钒冶炼厂周边陆生植物对重金属的富集特征

对某钒冶炼厂周边土壤和植被进行现场采样,共采集到高等植物20科29种,土壤样品7个,采用ICP-MS和ICPOES分析本土植物和土壤中重金属含量.结果表明,冶炼厂周边土壤普遍存在V、Cr和Cd污染现象,重金属V和Cr的污染问题突出.29种植物体内均检测到V、Cr、Cd和Pb,其中V含量相对较高.本土植物蜈蚣草体内重金属V含量最高,其地上部分V积累量为86.51 mg·kg-1,地下部分为814.25 mg·kg-1;野胡萝卜对Cd的富集和转运能力显著高于其他植物,地上部分和地下部分Cd含量分别为18.56 mg·kg-1和5.66 mg·kg-1.两种植物表现出对钒冶炼导致周边复合重金属污染极高的耐性,可作为钒冶炼厂周边土壤重金属污染植物修复的先锋物种.      

典型钒矿冶炼厂区域土壤重金属污染及陆生植物富集能力

植物修复是土壤重金属污染修复的重要手段。为了探明南水北调工程中线水源地土壤污染状况并对其进行修复,本研究以湖北省朝北河和典型钒矿冶炼厂为对象,按季节采集该区域土壤（样本量n = 14）和当地优势陆生植物（样本量n = 113）,使用微波消解?电感耦合等离子体质谱(ICP?MS)测定V、Cr、As和Cd重金属含量,根据内梅罗指数法综合评价了土壤污染程度,评估了各种植物对四种重金属的富集能力。结果表明,朝北河采样点中排污口与河水交汇处土壤中重金属Cd含量较高;钒矿冶炼厂原矿堆放区V超标近83倍,Cr、As和Cd重金属超标两倍以上,土壤受到严重污染;其他采样点均受到不同程度的重金属污染。植物重金属富集能力和耐受性评价结果表明,鼠麴草、密叶飞蓬、一年蓬对四种重金属耐受性极强,小蓬草、白茅、少花龙葵、野菊、白车轴草、稗是V、Cr和Cd的超富集植物,蜈蚣草、构树对As的富集能力极强,野艾蒿对Cr和Cd的富集能力较强,丁香蓼和日本毛连菜分别对Cr和V具有较强的耐受性和富集特异性,委陵菜和垂序商陆对Cd具有较强的富集能力和特异性。五种优势植物盆栽实验表明,苎麻在复合金属污染条件下耐受性最强,委陵菜富集能力最强。      

冷水江锑矿废弃地乡土树种重金属富集能力研究

采集并分析了冷水江锑矿区废弃地乡土树种及其根际土壤重金属含量,研究了树种对重金属的富集和转运特征。结果表明:矿区废弃地土壤中Cd含量超出国家土壤污染风险筛选值(GB 15618—2018),Sb含量是全国土壤背景值的104~226倍,以Cd、Sb重污染为主,伴有As、Hg、Pb复合污染。采集的8种乡土树种均对重金属元素表现出一定的耐受性,柏木、楸树对Hg、Cd和Sb的富集与运转能力较强;构树对Pb、Hg、Cd和Sb的富集与运转能力较强;南酸枣对Hg、Cd和Sb富集能力强,Cd、Sb运转能力较弱;七里香、梓树、棕榈和大叶女贞对Hg、Cd富集与运转能力强。根据废弃地重金属污染情况与树种对重金属的富集系数、运转系数,得出柏木、楸树、南酸枣和构树适合作为锑矿区废弃地植物修复的优选树种。     

