蚯蚓-甜高梁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3.45mg·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、种植甜高梁(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.     

镉污染土壤植物修复研究进展

综述近年来土壤镉污染及植物修复的相关研究成果,分析土壤镉的背景值、污染物的来源和我国农业土壤镉污染现况,阐述镉污染土壤植物修复的机理、种质资源及调控措施。     

镉污染土壤根际环境调节

分析了土壤中镉的基本特征及污染状况;探讨了根际pH值、根际氧化还原电位、根系分泌物、根际微生物以及施用有机肥、离子拮抗、土壤磷含量和添加沸石对土壤Cd有效性的影响,以及镉污染土壤的根际环境调节。     

甜高粱对土壤重金属Cd的吸收规律

【目的】探讨甜高粱对土壤重金属Cd的吸收规律,筛选对重金属Cd具有富集能力的品种,为重金属Cd污染地区的环境修复提供理论依据。【方法】以辽甜1号和新高粱3号2种甜高粱幼苗为材料,采用盆栽试验研究土壤不同含量Cd(0,3,6,9,12mg/kg,以CdCl2.2.5H2O的形式外源加入)对甜高粱根、茎、叶等不同部位Cd含量及生长状况的影响。【结果】随着土壤中Cd含量的增加及Cd处理时间的延长,甜高粱根、茎、叶中的Cd含量总体呈增加趋势,不同处理之间Cd含量差异明显。2个甜高粱品种不同部位Cd含量由大到小均表现为:根>茎>叶,且2个甜高粱品种不同部位Cd含量之间也有明显差异。当用0～12mg/kg Cd处理相同时间时,辽甜1号体内积累的Cd含量较新高粱3号高。【结论】2种甜高粱品种对Cd的吸收能力存在着一定的差异,辽甜1号对土壤重金属Cd的吸收能力较新高粱3号强。     

海泡石对镉污染土壤的改良效果

海泡石对镉具有较大的吸附作用，其最大吸附值达３．１６０ｍｇ／ｇ．原始土壤中镉以交换态所占比例最高，其次是残渣态，而以有机结合态最低．往土壤中施入海泡石以后，交换态镉显著下降，残渣态镉明显上升，还可以使植株体内的镉含量明显降低．     

镉污染土壤钝化修复机制及研究进展

农田重金属钝化技术通过向污染土壤中添加一些活性物质,以降低重金属在土壤中的活性及生物有效性。该法不改变土壤固有的理化性状,是目前中轻度污染土壤修复较好的选择。综述了农田镉(Cd)污染常见的钝化剂种类、钝化效果及作用机制。Cd污染钝化修复剂的作用机制尚不完全清楚,其可能的机制为提供碱性环境,促进游离的Cd离子与土壤中阴离子形成一系列沉淀络合反应。钝化修复技术的优越性和局限性需要去合理控制,从而更好的治理改善Cd污染农田,为粮食安全提供保证。     

商陆修复镉-锌复合污染土壤的潜力初探

为了解商陆修复镉-锌复合污染土壤的潜力。通过盆栽试验,研究了镉-锌复合污染发生时锌营养条件下镉污染对商陆生长及富集镉、锌能力的影响。商陆在镉-锌复合污染条件下,土壤中镉和锌的最大允许浓度分别建议为150和300 mg/kg。无论镉的单因子污染或是复合污染,商陆中镉的含量均随土壤中镉浓度的增加而增加。在商陆地上部镉-锌之间表现为协同作用,土壤中低浓度镉能促进植株吸收锌,而低浓度锌对植株吸收镉有激发作用。当土壤锌含量小于200 mg/kg时,镉-锌相互作用导致商陆根中镉的积累量随锌浓度增加而增加;大于200 mg/kg时表现为负相关。土壤中锌浓度为0~200 mg/kg时对商陆生长及富集镉总量有一定的促进作用。     

蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤镉污染

为探究胶质芽孢杆菌对蜀葵修复土壤Cd污染能力的影响,采用盆栽试验,以蜀葵为供试植物,研究了25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌对蜀葵生物量、Cd积累量、根际土壤有效态Cd含量和根际土壤酶活性的影响。结果表明:25mg·kg^-1Cd胁迫下,施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可显著提高蜀葵根、茎生物量(P<0.05),总生物量相比单一Cd处理提高了33.6%~73.2%;施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌,蜀葵整株Cd积累量是单一Cd处理的1.64、2.89、1.69倍,蜀葵根际土壤有效态Cd含量分别上升4.8%、13.1%和8.5%。25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用胶质芽孢杆菌后,蜀葵根际土壤脲酶、蔗糖酶活性随施用浓度增加而升高,且处理间差异显著(P<0.05);脱氢酶活性在施用3 g·kg^-1和6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌下活性显著增强(P<0.05);多酚氧化酶活性随施用胶质芽孢杆菌浓度上升而持续减弱且变化显著(P<0.05)。研究表明,25 mg·kg^-1Cd处理下施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可有效提高蜀葵修复土壤Cd污染的能力,蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤Cd污染具有一定应用潜力。     

DA-6强化龙葵修复高镉污染土壤的作用

 【目的】研究二烷氨基乙醇羧酸酯（DA-6）对高镉污染土壤中龙葵生物量和镉提取量的影响,探讨DA-6提高龙葵修复镉污染效率的适宜浓度。【方法】采用盆栽试验方法,研究不同浓度的DA-6浸种和叶面喷施对龙葵生长和镉富集的影响。【结果】5、10、20、40 mg•L-1的DA-6浸种和叶面喷施使龙葵成熟期地上部分干重增加了8.69%—27.54%（P＜0.05）,镉浓度提高了2.62%—6.75%,总镉提取量增加了10.12%—36.31%（P＜0.05）;DA-6处理降低了苗期和成熟期龙葵叶片中的丙二醛含量,增强了苗期叶片中过氧化物酶活性,降低了成熟期叶片中过氧化物酶活性。在苗期、花期和成熟期,DA-6处理的叶绿素值（SPAD）都有增加趋势。【结论】5、10、20和40 mg•L-1的DA-6通过浸种和叶面喷施能提高龙葵对镉修复的效率,尤以20 mg•L-1的作用最为显著。     

基于MSC-IDA的土壤重金属镉污染移除净化技术研究

受到各种条件的限制,土壤重金属镉污染采用统一净化方案并不能取得最佳治理效果。针对上述问题,提出基于MSC-IDA（磁性固体螯合剂）的土壤重金属镉污染移除净化技术。设计了4种不同的净化方案,设定不同的土壤样本（重金属镉元素含量：0.925、0.642、0.61 mg）、MSC-IDA浓度（0.01、0.05、0.1、0.20 mol/L)、净化时间（时间：0～120 min）、土壤粒径不同（50、100、200目）,研究这些方案下的MSCIDA对土壤重金属镉污染的移除净化效果。结果表明：方案1条件下,在添加MSC-IDA后,3种土壤样本中镉含量均明显减少,其中样本1的去除率最高,为5.22%;方案2发现,在MSC-IDA添加量小于0.1 mol/L时,土壤中镉的去除率随MSC-IDA浓度的增加而增加,但当MSC-IDA含量超过0.1 mol/L之后,上升幅度逐渐趋于平缓,样本1 (Cd:0.925 mg/kg)去除率>样本2 (Cd:0.642 mg/kg)>样本3 (Cd:0.61 mg/kg)。方案3发现,震荡时间与镉的去除率成正比,但是90 min后,镉去除率增长趋于平...     

