氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明：适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50 ~ 5.00 mmol·L^－1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00 g·kg^－1和2.00 g·kg^－1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。图1表4参15     

氮肥类型对东南景天生长及重金属积累的影响

【目的】研究氮肥类型对东南景天套种玉米模式下生长特性及重金属锌、镉积累的影响,为植物修复实践过程中合理使用氮肥、减少修复成本和环境污染奠定基础。【方法】通过大田试验,在重金属污染的矿区采用东南景天套种玉米模式,施用同氮素水平下有机肥（鸡粪）、硫酸铵和尿素3种类型氮肥,测定土壤pH、有机质含量、重金属有效态、东南景天和玉米地上部生物量及重金属锌、镉含量的变化。【结果】施用有机肥增加土壤有机质含量,提高土壤镉的生物有效性,对土壤pH和锌的生物有效性则无影响;施用硫酸铵和尿素均降低土壤pH和土壤镉的生物有效性,提高了土壤有机质含量和土壤锌的生物有效性。氮肥类型对东南景天中锌、镉以及玉米镉积累影响不显著,但两种化学氮肥均显著增加了玉米锌的累积量;不同类型氮肥对东南景天和玉米生长均有显著促进作用,有机肥处理两种作物的地上部生物量均显著高于其他处理（P〈0．05）。【结论】有机肥对东南景天修复土壤重金属污染效率的促进作用优于硫酸铵和尿素。     

伴矿景天修复镉污染土壤研究进展

当今社会,土壤重金属污染已成为世界范围内面临的重要问题,采取土壤治理和修复是保证环境质量安全、人体健康和社会可持续发展的重要举措。植物修复技术是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害的一种绿色、健康的修复技术,也是当前国内外众多学者的研究热点。其中景天科(景天属)植物——伴矿景天对重金属污染土壤的吸取修复技术在国内外产生了较大影响。本文对利用镉超富集植物伴矿景天修复重金属镉污染土壤研究进展进行分析,主要从伴矿景天对镉的耐性和富集机理、吸收及转运机制、强化措施、产后处理技术以及产物资源化利用等方面进行综述,并对基因工程在伴矿景天上的应用,吸取强化措施和产后处理技术等方面进行了展望。     

不同生长调节剂对东南景天镉积累的影响

为了提高镉(Cd)超积累植物东南景天的植物修复效率,对不同植物生长调节剂调控东南景天Cd积累的作用进行了研究。在水培条件下,采用脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、细胞分裂素(6-BA)、乙烯利(ETH)四种生长调节剂对0.1 mmol·L-1Cd处理下的东南景天进行叶面喷施处理,对其生物量、Cd含量、Cd积累量、SOD和POD活性进行了分析。结果表明:ABA处理通过提高地上部生物量和Cd含量、促进Cd向上运输,从而增加东南景天地上部对Cd的积累;IAA处理通过提高生物量、缓解Cd对叶片的毒害,从而增加东南景天地上部对Cd的积累;6-BA处理通过提高东南景天地上部生物量和Cd含量、缓解Cd对叶片的毒害,从而增加东南景天地上部对Cd的积累;ETH处理则通过抑制生长和Cd向上转运进而降低东南景天地上部对Cd的积累。在重金属污染土壤植物修复中,适量施用ABA、IAA、6-BA可提高东南景天对镉污染土壤的修复效率。     

