重金属污染土壤的植物修复对“环保育种”的呼唤

因人类活动诸如采矿、冶炼、电镀、电源和燃料生产、垃圾堆积过程和农业集约化中化肥、农药、除草剂等大量和超量使用等排入到环境中,导致重金属污染土壤,带来了严重的后果.而植物对重金属的抗性、避性和富集性及超富集性,使得污染土壤的植物修复和利用成为可能.由于自然的超富集植物具有地域性、植物种类的差异性,且忍耐重金属浓度的有限性,因此,超富集植物具有修复时间长的特点.现针对重金属污染土壤的修复和利用提出了“环保育种”的概念,以及开展“环保育种”的基础和广阔的应用前景.为加快修复和利用被重金属污染的土壤,“环保育种”迫在眉睫.     

绿化树种重金属富集效能及影响因素研究进展

近年来国内的重金属污染事件时有报道,重金属污染已对人类的健康造成严重威胁和挑战,重金属污染问题亟待解决。植物修复技术以其特有的经济、环保等优势受到越来越多研究者的关注。该研究从影响植物重金属富集效能的因素方面,在不同的大气、土壤重金属污染情况下,对植物重金属的富集效能进行了综述,以期为我国绿化树种重金属富集效能的研究提供参考依据。     

丛藓科湿地藓属植物对环境的指示作用

选取Cu、Zn、Cd、Pb等主要重金属化学元素为营养富集指标,测定河北省邢台县云梦山丛藓科湿地藓属植物体内及土壤中的重金属含量,并对其进行分析。结果表明:丛藓科湿地藓属植物花状湿地藓、尖叶湿地藓、芽胞湿地藓对Pb、Cu、Cd、Zn有较强的吸收能力;植物体内重金属元素含量较高,对重金属具有富集能力,不同植物富集不同重金属的能力各不相同,且与其生长的基质有一定的相关性。     

重金属Cd污染土壤的植物修复研究

重金属污染是当下威胁环境安全、威胁人类健康的重要污染形式之一,重金属污染广泛存在水环境和土壤环境中,通过富集的方式堆积在植物、动物体内,最终沿着食物链大量积累在人体内。重金属污染的治理已经成为土壤和水环境污染治理的重点之一,植物修复是常见且常用的修复治理方法,就是通过植物对重金属的富集作用来吸收、分解、转化、固定重金属元素,降低土壤中重金属的含量。主要围绕重金属镉(Cd)的植物修复进行分析和探讨,希望可以为增强我国污染土壤植物修复能力提供一些思路。     

芥菜重金属富集特征及其抗氧化能力研究进展

芥菜是我国广泛种植的一种十字花科蔬菜。在印度芥菜被发现是重金属超积累植物后,众多学者开展了其他芥菜对重金属富集能力及其对重金属胁迫响应的相关研究。本文总结了前人对芥菜富集重金属能力、富集机理及重金属胁迫下芥菜的各生理指标变化及抗氧化特征等方面的研究进展,旨在为后续利用芥菜修复土壤重金属污染问题或利用重金属污染土地种植重金属低吸收芥菜提供理论依据。     

植物修复技术在城市工业废弃地中的应用研究

基于辽宁省丹东市凤城北部山区土壤重金属污染严重的问题,采取野外调查的方法,寻找重金属忍耐型植物或具有(潜在)超富集特性的植物,以期为植物修复技术在城市工业废弃地中的应用提供重要的科学依据;同时运用原子吸收分光光度法测定优势植物中Cu、Zn、Pb、Cd重金属元素的含量,并计算植物对重金属的富集系数和转移系数.结果表明:羊胡子薹草对Cu的富集和转移能力较强;地榆和烟管头草对Cd的富集和转移能力较强.最终确定青城子铅锌矿废弃地植被重建的先锋物种:排土场中选取烟管头草、地榆、羊胡子薹草;尾矿库中选取兴安毛连菜、苦荬菜、白花败酱;周边山地中选取白桦、绣线菊、大籽蒿等植物.     

葫芦岛市工业废弃地中植物对重金属的利用程度研究

采用Tessier连续提取法,分析了葫芦岛市杨家杖子钼矿区土壤中重金属的形态分布,探讨了重金属在土壤中的生物活性特征,研究植物对重金属的吸收特性以及重金属在植物体内的分布特征,以期为治理钼矿区土壤重金属污染的植物修复技术提供理论支持.结果表明:采场周边山地可交换态Cd、Cu、Zn含量最高;排土场周边耕地可交换态Zn、Mo、Cu含量最高;尾矿库周边耕地可交换态Cd、Zn、Mo含量最高,对植物的有效性和毒性最大.通过对土壤中重金属可利用态与作物体内重金属含量的相关性分析发现,土壤中Zn、Cd的有效态含量和作物籽粒内的5种重金属含量间有着极显著的或弱的负相关关系,其余元素间的相关性都不显著.     

