高含硫气井井喷事故污染土壤的植物修复研究——以重庆市开县"12·23"特大井喷事故为例

以重庆市开县12.23特大井喷事故为例,对高含硫气井井喷污染土壤展开修复研究。首先根据土壤污染程度提出了植物提取修复方案,实施修复后再次测量污染物含量以验证修复方案的效果。结果表明,柳树、杂草等对受污染土壤重金属Zn、Cd的修复效果很好,使其含量降低了近60%;首次发现大黄对环境硫污染的修复效果很好,使硫含量降低约77%;利用植物提取可有效修复高含硫气井井喷污染,为类似事故造成的土壤环境污染的快速修复提供了理论支持。     

间套作体系在污染土壤修复中的应用研究进展

我国土壤环境污染态势严峻,污染土壤的修复备受关注。植物修复技术是当今的研究热点之一,但是利用植物修复技术清洁污染土壤需时较长,且需中断农业生产。间套作体系应用于污染土壤的修复,是一条有效的新途径。为此综述了间套种在重金属和有机污染物污染土壤修复中的应用,介绍了间套作体系在减少植物对重金属的吸收、提高植物对重金属的提取以及促进有机污染物的降解等方面的作用,同时提出在土壤修复中,应根据不同的目的选择更多的适当的植物组成间套作体系,并加强间套作体系中植物间交互作用机理研究。

     

蚯蚓-甜高粱复合系统对土壤镉污染的修复作用及机理初探

为了有效地修复土壤镉污染,解决植物修复的二次污染问题,本试验以北京西南郊衙门口污灌土（土壤全镉含量为3.45 mg·kg-1　）为供试土壤,采用蚯蚓-甜高粱复合系统对土壤镉污染的修复作用及机理进行了研究。试验设置对照、种植甜高粱（每盆5株）、接种蚯蚓（每盆12条）和种植甜高粱并接种蚯蚓4个处理,研究了杜拉蚓对能源植物甜高粱在镉污染土壤修复中的调控作用。结果表明;杜拉蚓能显著增加甜高粱的生物量,45 d时添加蚯蚓较未加蚯蚓的处理,地上部与地下部干重生物量分别增加了16.02％和31.52％;投加蚯蚓的处理提高了甜高粱对Cd的吸收量,45 d时添加蚯蚓较未加蚯蚓的处理,地上部与地下部总镉含量平均每盆分别提高了8.89和43.18×10-3 mg;蚯蚓处理提高了土壤中NH4Ac-Cd的含量,加蚯蚓较未加蚯蚓的处理45 d后使土壤有效镉提高了9.8%。此研究对植物修复重金属污染土壤有重要意义。

     

高锰酸钾氧化修复污染土壤中菲和芘的研究

利用人工污染土壤,研究了高锰酸钾对4种不同土壤中菲和芘的氧化修复效果。结果表明,当高锰酸钾浓度为33.33 mmol·L-1时,土壤中菲和芘的氧化去除率达到最大。高锰酸钾氧化去除率不仅与高锰酸钾浓度有关,还与土壤性质和老化时间有关。土壤有机质含量的增加会降低高锰酸钾对土壤中菲和芘的氧化去除率;随着老化时间的增加,高锰酸钾的氧化去除率逐渐降低。老化40 d后,4种土壤中菲和芘的氧化去除率显著降低,菲的氧化去除率在14%～67%之间,芘的氧化去除率在61%～84%之间。高锰酸钾氧化前后,4种土壤中有机质含量下降范围为0.77%～9.21%。从土壤有机质含量来看,高锰酸钾氧化修复多环芳烃污染土壤对土壤质量影响较小,具有较好的应用前景。

     