植物修复重金属和抗生素复合污染土壤微生物数量和酶活性的变化

养殖废水污灌易引发土壤重金属和抗生素复合污染,为探索植物修复下复合污染土壤重金属和抗生素变化对土壤微生物活性的影响,利用锌镉超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)修复贵阳市某复合污染菜地土壤,研究植物修复和常规种植模式下复合污染土壤微生物数量和酶活性。结果表明:伴矿景天修复后,土壤中重金属Zn、Cd和Pb总量分别降低13.2%、17.8%和12.2%;四环素、土霉素和强力霉素分别下降70.5%、57.4%和76.0%;磺胺甲恶唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶以及喹诺酮类氧氟沙星和恩诺沙星下降幅度为35.8%～62.3%;土壤细菌、真菌数量分别增加了18.8%和73.1%;土壤中脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶的活性分别提高了16.5%、65.4%和20.5%。常规种植芹菜(Apium graveolens L.)土壤中的重金属和抗生素含量也呈降低趋势,微生物数量和酶活性相应提高,但变化幅度小于伴矿景天修复土壤。在植物修复下土壤重金属含量降低,抗生素生物降解作用增强,污染物下降后,其对土壤微生物及酶的抑制减弱,可提高土壤生物活性,改善土壤微环境。     

安徽省景天属植物资源的利用与评价

通过野外调查、查阅标本和文献资料研究表明,安徽境内分布的景天属(Sedum)植物共有15种.初步分析了安徽景天属植物的分布及经济利用价值,其中6种为药用植物;该属植物具有适应性强、抗逆性好、耐热、耐干旱、耐瘠薄的特点,是较好的绿化植物;该属植物东南景天(S.alfredii)和皖景天(S.jinianum)对重金属有超积累作用,是良好的重金属污染修复植物.对安徽景天属植物的开发利用现状和前景进行了展望.     

螯合剂与表面活性剂强化东南景天修复Cd污染土壤的研究

通过盆栽试验,研究了螯合剂与表面活性剂混合添加对东南景天修复重金属Cd污染土壤的影响。结果表明:螯合剂EDTA-Na2与表面活性剂SAA的使用能促进土壤中的Cd由可还原态、可氧化态、残渣态向酸溶态转化,提高重金属的生物有效性,同时还能促进东南景天吸收Cd,强化植物修复的效果。在植物收割前7 d,当添加p H为7的TX-100以及4.0 mmol/kg EDTA-Na2(即A2B2C2D2E1)时,植物生物量较好,植物吸收重金属Cd含量较高,植物修复效果较好。这就是最佳试验组。     

利用套种和混合添加剂修复重金属污染土壤

为了开发出经济高效的重金属污染土壤的联合修复技术,本研究以Zn/Cd超富集植物-东南景天(Sedum alfredii H.)和低累积玉米(Zea mays)以及促进超富集植物吸收Zn/Cd的混合添加剂(MC)(柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KCl=10∶1∶2∶3)为试验材料,在广东乐昌某铅锌矿废水污染水稻田进行田     

大环江流域重金属污染土壤的3种修复技术研究

以大环江流域重金属污染土壤为研究对象,分别采用东南景天、蜈蚣草、蜈蚣草联合活化剂3种方法进行土壤重金属修复,测定了修复前后土壤重金属和植物中重金属含量,研究了各富集植物的修复效果和富集特征,结果表明:东南景天修复玉米地后,土壤中镉的去除效率达12.23%,玉米中的锌、铅、镉含量均有所降低,东南景天对镉的富集系数为5.82,说明东南景天在修复镉污染土壤的效果较好;在桑树地中套作蜈蚣草,铅、砷的去除效率分别达到12.57%、11.82%,桑叶中的5种重金属含量均有所降低,其中铅、砷含量比未套作前分别降低了28.09%和14.81%,蜈蚣草对铅与砷的富集系数分别为1.05、1.45,说明蜈蚣草对土壤中铅、砷具有明显的去除效果;在桑树与蜈蚣草套作地中施加化学活化剂后,土壤中5种元素的去除效率均有明显的提高,桑叶中5种元素的含量均有所下降,蜈蚣草的富集系数均有所上升,说明活化剂的施用能增加蜈蚣草对重金属元素的吸收。     

