施用EDDS对海州香薷铜锌吸收的强化作用及淋溶风险

通过田间盆栽试验，研究了加入易降解螯合剂EDDS后污染土壤及修复植物海州香薷地上部Cu和Zn含量的变化，及地下50cm处渗滤水中Cu、Zn浓度。结果显示，添加EDDS提高了海州香薷对Cu和Zn的吸收量，同时增加了50cm土层处渗滤液的Cu和Zn浓度，但是渗滤液中重金属浓度仍低于国家Ⅲ类地下水水质标准，表明EDDS对于海州香薷吸收铜、锌有一定的促进作用，且对于地下水的潜在淋滤风险较小。     

2种螯合剂对油菜吸收Cd的影响

[目的]为探明乙二胺四乙酸（EDTA）和乙二胺二琥珀酸（EDDS）增强重金属植物修复的机理提供理论依据。[方法]采用液体培养的方法,在向溶液中添加EDDS和EDTA的情况下,研究油菜对培养液中重金属Cd的吸收和转运情况。[结果]在EDDS和EDTA存在情况下,油菜根系Cd含量减少,地上部Cd含量与对照相比显著增加。EDDS和EDTA能增强Cd从油菜根系到地上部的转运,EDTA对Cd向油菜地上部转运的能力显著大于EDDS,这与EDTA可显著增强木质部液Cd浓度有关。[结论]EDDS和EDTA均能促进Cd从油菜根系到地上部的转运,且EDTA的能力显著大于EDDS。     

螯合诱导植物修复中污染土壤的重金属淋滤行为

采用土柱淋滤试验,研究乙二胺二琥珀酸(EDDS)和乙二胺四乙酸(EDTA)诱导植物修复过程中的土壤重金属淋滤行为,同时比较了香根草(Vetiveria zizanioides L.)和玉米(Zea mays L.)在减少重金属淋滤方面的作用.结果表明,在25 d内经过480 mm降雨的淋洗, EDDS处理的土柱(80 cm土层)没有出现重金属的淋滤;而EDTA明显导致表层土壤重金属向下层土壤迁移,该迁移行为与降水量的大小、种植植物与否关系密切.香根草和玉米可明显延缓EDTA引起的土壤重金属向下层土壤的淋滤,且香根草的延缓效果好于玉米.上述结果表明,EDDS诱导的高生物量植物修复是相对安全的,而使用EDTA需要考虑当地的降水条件.     

EDDS对印度芥菜Cu积累的影响及与P-ATPase的关系研究

通过水培的方法研究了可降解螯合剂EDDS对印度芥菜对Cu积累的影响,分析了根系中与Cu主动排出有关的P型ATPase的活性及其基因表达。结果表明:根系中Cu的积累量随外界浓度的升高而升高,但Cu在茎杆与叶片中的积累量则变化不大。随着外加EDDS浓度的增加,根、茎、叶中的Cu的积累量均出现下降的趋势。上述结果表明,根系以Cu离子为主要的吸收形式,而不是EDDS-Cu。通过对印度芥菜根系细胞膜上P型ATPase活性及基因表达分析后发现,不加EDDS时,随着外界Cu浓度的升高,ATPase活性增强,而当Cu达到16μmol L-1时出现降低的趋势。但是,ATPase活性随着外加EDDS的浓度增加而降低,这是因为EDDS降低了外界的Cu活度。RT-PCR分析结果表明,该ATPase的基因(BjHMA)在转录水平上的表达与活性变化一致。由于P型ATPase的作用是将Cu排出细胞,因此上述结果说明,其活性大小以及转录水平的变化受到外界Cu离子活度的影响,在一定的范围内可以调节植物对Cu的积累。     

水平交换电场与EDDS螯合诱导植物联合修复Cu/Zn污染土壤

电动修复技术是20世纪80年代兴起的一种污染土壤修复技术。该技术在污染土壤两端施加直流电场,在电场作用下土壤中的重金属和有机污染物通过电迁移、电渗流和电泳等方式迁移出土体,从而实现污染土壤的清洁[1,2]。近年来,通过将电动修复技术与其他污染土壤修复技术(如化学修复、生物修复等)[3～5]相结合来共同提高污染土壤的修复效率逐步成为污染土壤修复中一个新的发展趋势。由于直流电场通常会加快土壤颗粒上重金属离子的解吸,提高土壤溶液中重金属的含量[2],因此将电动与植物联合使用可能会促进植物对重金属的吸收、积累,加快修复过程。O Connor和Lim的研究[6～7]均发现,施加水平直流电场可显著提高植物     

EDDS对海州香薷修复重金属复合污染土壤的田间效应

两年田间小区试验研究了加入易降解络合剂EDDS后污染土壤及修复植物海州香薷地上部Cu、Zn、Pb含量及地下水水质变化。结果显示,添加EDDS能在一定程度上提高海州香薷对Cu、Zn、Pb的吸收量,但是对地下水水质影响不大,符合国家III类地下水水质标准。EDDS强化海州香薷修复复合污染土壤有一定的应用前景,且对于地下水的潜在淋滤风险较小,但是在应用期间应注意对环境因素特别是降水及地下水的影响。     

