原位酶谱技术在土壤酶学中应用的研究进展与展望

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面具有重要的作用,对其活性的检测是土壤酶学发展的基础。传统的土壤酶活检测手段可以反映土壤酶的活性,但是不能原位反映土壤酶在土壤中的真实情况以及区分酶活在时间、空间上的连续变化情况。原位酶谱技术以荧光底物为基础,能原位获取土壤酶活性分布的二维图像,从微观尺度反映其在空间上的连续变化,区分土壤酶活性的热区和非热区,具有准确度高、空间分辨率高和时间分辨率高等优点。本文综述了原位酶谱技术的工作原理、技术优势以及国内外学者应用该技术开展的相关研究,并展望了原位酶谱与其他技术结合的发展方向,以期推动该技术在国内的发展和应用、为土壤酶学的进一步研究提供支持。     

铬超富集植物李氏禾的研究进展

近年来,水体与土壤的重金属铬污染日益严重.为了更合理利用湿生铬超富集植物李氏禾进行植物修复,解决相关实际环境问题,综述李氏禾对铬的超富集耐性机制、外源物质对李氏禾吸收和转运铬的影响、李氏禾对多种重金属共富集的特性、李氏禾-微生物联合修复重金属铬污染、铬污染修复李氏禾收获物的处置等方面的研究进展,最后为其后续发展提出展望,为研究李氏禾修复重金属铬污染与其推广应用提供帮助.     

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。     

不同通风量对城市污泥与锯末共堆肥的影响

为实现城市污泥减量化、无害化和稳定化的综合目的,以城市污泥与锯末为原料,在一体化污泥好氧发酵仓内采用3组不同通风工况进行静态好氧堆肥试验,分析堆体温度、挥发性固体、含水率、发芽指数和pH随时间变化的特点。结果表明,在污泥与锯末含水率分别为83%和11%,质量比为4∶1时,3种通风工况均能实现高温好氧堆肥。工况2(不同时段通风量分别为0.8、0.6、0.4、0.6、1.0、1.0 L/min)时堆肥效果最佳,温度维持50℃和55℃以上时间最长,堆肥结束时测得白菜种子发芽指数超过80%。     

不同螯合剂强化青葙修复土壤镉污染的效应

【目的】研究6种螯合剂对土壤可提取态镉(Cd)含量及青葙吸收富集Cd的影响,筛选出青葙富集Cd的最佳螯合剂及其最佳浓度,为提高青葙对Cd污染土壤的修复能力提供理论参考。【方法】采用盆栽试验,以青葙为Cd修复植物,在总Cd含量为5.72 mg/kg、可提取态Cd含量为2.62 mg/kg的土壤中,分别加入浓度梯度为0(对照)、1.0、2.5、5.0、8.0和10.0 mmol/kg的6种螯合剂(苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、腐殖酸和EDTA),分析不同处理的土壤可提取态Cd含量、青葙生物量及青葙各部位对Cd的富集量。【结果】除腐殖酸外,加入不同浓度的螯合剂后,土壤可提取态Cd含量均高于对照组,加入10.0 mmol/kg柠檬酸时土壤可提取态Cd含量(3.18±0.29 mg/kg)最高,比对照组增加22.8%。在土壤中添加不同浓度的EDTA后,青葙幼苗干枯死亡;加入不同浓度的酒石酸、苹果酸、柠檬酸和草酸后,青葙根、茎、叶的Cd含量均有所增加,其中以5.0 mmol/kg柠檬酸处理青葙叶片中的Cd含量(143.00±14.60 mg/kg)最高,为对照组的2.74倍。添加5.0 mmol/kg的酒石酸、苹果酸、柠檬酸和草酸后,青葙根、茎、叶的生物量均低于对照组,其中柠檬酸和草酸处理对青葙生长的抑制作用较小,生物量较高,且该浓度下柠檬酸处理青葙对Cd的提取总量(0.199±0.006 mg/株)最高。【结论】不同螯合剂种类及浓度强化青葙修复土壤Cd污染的效应存在差异,其中以添加5.0 mmol/kg柠檬酸的螯合效果最佳。     

菖蒲对5种重金属富集能力的比较

通过盆栽试验,分析菖蒲对土壤中锌、铅、铬、镉、铜5种重金属的胁迫反应及富集能力。结果表明,随重金属浓度的增加,菖蒲生物量和株高会有明显变化,当土壤中铬处理浓度超过700 mg/kg和铜处理浓度超过500 mg/kg时,菖蒲死亡;5种重金属在菖蒲体内地下部分含量均明显大于地上部分,菖蒲对5种重金属有非常强的滞留效应;重金属处理浓度为1 000 mg/kg时,菖蒲对锌富集量最大,达到18 142.5 mg/kg,其中地上部分为3 973.33 mg/kg,地下部分为14 169.17 mg/kg。     