哈尔滨市常见绿化树种对土壤重金属污染的修复效应

以哈尔滨市常见的19种绿化植被为主要研究对象,经过野外调查和室内分析对19种植被的根、枝、叶内重金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd)总量进行分析测定。结果表明:植被对重金属的富集和转运因植物种类、部位及重金属种类而不同。依据植被对重金属的富集和转移能力不同,进行聚类分析得出,榆叶梅和蒙古栎对土壤中重金属元素Zn、Cd的富集和转移能力都很强;垂柳、旱柳、银中杨、梨树、山荆子、山槐对土壤中重金属元素Cu、Pb的富集和转移能力都较强;榆树、紫丁香、黄菠萝对土壤中重金属元素Cu的富集和转移能力较强;云杉、山杨、红松、色木槭、暴马丁香、白桦、大果榆、山里红对土壤中重金属元素Cu、Zn、Cd的富集和转移能力较强,对土壤中重金属元素的Pb富集能力也比较强,但转移能力弱。     

哈尔滨市东南郊菜地土壤重金属环境效应分析

通过分析哈尔滨市东南郊菜地土壤重金属含量及3种蔬菜作物对重金属的累积情况,研究土壤重金属的环境效应。结果表明,哈尔滨市东南郊土壤重金属含量分别为:Cu28.451mg·kg-1、Pb35.258mg·kg-1、Zn57.654mg·kg-1、Ni30.209mg·kg-1、Cr32.660mg·kg-1、Cd0.126mg·kg-1、As3.934mg·kg-1、Hg0.049mg·kg-1。在环境效应方面,作物根、茎、叶、果实重金属含量依次递减,即根部的重金属含量最高。不同蔬菜作物对土壤中重金属的富集能力不同,菜豆比较容易累积Pb、Cr,葱比较容易累积Cd,茄子则比较容易累积As。在食用安全性方面,这3种蔬菜的重金属含量均未超过国家标准。     

湘江流域重金属Mn超富集植物的筛选与分析

通过在锰矿区种植、筛选、分析Mn等重金属超富集植物,获得其生长量和重金属浓度,筛选出适宜并有效富集重金属的紫叶美人蕉、薮苎麻、再力花和芦苇等植物,为流域生态修复重金属污染提供植物选择。     

土壤重金属胁迫与植物相关miRNA的研究进展

重金属污染是指由于人类对矿山过度开采、金属冶炼与加工及其它化工操作,造成的铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)等重金属以各种形式进入生态环境中,在其中留存、积累和迁移而造成的生态污染,土壤重金属污染的治理已成为目前环保关注的焦点。植物在长期进化过程中形成了根系富集、细胞壁束缚、跨膜转运等多种应对重金属胁迫的应答机制。microRNA(miRNA)是一类调控基因表达的重要小分子RNA,通过调控靶基因的表达而参与植物的生长发育、胁迫应答等生理代谢活动,它们同样在植物应答重金属胁迫过程中发挥重要作用。该研究对土壤中重金属污染现状进行了综述,并阐述了重金属胁迫条件下相关miRNA表达调控情况,以期为更好地研究植物miRNA应答重金属胁迫的调控机制提供参考依据。     

土壤重金属污染及其修复技术研究进展

重金属污染严重影响植物的生长发育,影响作物的产量和品质,并通过生物链放大作用进一步对人类和环境造成严重危害,因此重金属污染已成为世界性的重大环境问题。本文综述土壤重金属污染的现状、修复和调控的重要性及对无公害生产的影响,提出用农艺调控、植物修复及微生物修复技术来治理和修复重金属污染的土壤。     

木本园林植物对土壤重金属的富集及修复效应研究进展

我国城市土壤重金属污染形势严峻,已经严重威胁到人类健康,因此受到普遍关注.木本园林植物是城市绿化、建设的主体,是城市生态系统中富有生命力的单元.植物能绿化、美化环境但不会进入食物链,可以对重金属污染土壤进行持续修复,已成为城市土壤污染植物修复的重要研究领域.该研究综述了近年来用于重金属污染土壤修复的木本园林植物,对其修复土壤的强化措施进行了探讨.重点阐述了木本园林植物对各种重金属的富集效应,对其耐受性和净化土壤重金属污染的应用潜力进行了分析,并对未来的发展方向进行了展望.     

