根际重金属污染

本文综述了土壤重金属污染的研究进展,重金属在土壤－根际－植物系统中的迁移围化。阐述了根际ｐＨ、Ｅｈ、分泌物以及微生物对重金属在根际微生态系统中化学行为的影响,植物体内细胞壁、细胞膜、液泡以及有机酸和植物金属螯合态对重金属的调控以及耐性机制。     

重金属胁迫下根际效应的研究进展

根际作为物质进入植物的门户 ,直接影响着污染物在各圈层中的迁移转化及归宿。本文对在重金属胁迫下 ,根际 pH、Eh特征、根系分泌物及根际微生物效应的研究进展状况进行系统地分析论述。     

根际与非根际土壤铜化学行为的研究进展

铜是动植物必需的微量元素,但过量的铜会严重影响动植物的生长。近年来,随着工农业的发展,土壤的铜污染加重并成为重要的土壤环境问题之一。铜污染研究已扩展到根际微域。根际是受植物根系及其生长活动显著影响的土壤微区,其特殊的化学、物理和生物性质对重金属的形态变化和迁移性影响巨大。对近年来铜在根际pH、Eh、根系分泌物、根际有机物和微生物变化影响下的化学行为研究进展进行了综述,今后需进一步深化单个或者多个根际环境因子（pH、Eh、根系分泌物、根际有机物等）对铜形态变化影响的研究,为评估其在土壤环境中赋存释放风险、阐述铜污染土壤化学和生物修复机制提供指导。     

根际微生物对植物修复重金属污染土壤作用的研究进展

综述了根际微生物对重金属生物有效性的影响,促进植物生长的根际细菌和丛枝菌根真菌在植物修复中的作用,最后介绍了利用生物强化优化植物修复的方法和原则。     

植物根际促生菌（PGPR）对缓解水稻受土壤锌胁迫的作用

为解决农田重金属污染的严重环境问题,提出利用植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)来缓解农作物受重金属胁迫的科学设想.研究从大宝山污染土壤中筛选出的pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+耐性菌株,经鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.DBM),菌株DBM具有产吲哚乙酸(IAA)和ACC脱氨酶能力,但无产铁载体能力.盆栽试验结果表明,菌株DBM在水稻受重金属Zn(600 mg· kg-1)胁迫时能有效保护并促进水稻的生长,使其地上部和地下部干重比不加菌处理对照分别提高97.8％和77.2％.另外,菌株DBM可以增加土壤中Zn的有效态含量,但不能增强水稻对土壤Zn的吸收能力.相反,在Zn600处理下,水稻地上部和地下部Zn浓度分别比不加菌处理对照减少15.1％和19.9％.但由于促生效果也极为显著,其地上部和地下部Zn总量仍分别比不加菌处理对照增加74.2％和48.6％.     

杂交水稻根际磷素的动态及利用

在灰棕紫泥水稻土上，杂交水稻土壤水溶性磷和有效磷，在根－上界面的浓度最低，随着根距的增加而上升，根－上界面Ｃａ－Ｐ减少最多，其次Ｆｅ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ。水稻根际ＰＨ降低，根系Ｈ＾＋分泌增加，可能是促进Ｃａ－Ｐ转化的主要原因，在低磷或无磷条件下，根Ｈ＾＋分泌增加可视为磷胁迫下作物的一种适应性反应。     

抗真菌转基因水稻对根际土壤微生物群落的影响

以抗真菌转基因水稻七转39、E90、E10及其相应非转基因水稻七丝软占为材料,通过温室模拟试验,评估了抗真菌转基因水稻对根际土壤细菌、放线菌、真菌数量的影响.结果表明:在水稻整个生长发育过程中,供试转基因水稻根际土壤细菌、放线菌、真菌数量与相应非转基因水稻相比未见明显差异,但与空白对照相比则显著或极显著增加;早稻根际土壤微生物数量均呈单峰变化趋势,细菌、放线菌的峰值出现在7月,真菌的峰值则出现在6月;晚稻根际土壤细菌数量9月相对较多,10、11月逐渐下降,放线菌、真菌数量的变化趋势与细菌类似.     

植物根际土壤生态研究进展

根际是植物与土壤、微生物相互接触与作用的重要界面,对环境变化的反应极为敏感,因此根际土壤已成为生态学的研究热点.本文对国内外关于植物根际土壤的研究进行了综述,主要从根际养分、根际微生物和根际酶活性三个方面阐述了其研究热点及进展,并提出对根际土壤系统研究的展望.     