铜、镉单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性效应

以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为对象,采用滤纸急性毒性试验法研究了铜、镉单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性效应。单一试验结果表明,铜和镉对蚯蚓作用24 h的LC50分别为147.3,244.3 mg.L-1,作用48h的LC50分别为72.1,192.1 mg.L-1。复合试验结果表明,铜、镉复合污染24 h对蚯蚓的急性毒性具有明显的协同作用,复合污染48 h时,低浓度的Cu与Cd具有协同作用,高浓度的Cu与Cd具有拮抗作用。     

苎麻镉耐受性及其修复镉污染土壤潜力研究

为阐明苎麻修复Cd污染土壤的可行性,应用田间微区试验,研究了苎麻对Cd的耐受能力、累积特性及其对土壤Cd污染修复的潜力.结果表明.低浓度Cd处理(添加<10 mg/kg土)能促进苎麻生长,高浓度Cd处理(添加>10 mg/kg土)则引起毒害,但添加Cd浓度达到100 mg/kg土时,苎麻仍可完成正常生理周期,原麻产量仅比对照降低27.6%.苎麻出麻率受土壤Cd污染影响较小.添加Cd量在65 mg/kg内时,随添加量的增大,苎麻对Cd的富集量增加,而富集系数在10.01～4.55范围内逐渐减小.在中低程度Cd污染土壤种植苎麻可以切断食物链,产生较好的经济和环境效益,应用前景良好,但其修复Cd污染土壤需要较长时间,应进一步选育Cd超积累苎麻品种.     

农田土壤镉污染修复技术研究进展

镉(Cd)是自然界中生物毒性最强的元素之一,具有很高的分散性,易通过食物链进入人体,威胁人类健康,因而研究土壤镉污染的预防措施和修复技术是当前人们亟待解决的生态难题。本文介绍了国内外农田土壤镉污染的修复技术、方法的优缺点及其适用范围等方面的研究进展,并结合区域镉污染特征,探讨了这些方法在南方喀斯特山区镉污染修复中应用的可行性。建议在镉高背景值地区的农田镉污染修复的实践中,结合农耕习惯来开发无二次污染的环境钝化材料,重视周边林地对农田的重金属污染风险和土壤-作物之间的镉动态变化规律及其对其他微量元素的影响机制。开展高频次的动态观测工作;调整重金属污染区的产业结构,旨为我国农田重金属镉污染修复提供可行的理论依据。     

几类常见植物对重金属镉污染土壤的修复作用研究

针对土壤中重金属Cd污染的治理开展研究,采用植物修复方法,分析了一串红、皱叶狗尾草、牛筋草3种典型植物在不同的种植方式下对重金属Cd污染土壤的修复能力.研究表明,3种植株对土壤中Cd的修复能力具有独立性,单植株种植方式对土壤中Cd的修复作用优于组合种植,3类植物中皱叶狗尾草的修复效果最佳;在单株种植造成植物疯长的情况下,适宜采用组合种植方式,组合种植时应将修复能力强的植株分散种植,以增强修复效果.     

土壤基本理化性质对外源镉蚯蚓慢性毒性的影响

为了给污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准提供基础参考数据,参考经济合作与发展组织(OECD)颁布的蚯蚓慢性毒性试验方法,研究了镉在我国18种典型土壤中对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的慢性毒性。结果表明,镉在不同类型土壤中对蚯蚓产茧量最大无影响浓度NOEC变化范围为10~100 mg·kg~(-1),半数有效抑制浓度EC_(50)变化范围为66.5~263.5 mg·kg~(-1)。土壤基本性质显著影响着镉的生物毒性,通过对EC_(50)与土壤的主要理化性质逐步多元回归分析,发现土壤pH值和有机质含量与EC_(50)呈显著正相关关系,黏粒与EC_(50)呈显著负相关关系,三种因子共同控制了EC_(50)预测回归模型变异的89.1%。同时分析不同类型土壤中蚯蚓体内镉积累量变化可知,土壤pH越高,有机质含量越高,土壤中镉生物有效性就越低。     