应用于碱性土壤上重金属污染的超积累植物种植研究

以调查区的严格管控区土壤为研究对象,挑选了酸模、龙葵、月季、金盏菊、万寿菊、油牡丹、凤仙花7种植物进行了大田试验,考察超积累植物对土壤中Cd、Pb富集的影响。结果表明,不同植物体内或同种植物体内各部位重金属的含量存在较大差异;酸模、金盏菊、龙葵、月季地上部分重金属含量明显高于地下部分,说明重金属在这几种植物的茎叶里积累较多。金盏菊、凤仙花、万寿菊、龙葵对Cd的富集较强,有利于修复Cd污染的土壤。除凤仙花外,其他6种植物对Cd的转运系数均大于1,对Cd的转移能力由强到弱的顺序依次为酸模、金盏菊,龙葵、油牡丹、月季、万寿菊。就单株而言,积累生物量从大到小依次是酸模、金盏菊、万寿菊、月季;就每亩而言,积累生物量从大到小依次是金盏菊、酸模、月季、万寿菊。综合植物对重金属的富集系数、植物自身的转运系数、整株生物量以及植物的经济价值等考量,万寿菊、金盏菊、月季在修复土壤重金属污染的同时还可兼顾提升经济效益,酸模作为有效降低Cd、Pb含量的重金属修复植物,可推广应用于碱性耕地的重金属污染修复。综上所述,从植物对重金属的富集系数、植物自身的转运系数、整株生物量以及植物的经济价值等综合考量,万寿菊、金盏菊、月季作为修复土壤重金属污染的同时兼顾提升经济,酸模作为有效降低Cd、Pb含量的重金属修复植物,可推广应用于碱性耕地的重金属污染修复。     

烂泥沟金矿区紫茎泽兰对重金属的富集特性及生态修复分析

应用原子吸收光谱仪和原子荧光光谱仪对目前亚洲最大的卡林型金矿——贵州烂泥沟金矿区的紫茎泽兰及其基质中的Au,Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,Co,As,Hg 9种金属元素进行了测定,并针对紫茎泽兰对重金属的富集特性和土壤污染程度进行了分析。结果发现,土壤中As高达666.021mg/kg,是国家土壤环境质量三级标准40mg/kg的16.65倍;Hg高达4.206mg/kg,是国家土壤环境质量三级标准1.5mg/kg的2.8倍,污染状况比较严重。另外,紫茎泽兰根、茎、叶对Cr的富集系数分别是:3.286,9.532,8.191,转运系数为2.7,远大于1;对Cd的富集系数分别为:2.95,1.66,3.73,转运系数0.91,接近于1;对其他重金属元素也有不同程度的吸收。因此,紫茎泽兰可以作为矿区生态修复与重建的一种先锋植物来作进一步的研究。     

紫云英对镉富集效应研究

[目的]探索紫云英对镉的富集效应,为Cd污染土壤植物修复技术开辟新的途径.[方法]通过盆栽试验,研究了紫云英对Cd的耐性与富集效应.[结果]紫云英对Cd有较强的耐性,低浓度的Cd对紫云英的生长发育没有显著影响,甚至具有一定的生长促进作用.紫云英体内Cd的浓度分布为根＞茎叶.紫云英对Cd具有较强的富集能力,无论是添加外源Cd或不添加外源Cd,紫云英对Cd的富集系数均较高,其根部对Cd的富集系数多为10左右.[结论]紫云英在Cd污染农田的植物修复上具有一定的研究和应用价值.     

云雾苔草及其根际土壤重金属元素分布研究

对某铅锌冶炼厂的土壤及修复植物云雾苔草不同部位的重金属含量进行了测定,研究云雾苔草的根际土壤、根、地上部分(茎叶)中Cd、Pb、As、Zn四种重金属元素的分布情况。结果表明:云雾苔草对土壤重金属Pb、Zn、As、Cd有良好的富集作用,可以作为用于修复铅、锌含量超标土壤的富集植物,四种重金属元素在云雾苔草根际土壤、根、茎叶中的含量依次递减。云雾苔草对不同重金属元素的富集系数有明显的差异,土壤重金属污染程度会影响云雾苔草对同一重金属的富集能力,其富集系数与土壤重金属的含量呈负相关性。     

复垦区土壤中重金属元素Ni、Cr污染识别与修复技术研究

传统重金属元素Ni、Cr污染识别与修复技术,对复垦区土壤的修复程度不够,为此提出污染识别与修复技术的研究。光谱法测定Ni、Cr重金属含量的检出限,识别土壤Ni、Cr污染程度,测定Ni、Cr的同位素丰度比率找出污染源,并根据植物的富集系数和转移系数进行植物修复。通过对比实验可知,设计技术对土壤Ni、Cr污染进行识别修复,地累积指数比传统方法减少0.23。     