硫肥对伴矿景天修复镉污染土壤的影响

为探索穴施硫粉和硫酸亚铁肥对伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复中性Cd污染土壤的影响,筛选不同硫肥最佳施用量以提高植物提取效率,在阳朔县兴坪镇思的村土壤Cd全量为0.65 mg·kg^-1的农田上,采用田间小区试验方法,设计穴施低、中、高剂量硫粉、硫酸亚铁等7个处理,对比监测了强化修复前后土壤pH、Cd全量、有效态Cd含量和伴矿景天生物量及Cd含量。结果表明：与不施用硫肥的处理（CK）相比,60 d后穴施不同硫肥处理有效降低了土壤pH,提高了土壤有效态Cd含量,同时有效提高了伴矿景天地上部生物量和Cd含量。通过处理效果与成本对比可知,每公顷穴施79 kg硫粉、252 kg硫酸亚铁效果较好,与CK相比,土壤pH分别降低了0.94、0.67个单位,土壤有效态Cd含量分别提高了111.5%、169.5%,伴矿景天地上部生物量分别提高了11.9%、40.7%,地上部Cd含量分别提高了48.5%、132.1%,地上部Cd提取量分别提高了65.8%、226.3%。研究表明,硫粉和硫酸亚铁肥均是伴矿景天修复中性Cd污染农田土壤的潜在强化提取剂,且硫酸亚铁处理修复效率显著高于硫粉处理。     

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。

     

混合螯合剂的不同施加方式对重金属污染土壤套种修复效果的影响

【目的】开发具有应用前景的植物与化学联合修复重金属污染土壤的技术。【方法】通过盆栽试验,研究混合螯合剂（MC）的不同施用方式对东南景天Sedum alfredii和玉米Zea mays 套种系统的影响,探讨MC作为植物提取的强化剂和重金属的淋洗剂对土壤的修复效果。【结果】东南景天和玉米套种情况下,MC可以提高植物对重金属提取的效率,也可以淋洗出土壤中的部分重金属,其中MC分2次淋洗时淋出的重金属量显著大于单次淋洗。经过套种和MC淋洗后,土壤全量Cd、Zn和Pb含量降低幅度分别为30.7%~33.0%、11.9%~14.7%和13.3%~16.4%。东南景天和玉米套种的共有根际土壤微生物数量与单种植物的不同,施加MC后显著提高了套种共有根际的细菌和放线菌数量,然而,高剂量MC淋洗时共有根际的微生物数量又会下降。【结论】套种和MC淋洗联合技术对土壤重金属的去除量大于植物提取的;Pb的去除主要靠淋洗,Zn/Cd可以用植物提取去除,套种+淋洗可以加快对Zn/Cd/Pb复合污染土壤的修复。     

硅硫材料对复合污染土壤镉砷赋存形态的影响

为探究含硅含硫材料对极重度(矿区)镉砷复合污染土壤镉、砷形态动态变化的影响,以及轻、重度镉砷复合污染耕地土壤与淹水条件下含硅含硫材料对土壤镉、砷形态变化的影响,本试验采集三种不同污染程度土壤(极重度矿区污染土壤、重度污染耕地土壤、轻度污染耕地土壤),通过室内土壤培养的方法模拟施用含硅含硫材料,研究单一施用(G、S)、混合施用(GS)和混合施用结合淹水处理(GSI)对轻、重度耕地土壤镉砷赋存形态的影响,单一施用(G1、G2、S1、S2)、混合施用(GS1、GS2)以及不同施用浓度处理对极重度矿区污染土壤镉砷赋存形态的影响。结果表明:含硅、含硫材料均能降低矿区镉砷复合污染土壤中弱酸可溶态镉含量,降低幅度为6.42%～13.46%,残渣态含量上升幅度为89.84%～248.57%,显著降低土壤中镉的有效性,其中施用量高的含硅含硫材料处理(GS2)效果最为明显。硅硫材料各处理使土壤中残渣态砷上升了4.74%～13.98%,降低了土壤中砷的有效性,其中施用量低的含硅含硫材料处理(GS1)效果最为明显。硅硫材料对轻、重度污染土壤中弱酸可溶态镉含量均有降低,降低幅度为10.14%～29.93%,残渣态含量上升幅度为21.89%～60.8%,所有处理中含硅含硫材料结合淹水处理(GSI)效果最好,但砷在淹水处理下反而使残渣态分别下降了16.51%～23.96%。含硅含硫材料可降低三种类型土壤镉、砷生物有效性,含硅含硫材料混合处理优于单一处理,耕地土壤GSI处理降低土壤镉砷有效性效果最好。     

