石灰泥炭对镉铅锌污染土壤上小白菜生长和元素吸收的影响

采用盆栽方法研究了在镉、铅、锌污染土壤上,石灰和泥炭对小白菜生长状况及对污染元素(Ｃｄ,Ｐｂ,Ｚｎ)和养分元素(Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃｕ,Ｍｎ,Ｆｅ)吸收的影响。结果表明,石灰消除了重金属的毒害症状．显著促进小白菜的生长、显著抑制小白菜对镉、铅、锌的吸收。石灰对氮、钾、铜、锰的吸收也有显著抑制作用。泥炭对小白菜生长的改善效果及对铜、铅、锌吸收的抑制效果较石灰差。提高酸性土壤ｐＨ值是减少作物对重金属吸收的有效方法。     

壳聚糖辅助下玉米修复铅污染土壤能力的研究

为了研究壳聚糖辅助下玉米(ZeamaysL.)对铅污染土壤的修复能力,采用L9(34)正交试验进行研究,考虑了4因素3水平,4因素为土壤铅含量、壳聚糖含量、壳聚糖溶液pH值以及加入壳聚糖后的提取时间.研究结果表明,加入壳聚糖会造成玉米生长停滞,甚至死苗,原因在于壳聚糖属于天然高分子有机物,会造成土壤板结,阻碍植物吸收水分,同时壳聚糖将土壤中的大量重金属溶出,造成玉米重金属中毒.加入壳聚糖后,玉米对铅的吸收较对照结果有很大提高,壳聚糖能够促进铅元素从土壤向植物体内转移,但壳聚糖促进铅元素从玉米地下部分向地上部分转移的能力较弱;综合壳聚糖的促进效果,在土壤铅含量为1.8g·kg-1,壳聚糖含量为5mmol·kg-1(土),壳聚糖溶液pH值为4.5,提取时间为7天的条件下,有利于促进铅在玉米地上部分的吸收.     

湖南省几种主要菜园土铅的化学行为及其作物效应的初步研究

温度、ｐＨ、有机质及不同价态阳离子对铅吸持－解吸量有明显的影响．土壤中的铅在低浓度范围内（红茶园土为１００μｇ／ｇ，石灰性菜园土为５００μｇ／ｇ）对小白菜生长有刺激作用，超过一定浓度（红菜园土为≥５００μｇ／ｇ，石灰性莱园土为≥１００μｇ／ｇ）则有抑制作用．小白莱的含铅量随土壤铅浓度的增加而增加，两者呈极显著正相关．三种改良剂对铅污染土壤有明显的改良效果，其中以猪粪、石灰两种改良剂的效果为好，钙镁磷肥次之．     

土壤铅污染对青菜和蕹菜生长及脲酶活性的影响

通过温室盆栽试验研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为铅污染对青菜和蕹菜生物量、铅含量及土壤脲酶活性的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,青菜和蕹菜生物量在红壤中显著降低,在草甸棕壤和灰色石灰土中差异不显著;青菜地上部分和根中铅含量都有增加,根的含量大于地上部分。青菜地上部分铅含量与土壤pH值有较好的负相关性,在铅含量相同的条件下,青菜地上部分和根的铅含量在3种土壤中的顺序为:草甸棕壤<灰色石灰土<红壤。铅对不同土壤脲酶活性的影响不同,在草甸棕壤中有激活作用,红壤中有抑制作用,灰色石灰土中不明显。在试验条件下,以青菜为指示植物,按国家蔬菜食品卫生标准计算,草甸棕壤、灰色石灰土和红壤铅污染临界值依次为387、245和45mg·kg-1。     

有机肥对铅在土壤中形态分配的影响

为了解铅污染商品有机肥对培养土壤中铅形态的影响以及低铅含量有机肥对外源铅污染土壤中铅形态分配的影响,在海南采集了4种商品有机肥样品,进行有机肥与土壤铅污染的老化培养实验.结果表明,原土壤中重金属铅主要以交换态(33.43%)和残渣态(30.03%)存在,随着海藻有机肥(HK01)和羊粪有机肥(DF01)施肥量的增加,处理土壤中交换态铅的比例显著降低(P0.05),有机结合态从9.56%提高到22.05%.外源铅(250 mg·kg-1)污染土壤中以交换态(36.21%)、铁锰态(27.03%)和碳酸盐结合态铅(23.54%)为主;随着有机肥料添加量的增大,格瑞龙有机肥处理后,污染土壤中的交换态铅的比例有所下降,添加量为10%时比例最低为27.80%;有机结合态和残渣态铅的比例上升,在20%时比例最大为13.68%、13.35%.鱼蛋白豆粕有机肥处理的土壤中交换态铅和碳酸盐结合态铅比例下降,在添加量为20%时比例分别降低到11.75%和11.89%,铁锰氧化物结合态铅变化不显著;铅主要转入有机结合态铅和残渣态,平均增长比例分别为8.42%、3.03%.施用有机肥经过足够长时间的老化均会使土壤中的有效性高的铅转化成稳定态的铅,因此有机肥对铅污染的土壤的修复作用较大.但是由于重金属铅的移动性差,会累积在土壤表层,施用有机肥前还是要经过检测,选用相对安全的有机肥改良土壤.     