土壤-香蕉幼苗体系中重金属Cd的迁移与分配

[目的]研究重金属Cd在土壤-香蕉幼苗体系中的迁移分配规律.[方法]以沙质砖红壤为供试土壤,以香蕉为试验植物,采用盆栽模拟试验方法研究了Cd在土壤、香蕉根系、茎、叶中的浓度和富集系数的变化规律.[结果]不同Cd处理浓度对香蕉苗体内Cd富集效果有很大的影响.当低浓度Cd处理土壤时,富集系数最大,高浓度时富集系数最小.香蕉苗不同部位吸收累积重金属Cd有明显差异,大部分累积在根部,向茎和叶迁移的量较小.[结论]该研究可为科学认识香蕉中重金属的残留问题、健康风险及其污染控制提供理论依据.     

五指山茶园表层土壤重金属污染危害评价

[目的]评价五指山茶园表层土壤重金属污染的危害程度.[方法]采样分析五指山茶园表层土壤重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)的平均含量及富集状况,分别以现代工业化以前沉积物中重金属的全球最高背景值和我国<土壤环境质量标准>的一级自然背景值为参比值,采用潜在生态危害指数法对五指山茶园表层土壤重金属的富集系数和生态危害系数以及生态危害指数进行了评价.[结果]以2种背景值为参比得出的重金属污染水平相近,Cd和Pb是对五指山茶园表层土壤生态环境具有潜在影响的主要重金属元素.[结论]五指山茶园表层土壤重金属的潜在危害程度为轻微-中等污染水平.     

小秦岭典型地段植物重金属污染特征分析

在研究区采集了132组植物样品,并对样品中As、Hg、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni 8种重金属含量进行了测试,采用环境指数作为植物重金属污染评价方法来描述受污染程度,得出了不同种类植物的重金属污染状况。通过对比分析富集系数,研究了重金属在植物中的富集特征。其研究结果表明:不同植物中重金属含量超标倍数和吸收量明显不同,显示出选择性富集特征。该次采集的所有植物中As、Hg的含量都不超标;红薯中Cd和Pb的含量超标倍数最高,玉米中Zn的含量超标倍数最高,Cu也比较容易在粮食作物中累积且以红薯最为突出;蔬菜中Pb、Cd、Zn的含量超标倍数最高,以白萝卜、白菜最为突出;水果中Pb的含量超标倍数最高,且苹果和柿子都较为突出。该次采集的植物对Pb的吸收能力都很强,只有玉米对Zn的吸收能力比其对Pb的吸收能力略强。受到重金属污染的土壤所种植的粮食、蔬菜和水果均有不同程度的富集,其对重金属吸收强弱的排序分别为:白菜、白萝卜和胡萝卜中,PbZnCuNiCrCdHgAs;红薯和茄子中,PbCuZnNiCrHgCdAs;南瓜和苹果中,PbCuZnNiCrHgAsCd;柿子中,PbNiCuZnCrHgAsCd;玉米中,ZnPbCuNiCrHgAsCd;西红柿中,PbZnCuNiCrAsCdHg。     

赣州市土壤重金属形态分布特征及污染评价

以赣州市6大功能区土壤重金属为研究对象,采取表层0~20cm土壤共50个样品,测定土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cd和Cr含量并分析其来源,采用改进BCR连续提取法进行形态分析,结合次生相与原生相分布比值法、单因子指数法进行污染评价。结果表明研究区土壤中Pb和Cu元素变异系数较大,重金属Zn, Cu和Pb之间相关性显著。通过单因子指数法评价结果可以看出,赣州市6大功能区都受到重金属Cd的重度污染,居民区和工业区受到重金属Cr的轻度污染,交通区受到重金属Pb和Zn的轻度污染。研究区土壤重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Zn形态都以残渣态为主,次生相与原生相比值都是小于1的属于无污染。      

