pb、Zn、Cd的吸收表现为Zn>Cd>Pb,且Zn、Cd在蓖麻体内的积累量达到超富植物积累量标准。对尾矿土和水稻土的基本理化性质及Pb、Zn、Cd含量的分析表明,尾矿土有机质与植物所需的营养元素严重缺乏,重金属综合污染达重污染水平,单项重金属污染表现为Cd>Zn>Pb。因此,进行尾矿土修复时所用的的植物必须同时具备较强的耐重金属污染和土壤贫瘠的特性,以及大量吸收多种污染重金属的能力。     

接种丛枝菌根对复垦矿区玉米中重金属含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了不同培养基质条件(10cm土5cm尾矿、8cm土7cm尾矿、5cm土10cm尾矿)下,接种丛枝菌根真菌和不接种菌根(对照)两种处理对玉米的生物量及植株对重金属元素吸收的影响。结果表明,无论接种与否,植株的生物量都随覆土厚度增大而增大;接种菌根处理中,植株地上部Cr、Cd、Pb等重金属元素的含量比对照处理均有明显降低。植株地上部Pb、Zn、Cu等元素的带走量,接种菌根处理的植株均比其相应的对照处理明显增多,而植株没有表现出受害症状,表明接种菌根可以显著提高玉米植株地上部对重金属的抵抗作用。接种菌根处理的植株中Cd、Cr、Pb、Zn的带走总量均高于对照处理,但因它们绝大部分结合在根部,向植株地上部分的转运受到抑制,而减轻了对人畜的危害。     

4种植物对铅、镉和砷污染土壤的修复作用研究

通过盆栽试验从野生和栽培的植物中筛选具有吸收重金属Cd、As和Pb的超富集植物。结果表明,重金属Cd、As和Pb处理对所选的4种植物的株高均无显著影响,但显著降低皱叶狗尾草和百喜草的生物量,As胁迫显著降低辣蓼的生物量。4种植物地上部重金属含量均未超过临界指标含量,其中辣蓼地下部Cd含量、香根草地下部Pb含量和皱叶狗尾草地下部Pb含量超过临界指标含量,具有修复污染土壤的潜能。     

4种植物对铅、镉和砷污染土壤的修复作用研究

通过盆栽试验从野生和栽培的植物中筛选具有吸收重金属Cd、As和Pb的超富集植物。结果表明,重金属Cd、As和Pb处理对所选的4种植物的株高均无显著影响,但显著降低皱叶狗尾草和百喜草的生物量,As胁迫显著降低辣蓼的生物量。4种植物地上部重金属含量均未超过临界指标含量,其中辣蓼地下部Cd含量、香根草地下部Pb含量和皱叶狗尾草地下部Pb含量超过临界指标含量,具有修复污染土壤的潜能。

     

香根草对土壤中铜离子富集作用的研究

通过测定不同污染程度的土壤中的铜离子含量,以及香根草的叶和根中铜离子的含量,研究香根草对重金属铜的富集特性。结果表明,香根草对土壤中的铜离子有富集作用,能够减少土壤中重金属铜的含量,达到改良受铜重金属污染土壤的目的。     

金华市郊杂草对土壤重金属元素的吸收与富集作用（I）—6种重金属元素在杂草和土壤中的含量分析

对金华市郊土壤-杂草中Cd、Cr、Cu、Mn、Pb和 Zn6种重金属元素含量测定和统计表明(1)杂草不同器官内6种重金属元素的平均含量由高到低分别为根＞叶＞茎＞花果,元素在植物体内的含量由高到低分别为Zn＞Mn＞Pb＞Cu＞Cr＞Cd,富集系数由大到小分别为Cd＞pb＞Zn＞Mn＞Cu＞Cr;(2)空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、光风轮(Clinopodium confinis)、水苦荬(Veronica undulata)、石龙芮(Ranunculus japonicus)、水蓼(Polygonum hydropiper) 和水芹(Onanthe ajvanica)等能够耐较强的重金属污染,其中空心莲子草根、茎、叶中Zn的含量可高达1699.28mg/kg、1108.77mg/kg和753.08mg/kg,根中Mn含量达1268.48mg/kg,水蓼叶中Mn的含量可达1616.71mg/kg;(3)在重金属严重污染的环境中生长的杂草,不仅体内重金属含量上升,而且对重金属的富集系数也增高.     