施用石灰对Pb、Cd、Zn在土壤中的形态及大白菜中累积的影响

重金属的不同形态对于作物吸收重金属及受害具有十分密切的关系,通过施用石灰改变重金属的形态、毒性以及对作物的影响具有重要的意义。以大白菜(Brassica pekinensis)为研究对象,通过盆栽试验,探讨了在铅、镉和锌污染土壤上,施用石灰对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在大白菜中累积的影响。结果表明,施用石灰后,土壤中碳酸盐结合态Pb、Cd和Zn含量明显减少,铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Pb、Cd和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用,石灰用量为5g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好。     

缓释微胶囊EDTA强化玉米提取土壤中铅铜的效应研究

将EDTA转化成具有缓释性能的微胶囊EDTA（Cap-EDTA）作为螯合剂,采用大宝山矿区周边重金属复合污染农田土壤进行重金属连续批浸提及盆栽试验,比较研究Cap-EDTA和未微胶囊化EDTA（Ncap-EDTA）对土壤铅铜活化的动态变化及其对玉米吸收提取铅铜的影响。结果表明：Cap-EDTA处理土壤溶液中初始增溶的铅铜质量分数显著低于Ncap-EDTA处理,且使土壤溶液中的铅铜质量分数长时间持续保持在适度范围内。添加Cap-EDTA的处理显著提高玉米吸收提取铅铜的效率,如实施3 mmol·kg-1的Cap-EDTA使玉米地上部Pb的积累高达1.26 mg·pot-1,是对照处理的1.9倍,是等量Ncap-EDTA处理的1.4倍。因此,在进行污染土壤植物修复的EDTA调控时,采用微胶囊化EDTA,能降低因直接实施EDTA而带来的污染地下水风险,且显著提高玉米修复效率。     

钝化剂抑制南方污染农田籽粒苋吸收重金属的效应研究

华南地区历史悠久的矿冶业导致了较为严重的农田重金属污染问题,利用钝化剂抑制农作物吸收重金属并确保农产品安全是目前污染农田治理上的可行对策。文章评估钝化剂减少籽粒苋牧草吸收重金属的效果,探讨本地区受污染农田种植该牧草的安全技术。采集广东省乐昌市采矿污染农田土壤,盆栽种植籽粒苋(AmaranthushypochondriacusL.),分别添加硅酸钙、石灰、硅钙镁肥3种钝化剂(各0.5%、1%剂量),测定籽粒苋生长量、叶片光合参数、重金属与矿质养分含量,评估钝化剂抑制籽粒苋吸收重金属及对植株生长的影响。结果表明,3种钝化剂均显著提高土壤pH,使土壤有效态重金属含量显著下降,除硅酸钙外,重金属钝化率普遍在90%以上;能使籽粒苋株高显著提高,除硅酸钙和0.5%硅钙镁肥外,生物量显著增加,而根冠比无显著变化;能显著改善植物色素含量和光合生理状况;石灰与硅钙镁肥能显著降低籽粒苋体内重金属含量,降低幅度与土壤重金属钝化率密切相关;石灰显著增加植株地上部对钙的吸收,硅钙镁肥显著增加植株地上部对镁的吸收,但石灰与硅钙镁肥均显著抑制植株地上部对锰的吸收。籽粒苋生长结束后,添加石灰和硅钙镁肥的土壤pH仍显著高于对照,有效态重金属含量显著低于对照,但与种植初期相比,有效态重金属含量均有所升高,土壤pH均有所下降,因此钝化剂具有一定的时效性。在重金属污染土壤中添加钝化剂能显著促进籽粒苋生长,显著降低其地上部对重金属的吸收累积,并以1%石灰效果最好。     