Cd Pb Cu Zn As复合污染对水稻的影响

应用田间试验和盆栽试验,研究Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ复合污染在草甸棕壤上对水稻产量及元素含量的影响。结果表明,在接近土壤环境质量标准低浓度水平下,水稻发育正常,减产幅度＜１０％,但土壤Ｃｄ、Ｐｂ临界值下降,籽实中Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ吸收系数提高,Ｃｄ、Ｐｂ含量超标,低剂量时Ｃｄ超标３７．５％,高剂量时超标１００％,增加了对人体健康潜在危险。主要原因在于５元素间存在协同作用,Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ的存在增加了Ｃｄ的活性与解吸率,使其易迁移,为防止土壤污染增加了困难。     

硅对Cd、Pb、Cu、Zn正交胁迫下水稻丙二醛含量的影响

采用土壤重金属正交L9(34)胁迫方法 ,通过盆栽试验,研究喷施有机硅和无机硅溶液对水稻叶片丙二醛(MDA)含量和变化趋势的影响。结果表明,土壤受重金属污染,水稻叶片MDA含量显著升高,随着重金属胁迫浓度升高,MDA含量逐渐增加;随着生长时期的延长,MDA含量呈现先升高后下降的趋势。不同种类重金属对水稻叶片MDA含量影响由大到小依次是Cd、Pb、Cu、Zn。经有机硅处理的水稻叶片MDA含量(504.63μmol/g FW)最低,无机硅处理(565.85μmol/g FW)次之,无硅处理(611.73μmol/g FW)最高,不同处理间叶片MDA含量差异水平极显著(P0.01)。可见,硅处理有利于维持水稻膜脂过氧化系统平衡,诱导其抵御重金属胁迫的毒害机制。     

宜兴地区水稻土Pb Cd Cu Zn污染及垂直分布特性研究

通过测定宜兴地区34个采样点水稻糙米和不同土层(0～20、20～40、40～60和60～80 cm)中Pb、Cd、Cu和zn含鼍,利用单项污染指数法和内梅罗污染指数法对土壤表层和糙米重金属含量进行评价,同时分析4种重金属在土壤剖面中的分布规律以及在糙米中的富集特性.结果表明,水稻土表层Pb、Cd、Cu和zn的平均含量都处于未污染水平,综合评价结果属于清洁(安全)等级;糙米Pb、cd、Cu和zn的平均含量也都处在未污染水平,综合评价结果也属清洁(安全)等级.水稻土Pb和cd的剖面分布属于表层富集型,表层主要受人类活动的影响,而下层跟母质有关;Cu和Zn的剖面分布同属均匀分布型,表层含量略高与人为因素有关,20～40cm和40～60 cm含量略低,可能是因为水稻的吸收作用,60～80 cm含量比上层都稍高,主要是受成土母质的影响.糙米中4种元素的富集能力存在极显著差异,其大小顺序为Zn(0.282)>Cd(0.234)>Cu(0.198)>Pb(0.014);糙米Pb、Cd、Cu和Zn的含量与土壤表层相应元素的全量具有极显著的正相关关系,相关系数分别达到0.905、0.925、0.939和0.957;糙米中Cd与Cd/Zn比具有极显著的正相关关系(0.837),糙米Cd/Zn比为0.002,远低于临界值0.015.     

蔬菜中铅镉铜锌含量的影响因素研究

用通过大田调查的方法，研究了影响蔬菜中Pb、Cd、Cu、Zn含量的因素。结果表明：(1)蔬菜对Pb、Cd、Cu、Zn的富集可分为高富集、中富集和低富集，针对不同的土壤污染程度，可以选择不同富集系数的蔬菜种植；(2)提高土壤pH值，有助于降低蔬菜中Pb、Cd、Cu、Zn的含量；调节土壤阳离子交换量、有机质含量和粘粒含量应注意适度，过高会导致相反的结果；(3)土壤Pb、Cd、Cu、Zn之间的相互关系较为复杂，Cu与Zn之间具有相互的拮抗作用，Cu对Pb的吸收具有促进作用。     

