水体重金属污染的植物修复研究(Ⅲ)——种苗过滤去除水中重金属镉

采用室内培养及仪器分析测试方法 , 研究了 3种作物种苗对水体中镉的去除作用 . 分析表明 , 在所选择的实验条件下 , 采用种苗过滤能够在 72 h内使水体中镉浓度明显降低 . 在蓖麻、向日葵、玉米等植物幼苗的根中分别积累了 1 425 μ g@ g- 1、 696 μ g@ g- 1和 164 μ g@ g- 1的镉 , 其茎叶中镉的积累也分别达到了 70.5 μ g@ g- 1、 114 μ g@ g- 1和 83.4 μ g@ g- 1. 还对不同镉浓度下的实验结果进行了对比和讨论 , 提出选择一些传统作物种苗进行环境水体中镉污染的植物修复具有良好的应用前景 .     

土壤作物系统中重金属污染的植物修复技术研究现状与前景

土壤与作物作为一个密不可分的系统通过食物链与人类健康问题总是息息相关,土壤作物系统中重金属污染是全球面临的一个急待解决的环境问题。近年来新兴的污染土壤植物修复技术,利用绿色植物来固定、提取土壤中的重金属以降低或清除其对环境的毒害。此方法与传统的土壤污染治理技术相比,具有成本低、不破坏环境、保护人类健康和易为大众接受等优点。本文在系统地介绍植物修复技术的类型、机理、研究现状及存在的主要问题的基础上,对当前比较流行的分子生物技术、基因工程技术在提高植物修复能力中的应用进行了探讨,并对植物修复技术今后发展的方向、需要解决的问题及其应用前景进行了展望。     

螯合剂对铅污染土壤上玉米幼苗生长及铅积累特性的影响

通过温室盆栽试验研究了螯合剂EDTA和DTPA对Pb污染土壤上玉米幼苗生物量及Pb积累特性的影响。结果表明，单独Pb处理对玉米幼苗生长没有明显的影响，而玉米植株体内Pb含量随土壤Pb处理浓度的增加而明显增加，根系Pb含量高于地上部Pb含量。分别添加3mmol·kg^-1 EDTA和DTPA处理促进土壤Pb溶解，EDTA处理土壤有效Pb含量大于DTPA处理土壤有效Pb含量；EDTA和DTPA处理对Pb污染土壤上玉米生长的效应不同，DTPA处理对玉米生长没有明显的影响，而EDTA处理玉米地上部干重比不加EDTA的对照降低了15％～39％，根系干重则降低了40％～50％；添加螯合剂处理后玉米植株体内Pb含量明显增加，EDTA处理促进玉米吸收和积累Pb的作用大于DTPA的作用。     

Cd~(2+)和Cu~(2+)对美人蕉的氧化胁迫及抗性机理研究

通过测定植物的丙二醛(MDA)含量、酸溶性SH含量以及两种抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD和愈创木酚过氧化物酶GPX)的酶活,研究了重金属镉(Cd)和铜(Cu)对美人蕉(Cannaindica Linn.)的氧化胁迫。结果表明,20μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)的Cd~(2 )和Cu~(2 )均使其根部MDA含量显著增加,但除了100μmol·L~(-1)的Cd~(2 ),叶部MDA含量无明显变化。与Cu~(2 )相比,Cd~(2 )能引起植物根部GSH的明显提高,并能诱导PCs的产生。Cd~(2 )使根部SOD活性明显增加,Cu~(2 )对其活性无明显影响。两种重金属均使其根部GPX活性显著增加。对于叶,重金属胁迫能增加GPX的活性,但对SOD活性的影响不明显。以上结果表明,重金属镉和铜对美人蕉具有氧化胁迫作用,而美人蕉具有缓解重金属胁迫的解毒机制,诱导PCs解毒,同时它能通过调节抗氧化物酶的活性增强其抗氧化胁迫的能力,这为该植物作为中低浓度镉和铜污染水体的修复植物种类应用提供了可能。     

金华地区11种杂草对4种重金属的吸收与富集作用研究

定量测定了分布于浙江师大校园（地处金华）及金华某冶炼厂的 11种杂草对 4种重金属的吸收与富集能力。结果表明，对 Cu吸收和富集能力较强的有早熟禾（ Poa annua）、裸柱菊（ Soliva anthemifolia）、北美独行菜 (Lepidium virginicum)、北美鬼针草（ Bidens frondosa）；对 Cd富集能力较强的是北美车前 (Plantago virginica)、早熟禾、裸柱菊和蚊母草（ Veronica peregrina）；对 Pb的吸收富集能力以早熟禾、蚊母草和裸柱菊等为强；对 Cr吸收富集能力较强的是蚊母草、早熟禾和北美车前。     