土壤镉污染对水稻孕穗期植株生长及镉积累的影响

为了明确Cd对水稻孕穗期植株生长的影响及其在植株体内的积累分配特征,以水稻品种中优169为试材,通过盆栽试验,研究了土壤不同含量Cd对水稻孕穗期植株根系活力、干物质量以及Cd积累和分配的影响。结果表明:水稻孕穗期根系活力和器官干物质量均随土壤Cd含量的提高而降低,当Cd含量为5 mg/kg时,水稻根系活力和器官干物质量均受到明显抑制;随着Cd含量的提高,水稻根系和地上部的Cd含量以及积累量均明显增加;1 mg/kg的Cd处理下水稻根系Cd富集系数和分配比例下降,而转运系数以及地上部的富集系数和分配比例增加;5 mg/kg的Cd处理下水稻根系和地上部的Cd富集系数、转运系数以及地上部的Cd分配比例下降,而根系的Cd分配比例增加。较高程度的Cd污染,抑制了孕穗期水稻的生长。Cd污染增加了水稻各部位对Cd的积累,但高Cd污染时Cd向水稻地上部迁移与分配的能力会降低。     

甜高粱对镉胁迫的生理生化响应及镉富集研究

为阐明镉胁迫对甜高粱生理生化指标的影响以及镉富集特征,以辽甜1号为研究材料,采用5种不同浓度镉溶液(0、50、100、200、300 μmol·L-1)模拟胁迫环境,测定并分析了镉胁迫下幼苗的生长指标、抗氧化酶活性、同工酶、光合参数、荧光参数、光响应曲线及镉富集率的变化.结果表明:①镉胁迫下,甜高粱鲜重、株高、地上部及...     

蚯蚓修复污染土壤的作用与机理研究进展

蚯蚓是土壤生态系统中最大的动物区系,在维持土壤理化结构、提高土壤肥力、促进有机质降解及营养矿化循环、改善微生物群落等方面有重要生态作用.此外,蚯蚓可以抵御高浓度土壤污染,对无机物和有机物污染均有良好的修复效果,利用其修复污染土壤具有环境友好、高效、低成本等优势.蚯蚓对土壤污染物的吸收积累、转化降解作用较为复杂且与多种生物、非生物因素相关.本文综述了蚯蚓修复土壤污染的潜能、影响因素及机理,同时展望蚯蚓修复的应用前景.     

毛霉QS1对贵州油菜修复镉污染土壤的强化作用

以贵州油菜作为重金属镉的修复植物,从湖南省株洲市清水塘重金属土壤修复示范基地采集10个不同Cd浓度污染土壤,研究不同Cd浓度下抗镉真菌对贵州油菜的生长及对Cd修复的强化作用。结果表明,接菌处理明显促进了贵州油菜生物量的增加、Cd在植株体内的富集和Cd从根部向地上部分的迁移,土壤Cd处理对贵州油菜的临界毒害浓度在148.41 mg/kg左右,接菌处理使贵州油菜的Cd临界毒害浓度提高到175.35 mg/kg,接菌处理的贵州油菜在土壤Cd浓度为148.41 mg/kg时,积累量最大,为69.83 mg/kg,而不接菌的贵州油菜在土壤Cd浓度125.70 mg/kg时Cd积累量最大,为57.81 mg/kg。     

淋洗—稳定化对镉污染土壤的修复效果

以纳米羟基磷灰石(nHAP)和水稻秸秆混合热解制备了稳定化材料(nHAP@Biochar),通过吸附试验研究了其配比对镉(Cd)吸附效果的影响;通过土柱试验考察了表层柠檬酸-氯化铁淋洗、深层稳定化对不同Cd污染程度耕地土壤的修复效果.结果表明,稳定化材料对Cd的吸附随nHAP与水稻秸秆的比例增大而提高,适宜的添加比例为1∶20;表层淋洗-深层稳定化对3种污染程度(Cd含量分别为0.58 mg/kg、 0.93 mg/kg、 3.47mg/kg)的土壤Cd淋洗去除率分别为56.03%、 69.90%、 50.91%;对Cd稳定化量分别为15.91 mg/kg、 22.34 mg/kg、 154.26 mg/kg,使下渗液中Cd的浓度分别减少3.00μg/L、 5.59μg/L、 13.08μg/L.研究表明,表层淋洗-深层稳定化去除表层土壤Cd的同时降低下渗液对深层土壤及地下水的污染风险.