滇东地质高背景区土壤镉的伴矿景天修复及其对后茬水稻的影响

云南是我国典型的重金属元素地球化学高背景区,超积累植物能否有效修复镉（Cd）地质高背景土壤,从而实现农产品安全生产,尚鲜见报道。以云南石林、富源和罗平等三地的典型Cd地质高背景农田土壤为对象,开展温室盆栽试验,探究Cd、锌（Zn）超积累植物伴矿景天对土壤Cd的吸取修复效果,及对后茬水稻生长和Cd吸收的作用。结果表明,种植三季伴矿景天使三地土壤全量Cd分别下降24.8%、30.9%和58.8%;伴矿景天在富源玄武岩风化物母质发育的土壤上长势最好,与富源土壤肥力相对最高有关;伴矿景天在罗平石灰岩风化物发育的土壤上重金属吸取修复效果最佳,与罗平土壤呈中性、酸化作用更为明显有关,这些差异由土壤母质、养分与重金属有效性等综合影响所致。经伴矿景天吸取修复三季后,全生育期淹水种稻,其糙米和秸秆Cd浓度均大幅降低,可实现糙米Cd安全生产。未经植物吸取修复,旱作处理下水稻糙米Cd存在超标风险。植物吸取修复后种植水稻,再结合水分管理措施,可进一步降低稻米中Cd浓度,实现稻米安全生产,为Cd地质高背景区土壤的农作物安全生产提供理论依据和技术支撑。     

石油污染土壤的生物修复研究进展

对于石油污染土壤的修复,其生物修复具有环境友好、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术。本文较全面地介绍了石油污染土壤生物修复的影响因素、石油污染土壤的生物修复技术,并对该领域今后的研究重点进行了展望。     

多氯联苯复合污染土壤的土著微生物修复强化措施研究

通过室内模拟试验,以不同C源、C/N比、水分及通透性为调控因子,对多氯联苯(PCBs)长期复合污染土壤的土著微生物强化修复进行了初步研究。结果表明,PCBs长期复合污染土壤中,在土壤水分含量为田间持水量的60%时,加入淀粉、葡萄糖和琥珀酸钠均在一定程度上增加了细菌和真菌数量,从而促进土壤中PCBs的土著微生物降解。不同种类的C源对PCBs污染土壤的土著微生物降解效果存在明显差异,且其降解效果与C源的施用剂量密切相关。当淀粉加入量为C1.0g/kg土时,土壤中PCBs的降解效果较好,而葡萄糖和琥珀酸钠加入量为C0.2g/kg土时,PCBs的降解效果明显。土壤C/N比为10:1的处理效果优于C/N比为25:1和40:1。土壤人为翻动有利于PCBs污染土壤中细菌和真菌的生长,提高土著微生物的代谢活性,从而促进土壤中PCBs的自然降解。这为进一步探讨加速土壤中PCBs降解的最适条件和研发POPs污染土壤的生物修复技术提供了科学依据。     

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅱ.污染土壤的健康风险评估

快速城市化进程与工业发展，使得土壤污染日益严重。污染物进入土壤后，经水、气、生物等介质传输，通过饮水、呼吸、饮食、皮肤吸收等途径引起人体暴露，带来健康风险。污染土壤健康风险评估是制定土壤环境质量标准的基础，是一项新的环境管理技术与手段。我国污染土壤的健康风险评估还非常欠缺，为了推动其发展，本文讨论了其研究进展、方法、存在问题与发展趋势。当前，还缺乏准确定量的风险表征方法，评估过程中还具有较大不确定性。污染土壤的健康风险评估正在向多介质、多途径以及多种污染物暴露的方向发展，模型模拟的方法将会得到更多的应用。为了建立准确定量风险评估方法，在未来研究中需要加强对风险评估相关机理研究。这包括污染物的迁移传输规律、污染物的剂量一效应关系和人群生活方式等。     

有机络合强化植物修复的环境风险研究：—Ⅰ．EDTA对复合污染土壤中TOC和重金属动态变化的影响

采用盆栽试验研究了EDTA存在条件下的土壤溶液总有机碳（TOC）和重金属浓度的动态变化。结果表明，施用3mmol/kg EDTA极显地增加了土壤溶液中TOC的含量。土壤溶液TOC随培养时间呈指数曲线下降，在加入EDTA52天后土壤溶液TOC仍然高于对照处理，施用EDTA大幅度地提高了土壤溶液Cu,Zn,Cd和Pb的浓度，这些重金属的浓度在一个月内迅速下降，以后趋向稳定。EDTA活化土壤重金属存在淋溶迁移的潜在环境风险。     

重金属污染土壤的微生物学评价

随着研究方法 改进，采用微生物学指标评价土壤重金属污染越来越受人们关注。比较敏感的指标有：对重金属敏感细菌与耐性细菌之比，脱氢酶活性与土壤有机碳之比，代谢商，微生物生物量碳与土壤有机碳之比，异养因氮菌的固氮作用。但微生物的生物是及其活性在受重属金影响的同时也受土壤性质及自然条件的影响，应当把微生物学性质的变化与重金属的形态、植物吸收联系起来评介污染土壤。     