重金属Ｚｎ Ｃｕ对香根草生理生化指标的影响及其积累特性研究

采用水培方法,研究了不同浓度Zn、Cu对香根草生物量、含水量、叶绿素、MDA、可溶性蛋白质含量、根系活力以及Zn、Cu在香根草体内的积累和分布的影响。结果表明,低浓度的Zn、Cu刺激了香根草的生长,提高了香根草的生物量、含水量、叶绿素含量以及根系活力;高浓度的Zn、Cu使香根草生物量、含水量、叶绿素、可溶性蛋白质含量和根系活力均不同程度地下降,MDA含量增加;香根草根系中积累的重金属含量随处理浓度的增加逐渐增加,当处理浓度为60mg·L-1时,根系干重富集的Zn、Cu分别达到2581和6528mg·kg-1。两种重金属在香根草植株内的分布主要以根部积累为主,地上部积累的重金属含量极少。     

电子废弃物拆解污染土壤施用污泥发酵渣对香根草吸收与转运重金属的影响

为探究施用污泥高温好氧发酵渣（以下简称“发酵渣”）对电子废弃物拆解污染土壤改良和植被恢复的影响,通过盆栽试验比较添加不同剂量发酵渣（3%和6%）对土壤有机质、养分、重金属形态及香根草吸收与转运重金属等的影响。结果显示：施用发酵渣显著提高了土壤溶解性有机质的荧光指数和在226~400nm范围内的紫外吸光度积分值,但显著降...     

施用污泥对鹅掌藤根系生长和重金属吸收的影响

目的 分析表施和混施污泥对鹅掌藤Schefflera arboricola根系生长和重金属吸收的影响，深入认识污泥施用对园林植物根系生长的影响，为污泥在园林中安全利用提供借鉴。方法 采用根箱试验，观测不施、表施和混施10%(w)污泥对常见园林植物鹅掌藤的不同土层根系形态及土壤pH和电导率动态变化的影响，分析根组织密度、根密度和重金属含量，拟合土壤pH、电导率、根系重金属含量与根长的关系。结果 与不施污泥相比，混施污泥明显抑制鹅掌藤根长、根表面积和根密度增长；而表施污泥显著增加鹅掌藤0~20 cm土层的总根长、根体积和根密度。处理240 d后，混施污泥处理的0~20与20~40 cm土层总根长分别为不施污泥的66.37%和51.51%，而表施污泥处理分别为不施污泥的115.43%和98.66%。最大总根长、根体积和根密度均出现在表施污泥的0~20 cm土层，最大根干质量和根组织密度出现在表施污泥的污泥层。混施污泥显著提高了土壤pH和电导率以及植株重金属含量，不同土层根系Cd、Zn、Cu和Ni含量分别是不施污泥的2.32~11.70倍。线性回归拟合分析表明，不施和表施污泥处理的0~20 cm土层鹅掌藤原位扫描总根长均与原位测定土壤pH呈极显著正相关(P<0.001)，鹅掌藤总根长与根系Cd、Zn、Cu和Ni含量均呈极显著负相关(P<0.001)。结论 表施10%(w)污泥可以提高土壤pH并促进鹅掌藤根系生长。混施10%(w)污泥显著增加不同土层根系重金属含量，进而抑制鹅掌藤根系生长。     

香根草对污染土壤水溶态重金属组分胁迫响应研究

为探讨香根草对污染土壤中水溶态重金属组分在时间尺度上的胁迫响应,以Pb和Cu复合污染土壤为研究对象,通过种子萌发试验和水培试验,模拟重金属水溶态组分对香根草种子萌发、幼苗生长情况及重金属积累特性的影响。结果表明,Pb和Cu水溶态组分显著降低香根草幼苗的根长、株高、鲜质量和干质量。其中,根长受抑制作用最显著,在第60 d,处理组根长比对照组低43.6%;香根草幼苗的重金属耐性指数(MTI)总体上随生长时间增加呈上升趋势,第60 d的MTI为70.2%;香根草幼苗可显著富集Pb和Cu,且主要累积在根部,其转运系数(TF)低至0.02和0.10,根部最大积累量分别达到763 mg·kg~(-1)和235 mg·kg~(-1),表明香根草属于根部积累性植物。由此可见,香根草幼苗对水溶态重金属组分的耐受能力随其生长时间的增加而逐渐增强,利用香根草进行重金属的植物固定具有较大潜力。     