钾肥对铅污染土壤白菜生长及品质的效应

为阐明钾对铅污染土壤白菜生长品质及食用安全性的影响,通过盆栽试验研究2种浓度铅污染土壤下不同钾肥施用量对白菜生长、生理特性、重金属含量及食用品质的影响。结果表明,铅污染土壤增施钾肥白菜地上部和地下部生物量分别显著提高5.1%~30.0%和10.0%~33.3%(P0.05)。铅污染土壤增施钾肥(100~400mg·kg-1)可显著提高白菜叶绿素a含量(P0.05),叶绿素b含量变化不明显。铅污染土壤增施钾肥能显著降低白菜中镉、铅、铬和砷含量(P0.05),显著提高维生素C含量(P0.05),显著降低硝酸盐含量(P0.05),但对白菜还原糖含量的影响不一致。该试验条件下铅污染土壤白菜最佳施钾浓度为200~400 mg·kg-1。     

玉米接种丛枝菌根真菌后对土壤铅污染的耐受效应

重金属污染条件下植物的农艺性状及生理生化指标均会受到不同程度的影响。丛枝菌根因其独有的性质,在植物应对非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为研究玉米与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)共生后对土壤铅的耐受效应,采用盆栽方法种植玉米,用外源施加Pb(NO₃)₂老化15 d后的土壤模拟农田铅污染环境,探讨不同铅含量(0、170、570、970 mg·kg^-1)下接种不同AMF[摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)Fm;幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,Ce)、地表球囊霉(Glomus versiforme,Gv)]和不接种AMF(NM)对玉米生长的影响,分析了接种AMF后玉米农艺性状、抗氧化能力及铅含量的变化。结果表明：铅污染下玉米菌根侵染率相比无铅污染处理高15.0%～36.0%;接菌玉米的株高增加11.8%～26.8%,叶绿素含量提高3.9%～7.5%,鲜重增加50%;玉米茎叶铅含量显著降低,根系铅含量显著增加,铅的转移...     

吊兰和蝴蝶梅对污泥中重金属的去除效果

采用盆栽土培方法,将剩余污泥与供试土壤按质量比为0∶3,1∶2,2∶1和3∶0配比,吊兰和蝴蝶梅栽培幼苗,定期测定植物的株高、根长、干重、鲜重等生物量和叶绿素与根活力变化,以及植物体内Cu、Zn、Cd、Pb和Cr等的重金属含量变化;测定种植前后植物根系旁污泥中的重金属含量和重金属的EDTA提取含量等结果表明,吊兰对多种重金属具有很好的耐性,受重金属影响不大.吊兰对Cr和Zn的富集效果较好,对Cr的富集系数在某个特定的生长期是大于1,且它对Zn的富集效果较稳定,不易受重金属浓度的影响.由于吊兰具有生物量大、根系发达、生物量增长迅速等优点,其有利于被重金属污染的土壤改良.而蝴蝶梅因为根系不发达和生物量较小等原因,对重金属的耐性不强,生长中易受重金属影响,因此不宜用于修复污染土壤的植物.图9,表5,参7.     

Heavy metals,occurrence and toxicity for plants: a review

Metal contamination issues are becoming increasingly common in India and elsewhere, with many documented cases of metal toxicity in mining industries, foundries, smelters, coal-burning power plants and agriculture. Heavy metals, such as cadmium, copper, lead, chromium and mercury are major environmental pollutants, particularly in areas with high anthropogenic pressure. Heavy metal accumulation in soils is of concern in agricultural production due to the adverse effects on food safety and marketability, crop growth due to phytotoxicity, and environmental health of soil organisms. The influence of plants and their metabolic activities affects the geological and biological redistribution of heavy metals through pollution of the air, water and soil. This article details the range of heavy metals, their occurrence and toxicity for plants. Metal toxicity has high impact and relevance to plants and consequently it affects the ecosystem, where the plants form an integral component. Plants growing in metal-polluted sites exhibit altered metabolism, growth reduction, lower biomass production and metal accumulation. Various physiological and biochemical processes in plants are affected by metals. The contemporary investigations into toxicity and tolerance in metal-stressed plants are prompted by the growing metal pollution in the environment. A few metals, including copper, manganese, cobalt, zinc and chromium are, however, essential to plant metabolism in trace amounts. It is only when metals are present in bioavailable forms and at excessive levels, they have the potential to become toxic to plants. This review focuses mainly on zinc, cadmium, copper, mercury, chromium, lead, arsenic, cobalt, nickel, manganese and iron.     