重金属复合污染下土壤微生物群落功能多样性动力学特征

用碳素利用法对浙江省天台铅锌银尾矿区重金属复合污染土壤微生物群落功能多样性动力学特征进行了初步探讨。研究结果表明 ,矿区重金属复合污染降低了供试土壤的微生物群落代谢剖面 ,且群落代谢剖面值与培养时间之间呈非线性关系 ,其变化过程符合微生物种群生长动态模型 (S形 )。随着重金属复合污染程度的加剧 ,土壤微生物群落功能多样性动力学参数K和r值越低 ,参数s值所需的时间则越长。上述动力学参数与群落代谢剖面各自的主成分分析结果显示 ,微生物群落功能多样性的动力学参数K值和s值能够很好地区分矿区土壤重金属污染程度 ,并且其区分效果比微生物群落代谢剖面值好。土壤微生物群落功能多样性动力学特征的变化可以较好地显示矿区重金属复合污染土壤微生物群落对碳源利用模式的差异 ,反映矿区特定生境土壤微生物群落功能多样性的变化 ,在一定程度上揭示重金属胁迫下环境微生物种群作用机理。     

商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)的锰耐性和超积累

超积累植物的确证对成功实施重金属污染环境植物修复是必不可少的。通过野外调查和营养液培养试验 ,研究超积累植物商陆 (PhytolaccaacinosaRoxb )的锰富集特性 ,结果表明 ,商陆对生长介质中的Mn具有很强的耐性和累积能力。商陆在锰含量高达 114× 10 3 mgkg-1的尾矿废弃地上依然生长良好 ,叶锰含量最高达 19 3× 10 3 mgkg-1。温室培养条件下 ,当生长介质中Mn浓度为 8 0 0 0mmolL-1时 ,虽然其生物量与对照相比有所降低 ,但植株仍能生长。随着生长介质中Mn浓度的升高 ,商陆叶和茎的Mn含量逐渐增加 ,生物富集系数则逐渐降低 ,但是地上部分锰积累量则先增加后减少。当Mn浓度为 5 0 0 0mmolL-1时 ,商陆地上部分锰积累量达到最大值 2 5 8 2mgplant-1;当Mn浓度为 12 0 0 0mmolL-1时 ,商陆仍能完成整个生命周期 ,叶锰含量达到最大值 36 4× 10 3 mgkg-1,生物富集系数为 5 5。不同锰供应水平下 ,商陆吸收的锰有87%～ 95 %被转移到地上部分。这进一步验证商陆的锰超积累特性 ,为利用超积累植物对大面积污染土壤实施植物修复提供了有力证据 ,对锰污染土壤和水体实施植物修复具有很大的应用前景     

镉污染土壤植物修复的EDTA调控机理

我们通过温室盆栽试验 ,在不同Cd处理的土壤中加入EDTA ,分析了印度芥菜根和地上部Cd的浓度 ,探讨EDTA进入土壤后对Cd吸收和运输的影响。结果表明 :加入EDTA ,水提取的Cd浓度增加了 40 0倍以上 ,NH4 NO3提取的Cd浓度增加了 40倍以上 ,在土壤Cd浓度较低时 ,EDTA对植物吸收Cd没有显著影响 ,当土壤添加Cd在 1 3 0mgkg- 1以上时 ,加入EDTA显著增加了地上部Cd的浓度。EDTA能增加印度芥菜地上部中Cd的浓度 ,不是由于土壤溶液中Cd浓度增加从而增加了印度芥菜根对Cd的吸收 ,可能是EDTA加入土壤后增加了这些元素在土壤溶液中的浓度 ,从而高浓度的Cd对植物根细胞产生毒害 ,增加了细胞膜的透性后 ,土壤溶液中的络合物得以进入根细胞并随蒸腾作用运输到地上部。     

镉污染土壤的植物修复及其EDTA调控研究I. 镉对富集植物印度芥菜的毒性

本文通过温室盆栽试验研究了在10~190 mg/kg共10个浓度梯度的Cd处理下,印度芥菜生长对Cd的响应、Cd在根与地上部的积累以及在Cd胁迫和毒害条件下对Ca和Zn吸收的影响。结果表明,Cd对印度芥菜生长的毒害浓度在各个生育期各有不同:幼苗期与营养生长前期在70~110 mg/kg左右;营养生长后期在110 mg/kg以上;成熟期在150 mg/kg左右。植物吸收的镉随土壤镉处理浓度的增加而增加,本试验中印度芥菜根和叶积累镉最高浓度分别为300 和160 mg/kg。在Cd胁迫下,印度芥菜吸收的Ca和Zn增加;在Cd毒害条件下,印度芥菜吸收的Ca和Zn下降。认为高浓度的Cd对印度芥菜生长有抑制,但印度芥菜对镉也表现出很强的耐性,这种耐性可能与植物体内Cd和Ca、Zn之间的平衡有关。