植物修复在重金属污染土壤中的应用概述

土壤重金属污染是全球面临的一个急待解决的环境问题,植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。介绍了植物修复的基本概念及主要作用方式,重金属污染土壤的植物修复机理研究,以及转基因技术与植物修复技术联合治理土壤污染的前景。     

Cu2+和Zn2+在土壤电场中的极化对黑土胶体凝聚的影响

金属离子在土壤胶体固-液界面上的行为差异引起土壤胶体絮凝过程的差异,并深刻影响土壤溶液中养分或污染物的迁移转化。为明确Cu~(2+)和Zn~(2+)两种金属离子界面行为对土壤胶体凝聚的影响,本文选取黑土胶体为研究对象,利用动态/静态光散射技术研究专性吸附离子Cu和Zn体系中不同离子浓度条件下黑土胶体的凝聚行为。结果表明:(1)Cu~(2+)和Zn~(2+)两种金属离子引发黑土胶体凝聚的机制相似,均是低浓度下的慢速凝聚和高浓度下的快速凝聚,达到快速凝聚机制后,胶体的总体平均凝聚速率受离子种类影响较小。(2)Cu~(2+)对黑土胶体聚沉能力大于Zn~(2+),Zn~(2+)的临界聚沉浓度是Cu~(2+)的3.51倍,在黑土胶体的凝聚过程中存在强烈的离子特异性效应。(3)两种离子体系中颗粒间相互作用的活化能差异随离子浓度的降低而增大。此两种离子在凝聚作用的较大差异性源于Cu~(2+)较Zn~(2+)对有机配位体有较强的亲和力,以及黑土胶体表面附近强电场对离子的强烈极化作用扩大了两种离子本身的微小差异。     

温州市温瑞塘河表层沉积物重金属污染及生态风险评价

对温瑞塘河不同水体干扰和沉积过程干扰类型的表层沉积物重金属进行研究,分析了沉积物As、Hg、Pb、Cd、Cr的含量、分布特征及pH特点。运用单因子污染指数评价,明确温瑞塘河表层沉积物重金属积累顺序为Cd〉Cr〉Pb〉Hg〉As。分别通过沉积物质量基准的风险评价和生态风险指数法评价了表层沉积物生态风险,提出温瑞塘河表层沉积物的As、Hg、Pb、Cd、Cr生态风险强度,明确Cd是沉积物中主导的污染因子。     

草炭水溶解态有机质与金属离子络合稳定常数的测定

采用离子交换平衡法测定草炭水溶解态有机质与 Cu2 +、Pb2 +、Zn2 +、Cd2 + 4种金属离子 ,在 2种 p H条件下的络合稳定常数 .结果表明 ,金属离子与草炭水溶解态有机质通常形成混合或多核络合物 ;2种 p H条件下的络合配位数和稳定常数序列均为 :Cu2 + >Pb2 + >Zn2 + >Cd2 + ,高 p H条件下 ,络合配位数和稳定常数均明显增大     

区域尺度的城市灰尘重金属分布

根据47个城市的灰尘重金属Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn,Ni的监测资料,分析了重金属在区域尺度的分布规律。结果表明,灰尘重金属浓度分为5个等级,并在1～4倍的标准差内变化,在空间上呈西高东低,南高北低,自西南向东北减少的特征。各地区灰尘重金属含量依次呈：西南〉西北〉华南〉华东〉华北〉华中〉东北,且某些元素的空间分布还与我国阶梯地势相吻合。自然背景和人类活动都是重要的影响因素,前者对华北、华中和东北地区影响较大,后者对西北、西南和华南地区作用程度较高。另外,各重金属元素受人类活动的作用强度也不同,受影响强度依次呈：Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cu〉Ni〉Cr。     

光合细菌在环境修复中的研究进展

光合细菌是在自然界中能进行光合作用的一类特殊厌氧微生物,其独特的生理生化特性,使得其在环境修复中发挥着十分重要的作用。对近年来光合细菌在处理高浓度有机废水、土壤重金属污染治理、有机磷农药降解及养殖水体的净化等方面的应用进行了综述,最后对光合细菌在环境修复中的应用前景和发展方向进行了展望。     

平原农区空心村典型土壤的重金属污染评价——以山东省禹城市为例

空心村整治是农村土地综合整治的重要内容,在以土地可持续利用为核心的目标导向下,揭示空心村内典型土壤重金属污染情况是整治工作特别是构建耕层土体的先导环节。本文以黄淮海平原农区的禹城市为例,分析典型空心村在整治时可能涉及的村内道路、晾晒场院、坑塘底泥、林地表土、院落农地、院落实土、土墙墙体等7种土壤的As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量,利用单项污染指数和综合污染指数,按照有关国家标准,评价其重金属污染程度,为空心村改造中土壤的安全、合理利用提供依据。结果表明：前述7类参试土壤中,除院落农田的污染指数为0.85（污染等级为Ⅱ,属“较清洁”土壤）外,其余6类的综合污染指数均< 0.7（污染等级为Ⅰ,属“清洁”土壤）,可直接用于空心村整治中的耕层土体重构。本研究基于整治利用导向进行了平原农区空心村典型土壤类型划分,揭示了其重金属污染状况,对于科学开展空心村整治、建设更加安全的高标准农田具有重要参考价值。     