植物轮作模式对镉污染农田的修复潜力

为探讨不同植物镉（Cd）的积累特征及对Cd污染土壤的修复潜力,筛选便于推广的中轻度Cd污染农田土壤的植物修复模式,通过田间试验,利用不同吸Cd特性的水稻、油菜、油葵和伴矿景天等植物进行组合轮作,对土壤Cd有效性、植物不同部位Cd含量、富集系数、Cd积累量及移除量进行研究。结果表明：供试植物对土壤Cd的积累能力较强,除伴矿景天外,植物不同部位Cd的富集系数为1.03~8.82,不同轮作模式两茬植物地上部Cd积累量分别为13.81~81.34 g·hm^-2和21.54~74.12 g·hm^-2。不同轮作模式Cd移除量表现为伴矿景天与Cd高积累品种晚稻轮作（SPOS）>伴矿景天与Cd高积累油葵轮作（SPHA）>当地主栽品种早稻与Cd高积累品种晚稻轮作（CKOS）>当地主栽品种早稻与当地主栽品种晚稻轮作（CK）>Cd高积累品种油菜与Cd高积累品种晚稻轮作（HNOS）,其中最大移除量达150.34 g·hm^-2。第一茬植物收获后,伴矿景天降低土壤Cd含量和有效态Cd含量的效果最好,最高分别下降了15.66%和37.14%,而第二茬植物收获后,土壤有效态Cd含量均升高了95.51%以上,有利于下一年植物的吸取修复。油菜地上部Cd积累量最低,但其土壤有效态Cd含量较试验前升高了20.00%,且油菜生长期与伴矿景天接近,因此适宜与伴矿景天间套作。综上所述,伴矿景天与高积累晚稻轮作、伴矿景天与高积累油菜间套作对中轻度Cd污染农田修复潜力较大,可作为湘中Cd污染农田修复治理的种植模式。     

不同活化剂强化超富集植物鬼针草吸收Cd的比较分析

为探究不同活化剂强化超富集植物吸收土壤中镉（Cd）的效果,选用4种高效活化剂N-双谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）、聚天冬氨酸（PASP）、羟基乙叉二膦酸（HEDP）和十二烷基苯磺酸钠（LAS-30）,施用量为土壤质量的0.3%,以Cd的超富集植物鬼针草为模式种,在气候箱中控制单一环境变量,通过盆栽试验在相同Cd污染土壤浓度下进行对比探究。结果表明,4种活化剂均能影响土壤的理化性质,使土壤的电导率（EC）升高,硝态氮含量降低; HEDP、PASP和GLDA这3种活化剂处理能显著提高鬼针草生物量、株高与叶片叶绿素含量（P < 0.05）,促进鬼针草对Cd的吸收及对土壤的净化率。其中,HEDP、PASP和GLDA处理与对照组相比地上部分生物量分别提升了77.7%、97.3%和25.6%;PASP处理对鬼针草茎的Cd积累促进效果最好,GLDA处理对根、叶和花果的Cd积累促进效果最好。相比于对照组的净化率2.46%, PASP、GLDA和HEDP处理单株鬼针草对土壤净化率分别为4.85%、 4.37%和3.08%。综上,Cd污染土壤中施加活化剂（GLDA、PASP与HEDP）能通过影响土壤的理化性质,使鬼针草叶绿素含量、株高、生物量增加,增强鬼针草对Cd的富集,使鬼针草对土壤中Cd的净化效率提升,效果最好的为PASP处理。结果可为活化剂在矿区、抛荒地等严重Cd污染土壤的植物修复领域的应用提供了重要的理论参考。     

紫花苜蓿-菌根真菌-根瘤菌对多氯联苯污染土壤的修复作用

以紫花苜蓿为材料,运用盆载试验,通过接种根瘤菌、菌根真菌对多氯联苯污染土壤的修复效应进行了研究.结果表明,紫花苜蓿对土壤中多氯联苯浓度降低具有重要作用,重污染土壤中平均降低了24.48%,轻污染土壤平均降低了19.14%;根瘤菌和菌根真菌双接种强化了紫花苜蓿对多氯联苯的修复作用,污染土壤的修复效果与土壤原污染程度有关;紫花苜蓿-菌根真菌-根瘤菌协同修复效果在重污染土壤中强于轻污染土壤;同时紫花苜蓿对土壤中PCBs表现出较强的耐性,因而可以作为PCBs污染土壤的植物修复材料.     

