农田土壤Cd污染的植物修复及强化措施研究进展

镉(Cd)是自然界中生物毒性最强的元素之一,易通过食物链进入人体,威胁人类健康,植物修复作为一种绿色、低廉、环境友好的原位修复技术而备受关注,因而研究农田土壤中Cd污染的植物修复技术及强化措施对保护生态环境和保障食品安全均有重大意义.首先对近年研究较多的鬼针草等Cd超富集植物进行了介绍,同时针对中轻度污染农田为实现"边生产边修复"的目的,对具有Cd富集能力和耐性的甜高粱等一般作物进行了介绍,最后针对植物修复周期长等局限性,重点阐述了微生物联合修复、螯合剂诱导修复、基因工程修复、农艺调控等植物修复强化措施,并对未来植物修复领域的研究方向进行了展望.     

农艺强化措施用于植物修复重金属污染土壤的研究进展

土壤重金属污染关系到农产品的食用安全,已越来越受到人们的关注,相对应的土壤修复也显得愈发重要。植物修复因其成本低,修复效果相对稳定,被认为是修复农田土壤重金属污染较好的措施之一,而农艺措施作为一种强化技术手段在很大程度上可以提高植物修复的效率和提升修复的效果。因此,本文主要阐述了农艺强化措施对植物修复重金属污染土壤的影响;并从施肥、水分管理和栽培等几个方面的农艺强化措施进行了综述;最后,对进一步开展农艺强化措施用于植物修复重金属污染土壤的研究重点提出了展望。     

生物技术在污染土壤修复中的应用

生物修复污染土壤可以分为植物修复、动物修复、微生物修复。植物修复和动物修复主要用于对土壤中重金属污染的修复,微生物修复主要用于对土壤有机物污染的修复。污染物的物理化学性质、高效降解菌株的筛选和基因工程菌的开发以及向土壤中添加营养物质等影响微生物修复效果。     

生物质材料与营养物配施对石油污染土壤的修复

为研究营养物质、玉米秸秆碎屑和生物炭材料对石油污染土壤修复效果的影响,对4个处理组修复后土壤理化性质、修复中和修复后土壤生物特征和石油烃类物质的去除率,以及上述指标的相关关系进行分析。结果表明:添加玉米秸秆碎屑和生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,并提高土壤田间持水量(P0.05)。在石油污染土壤中添加营养物和两种疏松材料均能提高土壤中微生物数量,其中生物炭与营养物联合处理组效果最佳,修复90 d微生物数量达到7.24×107CFU·g~(-1)。修复后玉米秸秆碎屑与营养物联合处理组和生物炭与营养物联合处理组总石油烃和不同组分烃类物质明显减少,尤其是生物炭联合处理组,明显高于单独营养物处理组和对照组。土壤理化性质、微生物数量、石油烃去除率三者之间多呈显著相关,其中土壤孔隙度和总氮对微生物影响较大,微生物对石油烃类的去除作用明显。因此,添加生物炭材料并配施营养物质既可以改善土壤物理性质又能够为微生物提供充足的养分,进而增强石油污染土壤的修复效果。     

植物对重金属污染土壤修复的研究进展

重金属污染土壤是环境污染中备受关注的问题之一,威胁农业生产、食品安全,并可通过食物链富集到人体当中,给人类和环境造成严重危害。植物修复重金属污染土壤,具有无二次污染、美化环境等优点。该文阐述了重金属污染土壤的修复方法、修复重金属污染土壤植物的种类及修复机理、植物修复重金属污染土壤的强化措施,总结归纳了目前存在的问题,并对植物修复重金属污染土壤的研究进行了展望。     

微波热修复石油污染土壤的影响因素研究

利用微波热修复技术快速修复原油污染的土壤.通过室内模拟试验,以灰漠土为供试土壤,将添加生物黑炭介质与微波技术相结合,达到修复土壤中石油污染的目的.在单因素试验基础上,采用 Box-Behnken 实验设计和响应曲面法,以生物黑炭作为外源吸波介质,对微波辐射时间、土壤含水率等因素对石油污染土壤微波热修复效果的影响进行研究.研究结果表明,微波功率为800 W,微波辐射时间10 min,土壤含水率10．3％,生物黑炭添加量6．9％,为石油浓度20 g/kg 时土壤最佳修复条件,此时土壤中石油烃降解率达到95．76％.此外研究结果显示,土壤含水率与土壤中生物黑炭的含量在微波热修复石油污染土壤中存在显著的交互作用.     