速生林木对重金属污染土壤植物修复技术研究进展

植物修复技术是目前国际上常用的一种用于修复重金属污染土壤的绿色环保技术。目前研究的修复材料主要集中在重金属超积累植物上面,而对速生林木方面的研究相对较少,且研究重点主要侧重于对修复材料的筛选。一般超积累植物主要集中在草本植物,它们对重金属具有吸收和转运能力, 但其生物量小,生长缓慢,根系不发达等因素限制了在植物修复中的运用。速生林木相比超积累植物,具有生物量大,生长迅速等特点,将其应用在植物修复中可为大面积修复重金属污染土壤提供选择。综述了速生林木用于重金属土壤修复的特点,从对重金属的胁迫耐性、吸收转运、累积分布、强化技术及修复材料的回收利用方面进行论述,并为今后速生林木修复土壤重金属污染提供了新的研究思路。     

两种东南景天对铅锌污染的反应及吸收铅锌的研究

[目的]研究东南景天修复重金属污染土壤的能力。[方法]通过盆栽试验,研究2种生态型东南景天在Pb、Zn污染土壤上的生长反应及其对Pb、Zn的吸收和积累情况。[结果]乌岙矿山型东南景天能适应Pb、Zn污染的土壤环境,并且旺盛生长,植株中Pb、Zn含量远远超过乔司非矿山型东南景天,其中Zn的含量前者约是后者的7倍。[结论]乌岙矿山型东南景天对Pb、Zn污染土壤的修复能力高于乔司镇的非矿山型东南景天。     

不同程度重金属污染土壤对东南景天根际土壤微生物特征的影响

    通过盆栽试验研究不同程度重金属污染土壤对2种生态型东南景天根际土壤微生物特征的影响.研究结果表明,不同污染土壤中,2种生态型东南景天根际细菌、放线菌和真菌的数量及微生物生物量碳都大于非根际.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天的根际土壤微生物区系和主要生理类群没有显著差异,而在矿山土壤和重污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤中的细菌和真菌数量、主要生理类群数量及微生物生物量碳显著高于非超积累生态型.东南景天根际微生物对重金属胁迫的敏感性为放线菌＞细菌＞真菌,硝化细菌＞自生固氮菌＞氨化细菌＞磷细菌＞纤维分解菌.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商差异不显著,而在矿山土壤和重污染土壤中,非超积累生态型东南景天的根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商显著高于超积累生态型.     

苎麻修复重金属污染土壤及强化措施研究进展

苎麻生物量大,一年播种多年收获,修复重金属同时具有一定的经济效益,被认为是一种重金属污染土壤的理想修复植物.综述了近年来学者们在苎麻修复重金属方面所取得的研究成果,指出苎麻对多种重金属具有一定的富集作用,对不同种类的重金属离子富集能力有差异,对单一和复合重金属污染土壤均具有一定的修复能力,能作为植物修复中可利用的植物资源.重点对进一步强化苎麻的修复能力的措施作了总结,阐述了影响苎麻富集和分配重金属过程的5个因素:品种、土壤改良剂、化学调控、农艺措施及土壤微生物,探讨了苎麻富集和耐受重金属的能力和机理,并就存在的问题提出建议和展望.     

苎麻修复重金属污染土壤及强化措施研究进展

苎麻生物量大,一年播种多年收获,修复重金属同时具有一定的经济效益,被认为是一种重金属污染土壤的理想修复植物。综述了近年来学者们在苎麻修复重金属方面所取得的研究成果,指出苎麻对多种重金属具有一定的富集作用,对不同种类的重金属离子富集能力有差异,对单一和复合重金属污染土壤均具有一定的修复能力,能作为植物修复中可利用的植物资源。重点对进一步强化苎麻的修复能力的措施作了总结,阐述了影响苎麻富集和 分配重金属过程的5 个因素院品种、土壤改良剂、化学调控、农艺措施及土壤微生物,探讨了苎麻富集和耐受重金属的能力和机理,并就存在的问题提出建议和展望。     