Cd污染土壤的修复研究（英文）

[目的]研究植物对Cd污染土壤的修复效果。[方法]采取模拟和实地试验,通过种植黑麦草,研究植物对污染场地土壤的修复效果。[结果]在洗脱后的土壤中种植黑麦草0~60 d,土壤中Cd含量呈现快速下降的趋势,60 d后植物对Cd的富集能力随种植时间增长逐渐减弱,在植物修复75 d后土壤中的Cd含量大大降低,修复效率为90.66%。[结论]黑麦草修复技术对Cd污染土壤具有较好的修复效果。     

螯合剂在重金属污染土壤植物修复中的应用研究进展

重金属污染土壤的植物提取修复强化途径主要有2种,一是提高植物生物量,二是提高植物体内重金属含量.从螯合剂的作用机理,常用螯合剂种类,不同种类螯合剂对土壤中目标重金属的活化效果,以及螯合剂诱导下植物对目标重金属的吸收和积累效应,螯合剂使用对生态环境造成的负面影响等方面综述了重金属污染土壤螯合诱导强化植物提取修复技术的研究进展,同时对植物修复后的评价以及螯合诱导植物修复技术今后的发展方向进行了探讨.     

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。     

生物炭-壳聚糖复合材料对镉污染土壤的修复效果研究

[目的]探讨生物炭-壳聚糖复合材料(CBC)对镉(Cd)污染土壤的修复效果。[方法]以黑麦草为供试植物进行盆栽试验,探究向酸性低镉土壤、中性高镉土壤和碱性高镉土壤中分别添加0、0.5%、1.0%和3.0%(W/W)的CBC时,土壤pH、全镉含量、有效态镉含量、黑麦草根和茎叶的生物量以及其中的全镉含量变化情况。[结果]施用CBC可以提高酸性和中性土壤的pH。随着CBC施用量的增加,土壤中有效态镉含量降低,当施加量至3.0%时达到显著水平。CBC可以钝化土壤中的镉活性,其钝化效果与土壤污染程度、酸碱性密切相关。随着CBC施加量的增加,黑麦草根和茎叶中镉含量降低,尤其植物地上部分降低效果明显,也证明了CBC对土壤中镉具有钝化作用;黑麦草的富集系数(BCF)和转运系数(TF)随CBC施用量的增加而减小,表明施用CBC能够减弱土壤中的镉向植株体内的迁移,从而达到缓解镉毒害的作用。[结论]CBC可以用于镉污染土壤的修复,尤其是在污染程度严重的酸性土壤中效果更加显著。     

植物修复重金属和抗生素复合污染土壤微生物数量和酶活性的变化

养殖废水污灌易引发土壤重金属和抗生素复合污染,为探索植物修复下复合污染土壤重金属和抗生素变化对土壤微生物活性的影响,利用锌镉超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)修复贵阳市某复合污染菜地土壤,研究植物修复和常规种植模式下复合污染土壤微生物数量和酶活性。结果表明:伴矿景天修复后,土壤中重金属Zn、Cd和Pb总量分别降低13.2%、17.8%和12.2%;四环素、土霉素和强力霉素分别下降70.5%、57.4%和76.0%;磺胺甲恶唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶以及喹诺酮类氧氟沙星和恩诺沙星下降幅度为35.8%～62.3%;土壤细菌、真菌数量分别增加了18.8%和73.1%;土壤中脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性分别提高了16.5%、65.4%和20.5%。常规种植芹菜(Apium graveolens L.)土壤中的重金属和抗生素含量也呈降低趋势,微生物数量和酶活性相应提高,但变化幅度小于伴矿景天修复土壤。在植物修复下土壤重金属含量降低,抗生素生物降解作用增强,污染物下降后,其对土壤微生物及酶的抑制减弱,可提高土壤生物活性,改善土壤微环境。     

不同工业废弃物对稻田土壤中镉 铅生物有效性及其形态的影响

应用盆栽试验研究了几种工业废弃物对水稻土壤中Cd、Pb的生物有效性及其形态的影响,以寻找有效的土壤重金属化学修复技术应用于当前轻度污染土壤.结果表明,施用纸厂滤泥、石灰使土壤交换态Cd比对照分别降低了47.6%、47.1%,糙米中的Cd含量分别比对照下降了61.3%、51.9%;使土壤交换态Pb比对照降低了93.8%、91.1%,糙米Pb含量下降了57.6%、61.8%.铁尾渣、粉煤灰对降低土壤Cd、Pb生物有效性也表现了不同程度的效果.偏硅酸钠对降低污染土壤中糙米Cd的效果不明显,但降低糙米Pb效果显著,为53.3%,接近石灰和纸厂滤泥.纸厂滤泥为造纸厂废弃物,含高碱度和有效硅、磷酸盐,添加后不造成作物减产,且对降低稻田土壤Cd、Pb生物有效性具有显著的效果,因而是一种有效的、低成本化学修复技术.     