污染土壤生态修复基本原理及研究进展

从污染环境的生态修复概念出发，阐述了污染土壤生态修复的基本原理。在此理论探索基础上，对重金属污染土壤生态修复和有机污染土壤生态修复两个方面的若干研究进展进行了概述。指出：污染土壤生态修复研究基本上处于基础阶段，其研究的重点仍然在于超积累植物和高效降解微生物的筛选及合理搭配、修复机理的探索和基于植物与微生物联合修复的根际圈效应、以广义生物修复为核心的联合修复以及修复强化措施。可以预料，污染土壤的生态修复将成为解决土壤污染问题的根本。     

有机污染土壤生物修复效果的限制因素及提升措施

土壤中的有机污染物主要来源于有机农药、石油污染、工业生产等,其对生态环境和人体健康造成了极大的危害。受有机物污染的土壤能通过物理、化学、生物等一系列的修复技术进行治理,其中生物修复技术被认为是处理有机污染土壤最有效、经济且环境友好的修复技术,但其修复效率受诸多因素影响。本文从气候地理条件、有机污染物的存在形态和土壤自身环境与营养3个方面系统地分析了生物修复技术的限制因素,并从物种选择、生物有效性提升（引入微生物或土壤动物、添加表面活性剂和有机溶剂）及稳定生态系统的构建（添加生物炭、营养补充剂,采用电强化生物修复技术）3个角度科学地提出了提升生物修复技术效率的方法,最后对加强有机物污染土壤复合修复技术的研究进行了展望。     

石油污染土壤的生物修复技术研究进展

随着石油工业的不断发展,石油污染土壤的治理问题已经成为当今研究者关注的焦点问题。相比于物理方法和化学技术,生物技术因为其高效、无毒,且对环境不产生明显的干扰而被广泛应用于原位和异位修复油污土壤。生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复、植物-微生物联合修复等方法,通过对这些技术的优缺点进行比较,展望了今后土壤石油污染修复的发展趋势和研究重点。     

黄土高原地区土壤石油污染状况及生物修复技术研究进展

概述了黄土高原地区土壤石油污染状况及近年来该区油污土壤生物修复的研究进展,分别对微生物、植物及微生物-植物联合修复方法进行综述,强调生物强化技术在生物修复中的突出地位及植物-微生物联合修复方法的应用潜能。由于石油污染物的复杂性,现存技术在实际修复中效果并不明显,提出运用分子生物学技术研究酶功能基因、将代谢组研究融入油污土壤的修复、深入探究植物根际分泌物与微生物作用及菌根真菌生物降解机制的建议,旨在对黄土高原地区石油污染土壤修复探究工作奠定理论基础,对促进黄土高原地区土壤的保护及可持续利用具有重大意义。     

土壤砷污染及其植物修复技术研究进展

综述了土壤砷污染现状以及土壤砷富集植物开发现状,探讨了提高植物修复砷污染土壤的技术途径与强化措施,同时介绍并对比各种植物产后处置技术,最后分析了砷污染土壤的植物修复技术未来的研究方向。     

石油污染土壤植物修复技术研究及展望

石油在开采、运输和炼制过程中,由于操作不当等原因,常会有泄露或排放的现象,造成严重的环境污染。石油烃在表层土壤中的积累会导致土壤结构的破坏使土壤通透性能变差,严重影响到农作物的生长和发育。介绍了几种主要的石油污染土壤的修复技术,比较了各类方法的优缺点,重点分析了植物修复石油污染土壤的机理,综述了木本植物、草本植物、花卉植物以及植物联合修复石油污染土壤的应用实例,并对今后植物修复技术的发展方向进行了展望。     

柳树(Salix spp.)在污染环境修复中的应用

柳树(Salix spp.)具有生物量高、生长速度快、易繁殖、蒸腾作用强等特点,是进行污染环境修复的良好植物资源。既有研究显示,可利用柳树通过植物-土壤、植物-砂石、人工湿地及河岸缓冲区的方式净化污染水体,修复乙醇、多氯联苯、多环芳烃等有机污染,还可通过自然修复和强化修复(螯合剂、菌根)治理重金属污染。柳树对环境污染物的修复效率与品种、无性系、土壤类型及水文条件有关,且可通过螯合剂和菌根真菌等强化措施增强对污染物的净化效率。在今后的研究中,应当加强柳树生物能源开发研究,并与污染环境生态修复相结合,注重柳树环境修复优良品种的筛选与评价。     

生物修复石油污染土壤的研究进展

随着社会经济的发展,石油用量逐年增长,石油污染土壤的现象日趋严重。利用生物修复石油污染土壤,成本低,不会产生二次污染,是目前石油污染土壤的重点研究方向。该文阐述了生物修复石油污染土壤效果的影响因素以及修复技术,并对现阶段生物修复石油污染土壤存在的问题进行了分析和展望。     

石油污染土壤的微生物修复技术研究

石油污染土壤已是土壤生态环境保护急需解决的关键问题,如何高效修复污染土壤日渐成为研究热点。微生物修复石油污染土壤是一种经济、高效且生态可承受的绿色清洁技术。在此背景下分析了石油污染土壤微生物修复的主要影响因素;阐述了在石油污染土壤堆腐化修复过程中,通过添加石油降解菌（群）、氧化剂、营养物质和表面活性剂等措施来强化石油污染土壤的修复效果;探讨了石油污染土壤微生物修复技术的发展方向,可为下一步研究提供一定的依据。     