基于多评估法的硫铁矿区土壤重金属污染特征及源分析

以川南某硫铁矿采选矿区及其尾矿渣场周边农用地为研究对象,采集并测定了51个表层土壤样品、4个背景点土壤样品和4个剖面土壤样品的Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量,分析其空间分布特征,应用内梅罗综合污染指数法剖析土壤重金属污染现状,并结合相关性分析和正定矩阵因子分析法对土壤重金属来源进行解析。结果表明：研究区土壤Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu、Zn含量均值分别为2.2、163.0、0.2、66.6、41.8、15.1、80.8、153.0 mg/kg,其中Cd、Cr、Ni、Cu存在不同程度的累积现象,且多个重金属元素之间存在显著相关性;Cd为主要污染元素,Cu具有较强的垂向迁移能力;土壤重金属主要来源为工矿活动源(39.5%)、自然源(37.6%)、大气沉降与交通混合源(22.9%)。川南某硫铁矿周边农用地存在多重金属元素复合污染,其中工矿活动起主导作用。     

北京地区农用地土壤重金属污染与健康风险评价

为系统了解北京地区农用地土壤重金属污染状况,通过检索收集2000年以来北京地区农用地土壤重金属污染相关研究文献数据,并结合空间分析、地累积指数法和人体健康风险评价等方法对其分布规律、污染状况和健康风险进行研究。结果表明,北京地区农用地土壤中8种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）平均含量均低于筛选值,但大部点位的重金属含量已超背景值且存在明显的空间变异。地累积指数污染评价显示区域土壤Hg和Cr地累积风险最大,其污染点位占比分别达82%和67%,其余重金属累积污染风险较低。不同暴露途径下,各单一重金属或复合作用导致的非致癌和致癌风险均为可接受水平。但相较于其他重金属而言,土壤As的潜在致癌和非致癌风险最大,建议相关部门加强区域土壤As的监测与管控治理,以期实现区域农业活动可持续绿色安全生产。     

典型锰矿区周边农田土壤重金属污染风险评价及其来源分析

为探究典型锰矿区周边农田土壤重金属污染状况及主要来源,以重庆市秀山县溶溪锰矿区周边农用地的土壤为研究对象,测定了土壤中镉、砷、铅、铬、镍、铜、锌和锰的含量,采用了多种分析方法（包括多元统计分析、单因子污染指数法、内梅罗指数法和地质累积指数法）研究土壤重金属污染水平、分布特征,并结合皮尔逊相关性分析、PCA和APCS-MLR分析,解析研究区土壤重金属的主要来源和贡献率。结果表明,锰矿区周边水稻田土壤Mn均值含量显著低于其它农作物土壤（p＜0.05）,其他7种重金属均值含量在各农田土壤中均无显著差异（p＞0.05）。内梅罗综合污染指数表现为红薯地（13.34）＞大豆地（2.73）＞玉米地（2.19）＞水稻田（1.80）,重金属污染程度由大到小表现为：Mn＞Cd＞As＞Ni、Zn＞Pb、Cr、Cu。地累积指数由大到小表现为：Mn＞As＞Pb＞Zn＞Ni＞Cd＞Cu＞Cr。污染源解析表明,研究区土壤中Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和Mn之间存在显著正相关关系（r=0.5~0.8、p＜0.01）,主要受到矿业开采等活动影响,贡献率分别为80.0%、55.3%、57.9%、61.4%、73.3%和98.4%。As和Cr存在显著正相关关系（r=0.548、p＜0.01）,主要受到土壤母质等自然因素的影响,贡献率分别高达88.5%和76.3%。因此,应重点加强对Mn和Cd的来源管控和污染防治。此外,红薯地8种重金属污染累积程度均高于其他农作物土地,应开展相应整治,防止持续对红薯地土壤造成污染。     

Preliminary Evaluation of Microbially Mediated Precipitation of Cadmium, Chromium, and Nickel by Rhizosphere Consortium

Elevated heavy metal soils and water contamination have been shown to impose toxic effects on plants, animals, and human health. The extent of toxicity depends on the nature of the metals, soil and aquatic system characteristics, and the complex interactions between metals and the environment. Recent studies have shown that metal–microbe interactions may be effective for the remediation of contaminated media. This study investigated the effectiveness of an isolated rhizosphere bacterial consortium for treating an aqueous solution containing 600 mg/L of Cd, Cr, and Ni. The consortium was resistant to the metal toxicity as evidenced by an increase of population density of more than 6×1011?cfu/mL. The microbial activity facilitated a reduction in aqueous metal concentration with a metal precipitation selectivity of Cr?Cd>Ni.