重金属污染土壤几种生物修复方式比较

土壤重金属污染是全球普遍存在的问题,生物修复因其环境友好且成本效益高而得到广泛关注。但不同生物修复技术有其优势和局限性,充分了解每种修复技术的特点,才能更经济、有效地对污染土壤进行修复。本研究阐述对比了目前的土壤重金属生物修复方法,包括植物修复（植物挥发、植物固定和植物提取）、转基因植物提取、螯合辅助植物修复、微生物辅助植物修复等技术的机制、优势、局限性和适用性等方面的差异。综述提出有效的生物修复技术需要土壤化学、植物生物学、遗传学、微生物学和环境工程等多学科的有机结合。根据污染土壤的特点,结合具有相应改良特性的转基因植物,是实现污染土壤大面积修复的有效方法。同时,农艺措施对天然超级积累植物的生物量和重金属提取能力的刺激作用还需要进一步挖掘。植物修复可以与其他几种传统修复技术有效结合,利用转基因技术建立土壤+植物+微生物的组合是未来修复技术发展的最佳途径。     

Community structure of arbuscular mycorrhizal fungi associated with Robinia pseudoacacia in uncontaminated and heavy metal contaminated soils

The significance of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in soil remediation has been widely recognized because of their ability to promote plant growth and increase phytoremediation efficiency in heavy metal (HM) polluted soils by improving plant nutrient absorption and by influencing the fate of the metals in the plant and soil. However, the symbiotic functions of AMF in remediation of polluted soils depend on plant–fungus–soil combinations and are greatly influenced by environmental conditions. To better understand the adaptation of plants and the related mycorrhizae to extreme environmental conditions, AMF colonization, spore density and community structure were analyzed in roots or rhizosphere soils of Robinia pseudoacacia. Mycorrhization was compared between uncontaminated soil and heavy metal contaminated soil from a lead–zinc mining region of northwest China. Samples were analyzed by restriction fragment length polymorphism (RFLP) screening with AMF-specific primers (NS31 and AM1), and sequencing of rRNA small subunit (SSU). The phylogenetic analysis revealed 28 AMF group types, including six AMF families: Glomeraceae, Claroideoglomeraceae, Diversisporaceae, Acaulosporaceae, Pacisporaceae, and Gigasporaceae. Of all AMF group types, six (21%) were detected based on spore samples alone, four (14%) based on root samples alone, and five (18%) based on samples from root, soil and spore. Glo9 (Rhizophagus intraradices), Glo17 (Funneliformis mosseae) and Acau3 (Acaulospora sp.) were the three most abundant AMF group types in the current study. Soil Pb and Zn concentrations, pH, organic matter content, and phosphorus levels all showed significant correlations with the AMF species compositions in root and soil samples. Overall, the uncontaminated sites had higher species diversity than sites with heavy metal contamination. The study highlights the effects of different soil chemical parameters on AMF colonization, spore density and community structure in contaminated and uncontaminated sites. The tolerant AMF species isolated and identified from this study have potential for application in phytoremediation of heavy metal contaminated areas.     

湘西不同植被类型土壤重金属分布及相关性研究

【目的】探讨湘西地区不同植被下土壤环境的状况,揭示土壤富集重金属元素的规律。【方法】以湖南湘西地区针叶林、针阔混交林、阔叶林和灌木林4种森林土壤不同层次(0~15 cm和15~30 cm)的Cd、Cu、Ni、Pb、Zn为研究对象,采用单因素分析法和主成分分析法分析重金属分布及相关性。【结果】不同植被下土壤中5种重金属含量的变异系数为0.18%~0.69%,由大到小的排列顺序为Cu>Zn>Ni>Pb>Cd。主成分分析表明Cu和Cd在PC1中有较大的荷载值,在PC2中有中等的荷载值。各因素相关性分析结果显示,灌木林土壤容重与Zn之间存在显著的负相关性,针叶林土壤容重与Cu之间存在显著的正相关性;灌木林土壤有机质与Cd之间有显著的正相关性,针叶林土壤pH值与Ni和Zn之间有显著的正相关性;针阔混交林土壤pH值与Pb、Cu和Ni之间存在显著的正相关性,灌木林土壤重金属含量之间的相关性较显著。【结论】湘西地区不同植被类型土壤重金属含量的垂直分布规律存在差异,表现为针阔混交林的上层土壤中重金属含量均低于下层土壤,常绿阔叶林的上层土壤中重金属含量均高于下层土壤,而针叶林和灌木林土壤中重金属含量无差异性变化;湘西地区土壤容重、有机质、坡度、pH值、土层厚度对Cd含量的影响较大,海拔对Pb、Ni和Cu的影响较大,坡度对Ni的影响较大;湘西地区灌木林中重金属来源相同的可能性相较于其他3种植被类型更大。     

甘肃民乐栽培当归的品质与土壤相关性分析

本研究通过对民乐县种植的当归药材和种植土壤分别进行采样测定,结果表明民乐县人工种植当归的质量稳定,受重金属污染的风险低,符合药典标准规定。相关性分析结果表明:浸出物与土壤pH值呈极显著正相关,与有机质呈极显著负相关;阿魏酸与土壤pH值呈极显著正相关,与全磷呈显著负相关。挥发油与测定的土壤因子之间无显著相关性。灰色关联度分析结果表明:土壤pH是影响当归浸出物、挥发油的重要因子,土壤有机质是影响当归阿魏酸含量的重要因子;且磷、全氮和有机质对浸出物、挥发油、阿魏酸的影响程度不同。综上所述,本研究结果揭示了土壤因子对民乐县种植当归品质的影响规律,可为民乐县规范化种植当归药材提供理论依据。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定普洱茶中9种金属元素含量