植物-微生物联合修复佳乐麝香与镉复合污染土壤的研究

为探讨植物-微生物联合修复佳乐麝香(HHCB)与镉(Cd)复合污染土壤技术的可行性及其相关修复土壤微生物群落多样性的变化,采用紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)与孔雀草(Tagetes patula L.)两种植物配合HHCB降解菌,对HHCB,Cd复合污染土壤进行联合修复研究,并使用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)在微观层面上进一步分析土壤微生物群落多样性的变化趋势。结果表明:孔雀草对Cd的富集效果要好于紫茉莉,且两种植物地上部分对于Cd的富集效果更好。HHCB含量的增加会导致降解菌的降解效率降低,在HHCB含量为100mg·kg-1时,最好的降解效果可达到63.58%,在HHCB含量为300mg·kg-1时,最好的降解效果达到55.3%。土壤中HHCB的含量升高,其细菌种群多样性指数呈现降低的趋势,添加Cd也会使其细菌种群多样性指数呈现降低的趋势,HHCB与Cd复合污染的细菌种群多样性指数低于HHCB与Cd单一污染的细菌种群多样性指数。研究结果为HHCB与Cd复合污染土壤的植物-微生物联合修复提供了一条比较可行的方法并为进一步研究其微生物多样性变化提供了一定的理论基础。     

有机物料对镉污染酸性土壤伴矿景天修复效率的影响

伴矿景天（Sedum plumbizincicola）是一种镉/锌（Cd/Zn）超积累植物，是Cd污染土壤吸取修复的理想植物。为提高伴矿景天（S.plumbizincicola）对Cd污染酸性土壤的修复效果，本研究以水稻秸秆、大豆秸秆、猪粪和水溶性有机肥4种有机物料为材料，分别按土质量1%、3%的施用量施入Cd污染酸性农田土壤，研究了4种有机物料对伴矿景天Cd修复效率的影响。结果表明：施用有机物料可提高土壤pH值和土壤有机质、碱解N、有效P和速效K含量，有效改善供试土壤理化性质；有机物料对土壤有效态Cd含量的影响因有机物料种类和施用量而异，以3%水溶性有机肥处理效果最好，较对照提高了50.0%。与对照相比，施用有机物料显著促进了伴矿景天生长，地上部和根部生物量分别增加了1.08%~40.69%和4.17%~54.17%；水稻秸秆、大豆秸秆和水溶性有机肥处理伴矿景天地上部和根部Cd含量分别较对照增加了10.02%~64.91%和10.95%~45.78%。单一种植伴矿景天修复后土壤Cd去除率为27.6%；施用有机物料辅助修复，土壤Cd去除率可达29.8%~50.7%。因此，在Cd污染酸性土壤伴矿景天（S.plumbizincicola）修复中，可考虑水稻秸秆还田和施用水溶性有机肥来提升修复效率。     

生物质炭对重金属污染土壤中汞的赋存形态及运移分配的影响

以不同用量生物质炭修复汞污染土壤为研究对象,通过盆栽方法采用BCR 3步连续提取法对土壤中Hg的赋存形态、生物可利用性及分配规律进行研究,探讨生物炭对褐土土壤Hg污染的控制效果。结果表明,生物质炭施用后明显提高了土壤p H值,平均每添加1%的生物质炭,可提高土壤p H值0.17个单位;生物质炭的添加改变了土壤中各形态Hg的分配,可有效降低水溶态Hg含量,提高残渣态和有机结合态Hg含量。平均每添加1%生物质炭,可降低重金属Hg生物有效性0.583μg/kg,说明生物质炭的添加对重金属污染土壤Hg的运移分布及赋存形态具有明显的影响,随着生物质炭添加量的增加,重金属Hg被钝化在土壤中,有效降低了植物体内、淋溶液以及挥发至大气中的重金属Hg的含量。生物质炭具有修复和改良重金属污染土壤的特征。