镉在水稻根际的生物有效性

综合介绍了水稻根际土壤中的 pH值、Eh值、有机质和微生物、其它金属元素及根分泌物等因素同镉的生物有效性之间的关系。提出水稻根系具有泌氧能力 ,使其根际微环境呈氧化状态。因而 ,土壤溶液中一些还原性物质被氧化 ,如Fe2 、Mn2 形成的氧化物在根表沉积成胶膜。胶膜及其根际环境对水稻吸收镉都有一定的影响。     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染 2 种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆 3 种,石灰用量设对照（0 kg·hm^-2）和石灰处理（750 kg·hm^-2）2 个处理;田间小区试验设对照（不施秸秆和石灰）、秸秆还田及秸秆还田+石灰 3 个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期（前 20 d）秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期（60 d 后）秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3 种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法,研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤(乌栅土)后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明,外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化,可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降;交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升,然后迅速下降;铁锰氧化态重金属浓度先上升,在烤田期达到最大值,然后迅速下降,成熟期时又微弱上升;有机态重金属浓度不断上升;残渣态重金属变化不大。     

鄱阳湖湿地土壤中Cu Zn Pb Cd的形态研究

针对乐安河上游铜矿开采带来的鄱阳湖湖体东部重金属污染的问题，采用Tessier法对鄱阳湖湿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的化学形态以及重金属形态与植物富集的相关关系进行了研究。结果表明。鄱阳湖土壤中Cu、Pb、Zn主要以有机结合态和残渣态为主，水溶态和交换态等生物有效性态含量很少。Cd的水溶态、交换态和铁锰氧化物态较其他元素高。相关分析和偏相关分析均显示植物中重金属含量与其生存环境中的重金属含量直接相关．植物对重金属的富集能力表现出Zn〉Cu〉Cd〉Pb的趋势。     

6个水稻品种对Cr、As、Zn、Pb和Cu吸收积累的差异性

以6个水稻品种为研究对象,通过在复合污染土壤中进行盆栽试验,并采用ICP-MS、ICP-OES和原子荧光法,探讨不同水稻品种对重金属Cr、As、Zn、Pb、Cu元素富集能力的差异性,旨在筛选出对不同重金属元素低积累或高富集的水稻品种。结果表明,6个水稻品种对5种重金属元素吸收积累的能力是ZnPbCrCuAs;水稻根系重金属含量是地上部茎叶含量的1.23~43.76倍;株两优173、中早35、隆平006、陆两优996分别对重金属Cr、As、Zn、Cu元素的转运系数最小,可作为其低积累水尹稻品种进一步研究;金优463、Y两优85、陆两优996、Y两优85分别对重金属Cr、As、Zn、Cu元素的富集能力最强,可作为其高富集水稻品种进一步研究;隆平006根系和茎叶对重金属Pb元素的富集系数同时达到最大,转运系数却最小,因此其作为重金属Pb元素低积累还是高富集品种筛选有待进一步探索;植株生长的顺序是中早35﹥陆两优996﹥株两优173﹥隆平006﹥金优463﹥Y两优85,茎叶As和Cu含量是影响水稻植株生长的主要因素。本研究结果可为进一步研究低积累水稻品种的遗传机理差异性,以及在江西省不同地区实际推广应用和安全种植提供参考。     

铜、锌和铅复合污染对土壤水解酶活性的影响

为研究土壤酶活性变化和重金属污染的关系,通过室内正交实验,考察重金属Cu、Zn 和Pb 复合污染对转化酶、脲酶和碱性磷酸酶3 种水解酶活性的影响。结果发现:Cu 浓度为400 mg·kg^-1时,脲酶和碱性磷酸酶活性分别是对照样品的49%和56%;Zn为500 mg·kg^-1时,与对照样品酶活性相比,转化酶和碱性磷酸酶活性分别是对照样品的97%和91%,脲酶活性有所增加;Pb 为500mg·kg^-1时,转化酶和脲酶活性比对照升高,碱性磷酸酶活性降低,是对照样品酶活性的87%。Cu 对3 种酶都有抑制作用,效果最显著,Zn次之,Pb 主要体现为激活效应;考虑交互作用时,Cu×Zn 对脲酶活性有显著影响 (P<0.05) ,在95%置信区间下,Cu×Zn、Cu×Pb对碱性磷酸酶酶活性影响显著;3 种水解酶中以碱性磷酸酶活性对重金属的影响反应最敏感,表明碱性磷酸酶活性可以表征土壤重金属Cu 的污染程度。