间套轮作超积累植物技术模式修复Cd污染土壤的研究进展

我国农田土壤中Cd污染问题突出，其修复技术一直备受关注。基于超积累植物的植物提取技术是根治我国Cd污染农田土壤的热门修复技术，但单一的植物提取技术模式通常无法保障污染地区正常的农耕生产需求，故当地农户对该技术的接受程度普遍较低。为解决单一超积累植物修复技术在工程应用推广中的实际问题，提出“高效修复与安全生产”相结合的双赢策略，总结了前人对植物修复技术、超积累植物的概念由来及研究范围，综述了现阶段基于超积累植物的间、套、轮作修复模式的研究进展，统计比对了各种植物组合耕作模式对Cd污染农田土壤的综合治理效果，并对今后利用不同种植模式修复Cd污染农田土壤提出了研究展望。     

天然有机酸强化伴矿景天提取镉的潜力与机制

为探究天然有机酸对伴矿景天吸收和富集Cd的影响,采用土培盆栽试验方法,以伴矿景天组培苗和扦插苗作为2种供试景天苗,并设计不施强化剂处理和基施5 mmol·kg^-1柠檬酸、基施5 mmol·kg^-1苹果酸2种强化剂施用处理,监测了土壤pH、有效态Cd含量和伴矿景天生物量、Cd含量及根系微区Cd²⁺吸收速率。结果表明：与不施强化剂的对照组相比,基施5 mmol·kg^-1柠檬酸或苹果酸均可以降低土壤pH,提高土壤有效态Cd含量,有效促进伴矿景天的生长以及提高根部微区Cd²⁺吸收速率,分别使伴矿景天组培苗地上部Cd富集量提高了90.4%和61.6%,扦插苗地上部Cd富集量提高了73.8%和34.5%。强化方式相同时,伴矿景天扦插苗的生物量和地上部Cd含量显著高于组培苗。研究表明,基施5 mmol·kg^-1柠檬酸是强化伴矿景天修复Cd污染农田土壤的有效方法,扦插苗在Cd污染土壤的生长适应性与修复效率方面较组培苗表现得更好。     

外加电压对人工湿地处理生活污水效果的影响

为强化人工湿地去除污染物的性能,将外加电压与人工湿地结合,以探究湿地系统的最佳电压和运行条件。结果表明：种植植物且施加0.5 V和1 V电压（CW-0.5和CW-1）处理对植物生理特征变化无显著影响,且生长趋势优于对照组（种植植物施加0 V电压）,而在种植植物施加2 V电压（CW-2）处理下,植物叶片中叶绿素含量降低,可溶性蛋白浓度、丙二醛（MDA）含量及SOD、POD和CAT活力增加;外加电压下人工湿地系统的最佳运行条件在水力停留时间为2 d、施加电压为1 V时,COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除率分别为95.2%、92.5%、85.9%和98.2%,相较于对照组分别提高了9.3%、6.9%、10.3%和5.3%;在CW-2处理下,微生物乳酸脱氢酶（LDH）活力和蛋白质浓度相较于对照组分别提高10%和21%,三磷酸腺苷（ATP）浓度比对照组降低了14%,微生物多样性和丰富度下降,微生物活性受到抑制。研究表明,适宜电压能够促进植物生长发育,提高微生物活性和多样性,强化人工湿地系统去除污染物的性能。     

煤球灰对磷的吸附特性研究

[目的]探讨煤球灰对磷的吸附特性。[方法]以餐饮业煤球燃烧后的煤球灰为试材,研究煤球灰对磷的吸附动力学过程、等温吸附以及一些因素对煤球灰吸附磷的影响。[结果]在吸附的初始阶段（0～2h）,煤球灰对磷的吸附量上升很快,此后趋于平缓;煤球灰吸附磷过程中,系统的△G0〈0,△H0〉0,说明煤球灰对磷的吸附作用是一个自发的、吸热过程;煤球灰对磷的等温吸附可用Langmuir和Temkin等温模型拟合,相关性均达极显著水平,由Langmuir等温方程计算的最大吸附量Qm为1250mg/kg;在酸性条件下,随着溶液pH值的上升,煤球灰对磷的吸附量降低,在碱性条件下,吸附量趋于平衡;低分子有机酸对磷吸附有抑制作用,对饱和磷释放有促进作用。[结论]煤球灰对磷吸附的动力学特征能很好地遵循准二级动力学模型。