辣椒吸收富集镉研究进展

镉作为重金属污染主要元素之首,具有极高生物毒性,且能在土壤—作物—人循环系统中快速转移。辣椒是人们喜食的蔬菜之一,且具有较强的吸收和富集镉能力。本研究通过对镉在土壤中的存在形态、镉在辣椒品种间以及辣椒不同器官的富集差异、镉对辣椒理化性状的影响、外源物质对辣椒吸收富集镉的调控4个方面进行了探讨和概述,并提出目前研究中存在的一些问题和展望,旨在为辣椒安全生产和下一步的研究方向提供参考依据。     

农作物镉积累的品种差异及其机理研究进展

我国土壤重金属污染严重,低积累品种的选育可以降低土壤重金属向人类食物链的转入风险,用于解决污染土壤上的食品安全生产问题。目前关于镉低积累品种筛选的研究包括水稻、大白菜、辣椒、花生、甘薯、向日葵和烟草等数10种农作物,不同品种的作物对镉表现出提取和在不同部位间的分配差异,并且可能影响营养元素的吸收。不同品种作物根系中的Cd离子吸收相关蛋白的表达、根系形态和根系分泌物都会影响作物对Cd的提取情况;植物输导组织的作用影响Cd在各部位的分配;在植物的不同亚细胞组分中镉含量不同,这可能与不同品种作物对Cd胁迫采取的适应策略不同有关。为了进一步促进镉低积累作物的选育工作,今后应加强应用研究。     

芦苇修复重金属污染土壤研究进展

土壤重金属污染已成为世界性的环境问题,利用植物修复重金属污染土壤是当前环境修复研究的热点,近年来,国内外众多学者相继开展了植物修复重金属污染土壤的研究,报道了一系列重要研究成果,芦苇对重金属具有较强的耐受及吸收能力,综述了芦苇对重金属的吸收及重金属在芦苇体内的分布特征,重金属对芦苇的毒害及芦苇对重金属的解毒机制,芦苇在土壤重金属污染修复中的强化途径,并对芦苇修复重金属污染土壤研究前景进行了讨论。     

抗性菌株JB13强化高羊茅对铅镉的富集

以铅镉抗性菌株JB13和高羊茅为试材,采用植物微生物联合修复的方法,研究了Pb、Cd抗性菌株(JB13)与高羊茅共同作用对Pb、Cd污染土壤修复的影响,以期得到高效修复重金属的方法。结果表明:Pb、Cd对高羊茅的生物量有抑制作用,且对地上部的抑制作用高于地下部,Cd对高羊茅生长的抑制作用强于Pb。高羊茅具有富集重金属的能力,Pb、Cd单一和共同污染时地下部富集量优于地上部。抗性菌JB13能促进高羊茅对重金属的富集。     

贵州油菜各器官在不同生育时期对土壤重金属的富集

以油菜4个生育时期(苗期、抽薹期、花期和收获期)耕作层表层(0~20cm)根区土壤以及油菜植株为试材,测定各生育时期土壤及油菜各器官重金属(Cr、Cd、Pb、Cu、Zn)含量,研究了油菜各生育时期对土壤重金属的富集、转运情况,以期分析各器官对重金属的富集能力。结果表明:油菜各生育时期对重金属的富集能力各异。总体而言,对Zn的富集能力最强,其次是Cd,对Cr富集能力最弱;油菜对Zn、Cd和Cu的富集能力均呈先减弱后增强再减弱的趋势,花期富集能力最强;各生育时期叶、根和茎是Zn和Cd主要富集器官,除了茎,其它器官对Cu具有很强的富集能力,Pb在苗期和抽薹期主要富集在油菜根系,花期和收获期被转运至花和籽;花期Cr被富集在茎和花,其它生育时期Cr主要被富集在根系;对比食品中污染物限量标准,发现除Pb以外,油菜籽中其它重金属均未超标,有关籽粒中重金属的安全性尚需后续研究。     

蔬菜对重金属生物富集程度的初步研究

在农区随机采集蔬菜样品及相应土壤,测定其重金属含量及土壤pH,分析各种蔬菜对重金属的生物富集程度。结果表明,各种蔬菜对不同重金属的生物富集程度有较大差异,叶菜类蔬菜总体富集程度较高;重金属中,各种蔬菜对镉(Cd)的生物富集程度均较高;土壤pH与叶菜类蔬菜对Cd的生物富集程度呈显著负相关。     

镉超富集植物耐镉性的分子机制研究进展

土壤中的镉污染已经成为威胁生态系统和人类健康的严重环境问题。植物修复是一种绿色、经济、生态友好的土壤修复技术,超富集植物由于在植物修复中的巨大应用价值而备受关注。了解镉超富集植物的分子调控机制,对于Cd土壤修复具有重要理论指导意义。该文综述了国内外镉超富集植物耐镉性分子机制的研究现状,并对存在的问题和研究前景进行了展望。