EDDS对Cd胁迫下三叶鬼针草生长和抗氧化酶系统及Cd积累的影响

为探讨乙二胺二琥珀酸(EDDS)对镉(Cd)胁迫下三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)生长和抗氧化酶系统及Cd积累的影响,采用盆栽实验,研究了40 mg·kg~(-1)Cd胁迫下,施加0(CK)、0.5、1.5、2.5 mmol·L~(-1)和5.0 mmol·L~(-1)EDDS后三叶鬼针草生长和抗氧化酶活性及Cd积累的变化。结果表明:施加0.5 mmol·L~(-1)和1.5 mmol·L~(-1)的EDDS利于三叶鬼针草幼苗的生长,株高、根长、地上部鲜干重和地下部鲜干重均显著增加;施加0.5、1.5 mmol·L~(-1)和2.5 mmol·L~(-1)EDDS使地下部(根)和地上部(茎和叶混合)组织中Cd含量均显著大于CK,且在1.5 mmol·L~(-1)时Cd积累量达到最大(分别为31.954 mg·kg~(-1)和109.454 mg·kg~(-1)),富集系数和转运系数也达到最大(分别为3.521和3.426);随施加EDDS浓度的升高,植物地下部和地上部组织中过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先增强后降低或持续增强的趋势,说明抗氧化酶系统被启动,以清除胁迫过程中积累的活性氧(ROS),缓解胁迫对植物造成的膜脂过氧化损伤。因此,施加适宜浓度的EDDS可促进三叶鬼针草幼苗的生长,增加三叶鬼针草对Cd的吸收和富集能力,有利于Cd污染土壤的修复,综合考虑螯合剂的成本以及对土壤造成的二次污染,宜选用EDDS的浓度为1.5 mmol·L~(-1)。     

可降解络合剂及微生物调控对海州香薷修复污染土壤的效应

盆栽试验研究了海州香薷在Cu、Zn、Pb污染土壤上生长和对Cu、Zn、Pb的富集能力,以及调控剂EDDS、壳聚糖和微生物菌剂对海州香薷重金属吸收的影响。结果表明,Cu223mg/kg,Pb232mg/kg,Zn1068mg/kg的重金属复合污染土壤对海州香薷的生长发育没有明显影响。施用EDDS(3mmol/kg土) 微生物制剂处理组海州香薷叶片中Cu含量高达847mg/kg,Zn含量为745mg/kg;Cu吸收量高达6244μg/株,Zn吸收量为5670μg/株,叶片中Cu、Zn的含量和吸收量均极显著高于对照(p<0.01);3mmol/kg土EDDS处理海州香薷茎中Pb含量显著增加(p<0.05),茎中Pb的吸收量亦显著提高(p<0.05),茎秆中Pb的吸收量为274μg/株。微生物制剂或壳聚糖单独处理对海州香薷生长和金属元素吸收均没有明显的效果。     

Impact of liming on utilization of 59Fe‐chelates by lettuce (Lactuca sativa L.)

A pot experiment was conducted to determine the utilization of iron (Fe) by lettuce (Lactuca sativa L. cv. Australian gelber). Iron was applied as ⁵⁹Fe in inorganic and chelated form, particularly biodegradable chelate, ⁵⁹Fe‐EDDS. Two stereoisomeric forms of ethylenediaminedisuccinate: [S,S]‐EDDS and a mixture of EDDS containing 25% [S,S]‐EDDS, 25% [R,R]‐EDDS, and 50% [S/R]/[R/S]‐EDDS, ethylenediaminetetraaceticacid (EDTA) and ethylenediimino bis(2‐hydroxyphenyl)acetic acid (EDDHA) were used as ligands. Lettuce was grown in unlimed and limed quartz sand with nitrate as the sole source of nitrogen. Liming decreased lettuce yields but had no effect on Fe concentrations, indicating that Fe concentrations were a poor indicator of Fe bioavailability within the plant. In unlimed sand, utilization of ⁵⁹Fe from all ⁵⁹Fe‐chelates was on the same level (2.8%–3.6%). In limed sand, only ⁵⁹Fe‐EDDHA maintained the ⁵⁹Fe utilization on a level (3%) comparable to that in unlimed sand. Although the utilization of ⁵⁹Fe from the other chelates decreased to 0.6%–1.1% after liming, Fe concentrations were not affected due to the increased uptake of indigenous Fe. The most biodegradable form of EDDS, namely ⁵⁹Fe‐EDDS(S,S), provided ⁵⁹Fe for lettuce as efficiently as the mixture of ⁵⁹Fe‐EDDS stereoisomers and the ⁵⁹Fe‐EDTA. Utilization of ⁵⁹Fe in inorganic form was 0.5% and 0.03% in unlimed and limed sand, respectively. This study shows that biodegradable ligands are able to serve as chelators to sustain Fe availability in calcareous environments. They may be of use especially in drip irrigation, where ligand accumulations may pose a threat to groundwater quality.