人工生态系统修复砷污染土壤的应用研究

通过在某雄黄矿区的野外调查,并结合实验室分析,证实蜈蚣草和五节芒不仅能很好地生长在较高浓度砷污染土壤上,而且还能大量地积累砷到其体内,表现出较强的富集能力,尤其是蜈蚣草。砷在蜈蚣草体内的分布表现为羽片>茎秆;而砷在五节芒体内的分布表现为茎秆>羽片。盆栽试验表明,两个品种的油菜(湘杂油1号和湘杂油15号)对砷也有一定的耐性和富集能力。当土壤砷含量小于108.59 mg/kg时,油菜能正常生长,且生物量很大,而当土壤砷含量达到208.83 mg/kg时,砷会对油菜产生毒害作用,其生长速度较慢,对砷的富集能力也减小。因此,在砷污染区可以利用蜈蚣草、五节芒和油菜等具有较高抗砷能力和能大量累积砷的植物构建一个可修复砷污染的人工生态系统,从而更有效地修复砷污染的土壤。     

螯合诱导植物修复中污染土壤的重金属淋滤行为

采用土柱淋滤试验,研究乙二胺二琥珀酸(EDDS)和乙二胺四乙酸(EDTA)诱导植物修复过程中的土壤重金属淋滤行为,同时比较了香根草(Vetiveria zizanioides L.)和玉米(Zea mays L.)在减少重金属淋滤方面的作用.结果表明,在25 d内经过480 mm降雨的淋洗, EDDS处理的土柱(80 cm土层)没有出现重金属的淋滤;而EDTA明显导致表层土壤重金属向下层土壤迁移,该迁移行为与降水量的大小、种植植物与否关系密切.香根草和玉米可明显延缓EDTA引起的土壤重金属向下层土壤的淋滤,且香根草的延缓效果好于玉米.上述结果表明,EDDS诱导的高生物量植物修复是相对安全的,而使用EDTA需要考虑当地的降水条件.     

Response of microbial communities to phytoremediation of nickel contaminated soils

Through pot experiment, effects of phytoremediation on microbial communities in soils at different nickel treatment levels were studied. Two Ni hyperaccumulating and one Ni tolerant species were planted in paddy soils different in Ni concentration, ranging from 100 to 1 600 mg/kg. After 110 days of incubation, soil microbial activities were analyzed. Results showed that populations of bacteria, fungus, and actinomycetes and biomass of the microorganisms were stimulated when nickel was added at a rate of 100 mg/kg in non-rhizospheric soil. When the rate was over 100 mg/kg in the soil, adverse effects on the soil microbial communities were observed. The plantation of Ni hyperaccumulating species could increase both the population and biomass of soil microorganisms, because, by absorbing nickel from the soil and excreting root exudates, the plants reduced nickel toxicity and improved the living environment of the microbes. However, different plant species had different effects on microorganisms in soil. Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) with five primers was used in this study in 25 soil samples of four types of soils. A total of 947 amplified bands were obtained, including 888 polymorphic bands and 59 non-polymorphic bands. The results indicated that the composition of microbial DNA sequences had changed because of the addition of nickel to the treated soils. Shannon-Weaver index of soil microbial DNA sequences reduced in the nickel contaminated soils with increasing nickel concentration. The changes in Shannon-Weaver index in the four types of soils ranged from 1.65 to 2.32 for Alyssum corsicum, 1.37 to 2.27 for Alyssum murale, 1.37 to 1.96 for Brassica juncea, and 1.19 to 1.85 for nonrhizospheric soil. With the same amount of nickel added to soils, the Shannon-Weaver index in rhizospheric soil with plants was higher than that in non-rhizospheric soil. Translated from Acta Pedologica Sinica, 2006, 43(6): 919–925 [译自: 土壤学报]     

多环芳烃污染土壤的植物修复研究进展

多环芳烃是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物,它不仅降低环境质量还会危害人体健康。植物修复是近年来发展起来的一种利用植物修复环境污染的技术,也是当前生物修复研究领域中的热点,许多实验证明植物能够促进土壤中多环芳烃的去除。植物修复的机理主要包括植物对多环芳烃的直接作用、根际微生物的降解作用和植物与微生物的联合作用,植物修复的效率会受多种环境因素的影响。为此,对植物修复多环芳烃污染土壤的植物筛选、修复机理、影响因素进行了概括,并对国内外近年来植物修复技术在多环芳烃污染土壤修复中的应用、研究成果和存在的一些问题进行了综述。     

植物清除环境污染物的策略及应用

综述了无机污染物和有机污染物的植物修复策略及应用。指出植物具有许多内在的遗传和生化生理特性,利用植物抽提、隔离、解除污染物毒性来清除土壤和水体环境污染物已取得明显进展,相对于机械去污法,植物修复已被广泛地认为是一种生态可靠的替代方法。