新疆奴拉赛铜矿周边土壤理化特征和重金属污染生态风险评价

以新疆奴拉赛铜矿的矿区、尾矿和周边农田土壤为研究对象,研究了该区域土壤理化特性、重金属含量特征,并对其生态环境风险进行了初步评价。结果表明,受矿区废水的长期影响,奴拉赛矿区土壤pH较低。土壤电导率和盐分含量高于周边农田土壤,而土壤有机质、速效氮、速效钾、有效磷含量均低于周边农田土壤;矿区、尾矿区和农田土壤重金属Cr、Cd、Pb、Cu、Ni和Zn含量均较低,除Cu外,均低于新疆土壤自然背景值。总体上看,土壤重金属含量表现为矿区 > 尾矿区 > 农田;单一因子（P_i）、内梅罗综合污染指数（I）以及潜在生态危害指数（RI）表明,矿区周边土壤重金属生态风险表现为尾矿 > 矿区 > 农田,0~30 cm表层土壤重金属潜在生态风险指数高于30~70 cm深层土壤,但不同土地利用类型土壤总体生态风险程度较低。     

广西喀斯特地区土壤多金属胁迫对水稻重金属积累及生理特性的影响

为了解喀斯特地区农田土壤中重金属复合污染对水稻生长的影响,通过盆栽试验,研究了不同重金属污染程度下,多金属胁迫对水稻植株的株高、生物量、生理指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)含量]的影响及水稻对重金属的积累特征。结果表明,土壤综合污染负荷指数PLI(Pollution load index)与水稻株高、生物量呈显著负相关(P0.05),当PLI为5.96时,水稻植株在苗期逐渐枯黄并死亡。与无污染对照(CK)相比较,重金属污染程度Ⅰ~Ⅴ处理的水稻株高分别降低了32.79%、30.99%、69.14%、63.40%和73.55%,地上生物量分别减少42.89%、37.77%、93.44%、79.98%和85.88%,且差异显著(P0.05)。随PLI增加,水稻对重金属积累增加,水稻植株地下部分重金属含量大于地上部分,且重金属积累量ZnCdPbHgAs,水稻对重金属生物累积系数BCF表现为CdHgZnAsPb。PLI与叶片POD活性呈显著正相关,与SOD活性及MDA含量呈正相关,与Chl含量呈负相关。其中PLI为4.36时,水稻幼苗叶片中SOD活性达最大值235.02 U·g~(-1)FW,PLI为5.96时,水稻幼苗叶片中POD活性和MAD含量达到最大,分别为155.54 U·g~(-1)FW和41.48 nmol·g~(-1)FW。多金属胁迫下,水稻能够通过抗氧化酶系统减少植株受到的损害,但当污染负荷指数过大、影响水稻生长的时候,水稻就会死亡。     

三种黏土矿物对蚕豆生长和重金属含量的影响

以云南会泽铅锌矿周边污染农田土壤为供试土壤,施加沸石、钠基膨润土、硅藻土3种黏土矿物,开展室内种植蚕豆的盆栽试验,研究黏土矿物对蚕豆光合生理、生物量、矿质营养、重金属含量和累积量的影响。结果表明:3种黏土矿物显著增强蚕豆叶片的光合作用,增加植株的生物量,其中钠基膨润土处理的增幅最大,为21.7%。黏土矿物降低土壤速效氮、磷、钾的含量,降幅为12%～48%,改变蚕豆植株氮、磷、钾的含量,其中,硅藻土显著增加蚕豆植株磷、钾和根系氮的含量,增幅为23%～83%,钠基膨润土降低蚕豆地上部氮、磷、钾的含量。3种黏土矿物均显著降低土壤有效态铅和铜的含量,降幅为14%～28%,减少蚕豆植株的锌含量、根系铅和铜的含量;沸石还显著降低土壤有效态镉、蚕豆植株镉和地上部铅的含量。相关分析发现,土壤有效态镉与蚕豆地上部镉、有效态铜与根系铜、有效态锌与植株锌的含量呈极显著或显著正相关。研究表明黏土矿物能降低污染土壤重金属的生物有效性,减少蚕豆植株的重金属含量,改善光合作用和提高生物量。     

土壤灭菌和杀真菌剂对紫花苜蓿生长和重金属累积的影响

以云南会泽铅锌矿周边重金属污染的农田土壤为基质,开展室内盆栽试验,研究土壤灭菌和杀真菌剂(苯菌灵)对紫花苜蓿的生长、光合色素含量、部分抗氧化生理、重金属含量与累积量的影响。结果表明:土壤灭菌显著影响苜蓿的抗氧化生理,导致巯基含量减少54%,丙二醛含量增加44%;显著降低光合色素含量和植株的生长,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降27%、23%和30%,株高降低45%,地上部和地下部生物量分别减少74%和85%;土壤灭菌和施用苯菌灵均显著增加土壤有效Pb含量和苜蓿地下部Pb的含量,减少苜蓿地下部Zn的含量;土壤灭菌还显著增加苜蓿地上部Cd的含量;土壤灭菌极显著减少苜蓿对重金属的累积,植株Pb、Zn、Cd和Cu的累积量分别下降74%、78%、68%和76%;施用苯菌灵对苜蓿生长、抗氧化生理及重金属累积的影响均不显著。总之,完全消除土壤微生物明显降低了苜蓿对重金属的耐性与累积能力,土壤微生物对植物耐受重金属有重要作用。     