研究建立了普洱茶中9种金属元素含量的测定方法,样品经微波消解后,采用分子量相近原则选择45Sc、73Ge、115In、209Bi之一作为内标,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)同时测定普洱茶中铅、砷、镉、铬、锰、铜、锌、镍、硒的含量。检出限为0.0034~0.3100 mg/kg;在1.0~50.0 ng/mL线性范围内,相关系数为0.9991~1.0000;0.5、2.0、4.0 mg/kg 3个加标质量分数的平均回收率均在90.3%~107.9%之间,RSD均小于5%。该方法基质干扰小、灵敏度高、重复性好、定性和定量准确可靠,能满足普洱茶中多种金属元素的测定需求,可用于普洱茶的质量控制和安全评价。     

pH 值与金属离子浓度对多种果蔬植物色素的影响

从植物中提取的天然色素对pH值与金属离子浓度的敏感度不同,所受影响也不同。主要选取黄皮果皮色素、赤豆皮色素、柑桔皮色素、勾儿茶果、红雪茶色素,来测定pH值对它们的影响。选取,黄皮果皮色素、赤豆皮色素、勾儿茶果色素、红雪茶色素来测定金属离子浓度对他们的影响,从而探讨这些色素对pH值与金属离子的稳定性。     

施肥对灌漠土作物产量、土壤肥力与重金属含量的影响

有机物还田是提升土壤肥力的主要措施,但也存在造成土壤金属污染的潜在风险。为查明不同有机物还田对土壤质量及作物产量的影响,本文通过长期定位试验,研究了无肥对照、常规施化肥(氮磷配施)以及70%常规化肥与牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪配施对土壤理化性状、有机碳和氮的固存率、氮磷钾活化系数、作物产量及重金属含量的影响。结果表明:牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪与70%化肥配施虽作物产量与常规施化肥相似,但6种有机物处理土壤有机质、全氮和碱解氮含量都较常规施化肥处理显著增加,污泥、鸡粪和猪粪处理土壤全磷与速效磷含量较常规施化肥处理显著增加,而且牛粪、沼渣、鸡粪和猪粪处理的速效钾、土壤磷活化系数和土壤钾活化系数较常规施化肥处理也显著提升。牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪处理土壤有机碳固存率为36.42%～71.61%,较常规施化肥处理都显著提高;而其氮固存率为6.47%～49.44%,仅有菌渣处理与常规施化肥处理差异不显著,而其他处理较常规施化肥处理显著增加。长期施鸡粪和菌渣处理的土壤铜含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为4.17mg·kg~(-1)和14.2mg·kg~(-1);而污泥、鸡粪和菌渣处理的土壤锌含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为13.53 mg·kg~(-1)、22.60 mg·kg~(-1)和49.73mg·kg~(-1)。综上,等有机质(4 500kg×hm~(-2))的牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪可替代30%氮磷肥,作物产量不受影响;不同有机物培肥土壤效果为污泥、鸡粪和猪粪优于牛粪和沼渣,而沼渣的培肥效果略差。为保证土壤环境质量稳定不恶化,种植小麦时有机物铜和锌的年携入量应分别低于53.01g×hm~(-2)和221.30 g×hm~(-2),而种植玉米时应分别低于153.40 g×hm~(-2)和347.04 g×hm~(-2)。     

重金属Cd、Pb复合污染对植物生理生化和细胞结构影响的研究进展

我国受重金属污染的土地面积广大,因采矿等造成的环境和土壤重金属污染问题日趋严重。因金属矿床形成特点及开采方式单一等原因,造成Cd、Pb居于重金属复合污染前列。通过总结单一Cd、Pb污染对植物生理生化特征的影响以及Cd、Pb复合污染对植物生理生化及细胞结构的影响等研究进展,明晰土壤重金属Cd、Pb复合污染对植物影响和损害的研究热点,进而探明植物重金属胁迫的生理响应机制。     

信阳市主要野生水产动物重金属含量分析及质量安全评价

测定了信阳市主要野生水产动物Cd、Cr、Pb、As和Hg的含量,并根据单因子污染指数评价法对信阳市主要野生水产动物的品质进行质量安全评价。结果表明,8种信阳市主要野生水产动物的所有样品中均检出Pb和Cr,但均未检出Cd和Hg。在鲫鱼、鲤鱼、青虾和克氏原螯虾中检出As,检出率分别为60%、65.5%、55%和50%。单因子污染指数评价法表明,8种信阳市主要野生水产动物均受到不同程度的Pb污染,鲤鱼和鲫鱼受到了轻度的As污染。     

土壤重金属污染及对生物体影响的研究进展

重金属污染是当今社会世界性的环境生态问题。由于人类社会城市化进程加剧、工业生产中"三废"的不合理排放以及现代农业中各种农药化肥的大量使用,导致土壤中重金属的含量剧增,污染问题严重,其中尤以重金属镉、汞、铅等在生物体内的富集与抗生性的研究日益受到关注。笔者综述了土壤重金属污染及对生物体影响的研究进展,以期为土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。