兰州市城市污水处理厂污泥中重金属形态分布特征与潜在生态风险评价

通过现场调查采样及室内分析,研究了兰州市七里河安宁污水处理厂和雁儿湾污水处理厂污泥中重金属的形态分布特征,并对其进行了潜在生态风险评价。结果表明,污泥总体呈高有机质、高全N和有效P、高微量营养元素,且Cu、Zn、Cd、Pb、Ni5种重金属的含量均低于污泥农用控制标准,具有很好的农用价值。污泥中Zn、Cd、Pb主要以有机结合态和残渣态存在,而Cu、Ni可交换态所占比例较高,分别为14.95%和14.41%,不稳定态所占比例分别为41.12%和31.04%,表现出较高的生物活性和可利用性。七里河和雁儿湾污泥中重金属的潜在生态风险属于低度风险;Cd、Cu是污泥中重金属潜在生态风险的主要贡献者,在污泥处理处置时应引起高度重视。     

沈阳市郊区蔬菜污染调查

１９９６年,调查及采样分析测定了沈阳市近郊的土壤及各种蔬菜中的重金属含量,对其污染情况进行了分析研究。结果表明,土壤中的重金属含量除Ａｓ外,Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｒ全部超过沈阳地区土壤背景值;大白菜中Ｐｂ超标率为１００％,Ｃｄ次之,为５８．３％,而ＮＯ－３和六六六均超标２５％,并指出了Ｐｂ、Ｃｄ污染严重的区域;番茄Ｃｄ、Ｐｂ超标,黄瓜菜豆、大白菜中Ｃｄ、Ｈｇ、Ｐｂ均超标,在上述蔬菜中,Ｃｄ污染均比较严重     

紫花苜蓿、黑麦草和狼尾草对Cu、Pb复合污染土壤修复能力的研究

随着经济和社会的发展,土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成了巨大的威胁,而目前对于土壤重金属污染的治理主要以植物修复为主。为了寻找适宜修复Cu、Pb复合污染土壤的牧草,采用盆栽试验法,将试验的植物设置9组处理:1组对照组(CK),不添加任何重金属盐;4组单一污染,即单一Cu低(Cu1,200 mg×kg-1)、高浓度(Cu2 400 mg×kg-1),单一Pb低(Pb1 300 mg×kg-1)、高浓度(Pb2 800 mg×kg-1);4组Cu、Pb复合污染(Cu1Pb1、Cu1Pb2、Cu2Pb1、Cu_2Pb_2)。通过比较紫花苜蓿(Medicago sativa)、黑麦草(Lolium perenne)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides)的适应能力和富集特征,研究了这3种常见牧草植物对受Cu、Pb复合污染土壤的修复效果。结果表明:1)紫花苜蓿地上部和根部生物量均在Pb1处理组时最大,显著高于其他处理组;黑麦草地上部生物量在Cu1Pb1处理组最大,根部生物量在Pb1处理组最大;狼尾草地上部生物量在Cu_2Pb_2处理组最大,根部生物量在Cu2处理组最大。2)Cu单一污染下,狼尾草抗性系数最大;Pb单一污染下,紫花苜蓿抗性系数最大;Cu-Pb复合污染下,狼尾草的抗性系数较大。高浓度Cu处理组3种牧草植物的地上部生物量、根部生物量和抗性系数均呈现:狼尾草黑麦草紫花苜蓿,且狼尾草显著大于黑麦草和紫花苜蓿。3)种植3种牧草植物后,土壤重金属Cu、Pb含量均有所降低。在一定浓度下,土壤Cu-Pb重金属间会相互促进对方在牧草植物中的吸收。4)3种牧草中紫花苜蓿地上部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达1.61;黑麦草根部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达3.80;3种牧草地上部和根部对Pb的富集系数只在黑麦草根部的Cu1Pb1处理组时大于1,达1.46。5)黑麦草对Pb的吸收能力较强,且主要积累在根系;紫花苜蓿对Cu-Pb复合污染综合修复效果最好。紫花苜蓿和黑麦草分别在Cu-Pb复合污染和Pb单一污染土壤中对Pb的转运系数大于1,分别为2.72和2.06,反映其对土壤中的Pb具有富集潜力。综合表明,黑麦草对重金属Pb具有较强的耐性,在Pb单一污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料;紫花苜蓿对重金属Cu、Pb均具有较强的耐性,在重金属Cu单一或Cu-Pb复合污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料。