石油污染盐碱土壤生物修复模式

石油污染盐碱土壤的生物修复从机理上看,最主要的作用是微生物的降解能力,而植物和其他措施则主要起着辅助和刺激土壤微生物发挥效用的作用.因此,将石油污染盐碱土壤的生物修复模式划分为生物强化、生物刺激以及生物强化和生物刺激组合的三大类.生物强化主要强调石油污染物降解的直接加强措施,使该作用成为修复的主流或强势;而生物刺激则强调环境因素的改变,使生物强化效果提高的各种间接措施.在实际应用过程中,生物强化和生物刺激联合模式是提高石油污染物快速降解转化的主要生物修复模式.目前国内外的研究结果表明,在降解率方面,生物刺激＜生物强化＜生物强化和生物刺激的组合.根据污染土壤的具体情况,一般采用的生物刺激手段越丰富,降解效果越好.一般地,影响石油降解的顺序为营养＞表面活性剂＞电子受体.因此,生物强化是生物修复的主体,辅助以适当的生物刺激手段是石油污染盐碱土壤生物修复模式的首选.而成本有限时,应优先考虑营养刺激.     

生物修复对黄土壤中石油烃的去除作用及影响因素

利用微生物法对石油污染黄土壤进行实验室模拟修复研究,通过测定修复过程中的不同组分烃、不同形态氮和有效磷含量,石油烃降解菌数量对修复效果及影响因素进行了评价。结果发现,经过5周的修复处理,生物刺激法处理的土壤中总石油烃、烷烃、多环芳烃的去除率分别为14.54%、21.98%、33.14%,土壤铵态氮含量由初始添加的210.4 mg·kg-1降低至97.2 mg·kg-1,土壤硝态氮含量在修复过程中基本保持不变。经过生物刺激修复的土壤中石油烃、烷烃、多环芳烃降解菌数分别为1.60×105、3.09×105、7.08×103,而未经修复处理的土壤中三种烃降解菌数量分别为2.69×10~4、2.57×10~4、4.07×103。结果表明利用生物刺激法可有效去除黄土壤中的石油烃。影响石油污染黄土壤生物修复作用的限制性因素为土壤中铵态氮和有效磷含量,与未经修复处理的石油污染土壤相比,生物刺激处理使土壤中烃降解菌数量增加。     

石油污染土壤的生物修复研究

通过田间试验研究了玉米和向日葵两种植物对石油污染土壤的修复作用,考察了外源菌(DX-9)对植物修复的强化和协同效应,对"外源菌-植物"修复效果进行了初步评价.结果表明,在10000mg·kg-1污染浓度下,150 d玉米、向日葵试验区土壤中石油降解率分别为42.5%和46.4%,较对照区提高了100.5%和118.9%.外源节细菌的施加可使生物修复速度显著加快,150 d"DX-9-玉米"和"DX-9-向日葵"试验区石油烃降解率分别达到72.8%和76.4%,较同期单独植物修复的降解率提高了71.3%和64.7%.500 d各试验区土壤中石油烃降解率分别为95.5%、96.1%、97.6%和98.9%,土壤中石油烃含量均低于国家标准规定限量(<500mg·kg-1);土壤主要理化性质、生物群落分布、呼吸强度及植物不同部位中石油烃的残留量与对照无显著差异.结果表明:玉米、向日葵与节细菌对石油污染土壤的联合生物修复效果显著;经过两年修复,污染土壤恢复健康状态.     

黄河三角洲滨海湿地土壤石油污染危害及生物修复技术

概述了黄河三角洲滨海湿地土壤石油污染现状和石油污染物对该地区土壤、水、空气以及对人类自身造成的危害,论述了石油污染土壤的各种生物修复技术特点及适用范围,并对生物修复技术的研究进展进行了热点分析,最后结合"蓝、黄"两大发展战略对黄河三角洲滨海湿地石油污染土壤修复治理进行了展望。     

牧草植物对黄土丘陵区农田石油污染土壤的修复研究

为了研究牧草植物对农田土壤石油修复效果,选取了紫花苜蓿、沙打旺、白三叶、红三叶、碱茅草等5种牧草类植物在石油污染农田土壤中种植,通过测量土壤石油烃含量变化、植物出芽率、生物量等指标。结果表明:与无污染土壤空白对照相比, 5种牧草类植物在石油污染土壤中的出芽率分别降低了12.1%,5.4%, 18.2%,19.5%,51. 2%;植物生物量减少了12%,13.6%,15.4%,23.8%,27.1%。与空白对照无植物生长相比,5种植物的生长使土壤石油降解率分别提高了53.2%, 47.7%, 32.7, 30.4%,15.6%。石油污染土壤中的出芽率的大小顺序:沙打旺紫花苜蓿红三叶白三叶碱茅草;5种植物对石油降解率的作用大小顺序为紫花苜蓿沙打旺白三叶红三叶碱茅草;石油污染土壤中的生物量和富集石油烃能力顺序一致:紫花苜蓿沙打旺红三叶白三叶碱茅草。从以上可以看出紫花苜蓿、沙打旺、红三叶和白三叶具有修复石油污染土壤的潜力。