类芦对铅镉的吸收动力特性及亚细胞分布规律研究

以南方水土保持植物类芦为研究对象,采用营养液培养的方法,以Pb、Cd为目标污染物,设置不同的胁迫浓度和时间,胁迫后测定类芦体内重金属的含量和亚细胞分布。结果分析发现,类芦体内重金属含量与浓度和时间有显著的关系,可利用Freundlich方程和Michaelis-Menten方程进行拟合,R~20.95,相关性强。通过拟合发现,重金属主要分布在根部,类芦对Pb的吸收能力更强(最高含量达到4 687.87 mg·kg~(-1)),但是对Cd的吸收速率增长更为明显,即类芦在吸收Cd方面有一定的潜力。就亚细胞分布而言,两种重金属均主要分布在细胞壁和可溶组分中,不同浓度和时间处理下,两个组分中的重金属含量共占总量的60%以上。由此说明,类芦对Pb的吸收能力更强,同时,类芦通过改变重金属的亚细胞分布来降低重金属的毒害作用,维持自身的稳态。     

皇竹草(Pennisetum hydridum)对施用重金属污染的鸡粪和污泥的响应及其污染修复效应

采用土壤盆栽试验的方法,以重金属Zn、Cu、Pb 和Cd污染的鸡粪和污泥为肥料,分别与赤红壤土按1∶9的比例混合后作为栽培基质种植皇竹草,研究其对皇竹草生长发育的影响及皇竹草吸收重金属的能力。试验结果表明,通过种植皇竹草可实现对土壤中各重金属有效的提取,其中根部和茎秆是主要累积重金属的器官。各处理组的皇竹草生长状况良好,其中施肥处理对皇竹草生长具有显著的促进作用。秋季种植的皇竹草于200 d生长后,鸡粪处理、污泥处理和空白对照组的每蔸生物量分别达736.56±29.21、99.99±32.01 g和466.89±37.08 g。各处理组皇竹草对栽培基质中重金属Zn、Cu、Pb 和 Cd的提取率分别达到1.90%~4.52%、3.96%~5.72%、0.53%~1.24%和10.34%~17.14%。其中对重金属Zn、Cd和Pb吸收量在鸡粪处理组中达到最大值分别为89.74、0.68 mg和19.18 mg,而Cu吸收量在污泥处理组达到最大值为16.84 mg。可见,皇竹草能有效提取栽培基质中较高浓度的重金属,是修复重金属污染土壤的可行材料。     

铅胁迫对金丝草AsA-GSH循环及铅积累的影响

为了探究金丝草的耐铅(Pb)机制,以金丝草为材料,测定不同浓度(0、1000、2000、3000 mg·kg-1)Pb胁迫下金丝草抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环和亚细胞分布等指标。结果表明:低浓度(1000 mg·kg-1)Pb胁迫下金丝草叶片谷胱甘肽还原酶(GR)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)含量高于对照,但未达显著水平(P0.05);金丝草根系GR、As A、抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量则显著增加(P0.05),较对照增长41.1%、60.6%和74.0%。同时,低浓度(1000 mg·kg-1)Pb胁迫对金丝草根系总根长、根表面积、根平均直径和根体积也有一定促进作用。高浓度(2000、3000 mg·kg-1)Pb胁迫下,金丝草根系总根长、根表面积和根体积显著降低(P0.05),叶片及根系细胞内叶绿体、线粒体、核仁等亚细胞器损伤严重,毒害作用渐显。但金丝草叶片和根系GR、GSH、As A含量在高浓度Pb处理下仍高于对照,细胞壁和可溶性组分Pb含量显著高于低浓度Pb处理(P0.05),且两组分Pb含量占总量69%以上。研究表明,金丝草可通过诱导体内As A-GSH循环响应和Pb在亚细胞的差异化分配,增强植株抗氧化能力,限制Pb转运及其对细胞活跃区域的毒害来适应土壤Pb逆境。