EDTA强化盐生植物修复Pb、Cd和盐渍化复合污染土壤

为修复重金属和盐渍化复合污染土壤,采用温室盆栽实验,研究了EDTA强化盐生植物景天三七(Sedum aizoon L.)和翅碱蓬(Suaeda salsa)对土壤中Pb、Cd和盐分阴离子(NO_3~-、Cl-、SO_4~(2-))的去除效果。结果表明,EDTA能够促进盐生植物吸收和富集污染土壤中的Pb、Cd,当添加4 mmol·kg~(-1)的EDTA时,对于Pb、Cd中度污染土壤,景天三七对2种重金属的去除率分别为32.59%和36.47%,翅碱蓬分别为22.93%和29.36%;对于Pb、Cd和盐分阴离子复合污染土壤,景天三七对轻度污染土壤中2种重金属的去除率分别为41.37%和47.25%,翅碱蓬对中度污染土壤中2种重金属的去除率分别为36.42%和41.48%,景天三七对3种盐分阴离子的去除率表现为NO_3~-Cl-SO_4~(2-),而翅碱蓬对盐分阴离子的去除效果差异较小。景天三七的生物量明显大于翅碱蓬,植物抗逆性指标显示景天三七耐受Pb、Cd和盐分阴离子的能力更强。EDTA强化景天三七修复实际污染土壤,Pb、Cd的去除率分别达到37.87%和41.61%,NO_3~-、SO_4~(2-)和Cl-分别为59.22%、42.11%和51.65%,能够有效修复重金属和盐渍化复合污染土壤。     

应用介孔分子筛材料(MCM-41)对土壤重金属污染的改良

采用盆栽试验,研究了无机分子筛材料(介孔分子筛,MCM-41)对重金属Cd、Pb和Cu污染土壤小白菜生长及土壤重金属各形态分布特征的影响。结果表明,无机分子筛材料对重金属Cd、Pb和Cu污染土壤的改良效果较明显,可明显增加小白菜产量,提高小白菜品质。土壤施加无机分子筛材料后,土壤Cd、Pb和Cu的BCR三形态中,酸可溶态(B1态)含量均降低,有机结合态(B3态)含量增加,而氧化物结合态(B2态)含量变化不显著。无机分子筛材料对土壤中Cd、Pb和Cu有效态具有较好的吸附钝化作用,可有效地抑制Cd、Pb和Cu在小白菜体内的积累。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据.采用盆栽方法,在不同浓度(0、20、35、50、65、80 mg·kg-1)cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性.结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的cd含量也在增加,相关系数都大于0.99;综合地上部与根部cd含量,地上部cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为:羽叶鬼针草>美洲商陆>紫叶芥菜.羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65 mg·kg-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80 mg·k-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100 mg·kg-1,达到了cd超富集量的标准.羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤.     

丝瓜与伴矿景天间作对土壤Cd形态及丝瓜Cd吸收的影响

采用盆栽实验将丝瓜和超积累植物伴矿景天间作于重金属污染土壤中,并向土壤添加钙镁磷肥或向丝瓜根际添加固镉菌剂,研究间作对土壤Cd的形态及丝瓜重金属积累性的影响。结果表明,丝瓜与伴矿景天间作一定程度上减少了丝瓜的结果数量,同时存在增大丝瓜果实中Cd含量的风险;通过施加固镉菌剂或钙镁磷肥增加了丝瓜的结果数,且丝瓜果实中Cd含量均未超过国家标准的限定值。同时,景天和丝瓜对土壤Cd具有移除能力,丝瓜主要表现在茎叶对Cd的吸收,其中重污染土壤中的景天和丝瓜对土壤Cd的移除能力大于低污染土壤种植的景天和丝瓜。总体来看,丝瓜与超积累植物伴矿景天间作可用于低污染土壤进行边修复边生产。但是,由于存在较高食品安全风险,在间作的同时可采取施固镉菌剂或钙镁磷肥等措施来降低果实部分Cd含量。