工业污染地6种乔木树种重金属累积特征研究

黄埔区是广州市工业污染较严重的地区,其中龟山是由污染导致土壤严重退化的典型地段。该地段植被退化,土壤重金属质量分数较高。为了探讨在这种工业污染区生存的植物对重金属的吸收能力以及不同树种吸收能力间的差异,选择该地段的台湾相思（Acacia confusa）、刺竹（Blumeana schult）、尾叶桉（Eucalypt urophylla）、高山榕（Ficus altissima）、小叶榕（Ficus microcarpa）和潺槁树（Litsea glutinosa）等6种乔木树种,采集其根、枝、叶等部位,测定Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数。结果表明：4种重金属在乔木中累积量大小依次是：Zn〉Pb〉Cu〉Cd,Zn累积量最大,为664.98mg·kg-1,Cd最小,仅为4.42mg·kg-1;各种重金属在乔木不同部位的累积量大小是：细根〉粗根〉叶子〉枝条,细根中各重金属累积量最大,为368.15mg·kg-1;6种乔木树种抗重金属能力比较,小叶榕重金属累积量均为455.60mg·kg-1,抗性最好;尾叶桉和潺槁树重金属累积量较多,均为179.86和221.63mg·kg-1,抗性较好;高山榕重金属累积量均为114.41mg·kg-1,抗性中等;台湾相思和刺竹分别为78.04和96.41mg·kg-1,抗性较差。     

An Investigation Into the Mechanism by Which Synthetic Zeolites Reduce Labile Metal Concentrations in Soils

The addition of synthetic zeolites and similar materials to metal contaminated soils has been shown to reduce soil phytotoxicity and to improve the quality of plant growth on such amended soils. To gain an understanding of the mechanism by which the phytotoxicity of contaminated soils is reduced when treated with synthetic zeolites, sequential extraction procedures and soil solution techniques have been used to identify changes associated with metal speciation in amended soils. Sequential extraction data and changes in soil solution composition are presented for three different contaminated soils, amended with three synthetic zeolites (P, 4A and Y) at concentrations of 0.5%, 1% and 5% w/w, or lime at 1%. The soils were collected from the site of a metal refinery, an old lead zinc mine spoil tip and from a field which had been treated with sewage sludge. After incubation of the zeolite treated soils for between one and three months, results showed a reduction in the metal content of the ammonium acetate fraction between 42% and 70%, depending on soil, zeolite and rate of addition, compared with the unamended soils. In addition, soil solution experiments indicated that synthetic zeolite amendments were more efficient at reducing metal content than comparable lime treatment. The mechanism by which synthetic zeolites reduce metal bioavailability in contaminated soils is discussed and compared to other amendments.     

Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供依据。采用模拟Pb、Cd污染土壤培养法研究了不同浓度Pb、Cd及其复合污染作用下紫茎泽兰的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明：低浓度的Pb、Cd对紫茎泽兰的生长有促进作用,高浓度则表现出一定的抑制作用,生物量,株高,根长均明显减少。紫茎泽兰体内Pb、Cd吸收量与污染土壤具有良好的相关性,随处理浓度增加明显增大,极端浓度Pb、Cd胁迫下紫茎泽兰各器官Pb、Cd积累量与对照相比显著增加,1000 mg·kg-1处理时紫茎泽兰根、茎、叶的Pb质量分数均分别高达603.69、568.31、598.85 mg·kg-1;100 mg·kg-1 Cd处理时其根、茎、叶的Pb、Cd累积量依次为165.21、93.59、152.79 mg·kg-1。说明紫茎泽兰对Pb、Cd具有较好吸收累积及转运能力,可作为重金属污染地区的一种理想的修复植物。     

Plant diversity reduces the effect of multiple heavy metal pollution on soil enzyme activities and microbial community structure

It is unclear whether certain plant species and plant diversity could reduce the impacts of multiple heavy metal pollution on soil microbial structure and soil enzyme activities. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) was used to analyze the genetic diversity and microbial similarity in planted and unplanted soil under combined cadmium (Cd) and lead (Pb) pollution. A metal hyperaccumulator, Brassica juncea, and a common plant, Festuca arundinacea Schreb, were used in this research. The results showed that microorganism quantity in planted soil significantly increased, compared with that in unplanted soil with Cd and Pb pollution. The order of microbial community sensitivity in response to Cd and Pb stress was as follows: actinomycetes>bacteria>fungi. Respiration, phosphatase, urease and dehydrogenase activity were significantly inhibited due to Cd and Pb stress. Compared with unplanted soil, planted soils have frequently been reported to have higher rates of microbial activity due to the presence of additional surfaces for microbial colonization and organic compounds released by the plant roots. Two coexisting plants could increase microbe population and the activity of phosphatases, dehydrogenases and, in particular, ureases. Soil enzyme activity was higher in B. juncea phytoremediated soil than in F. arundinacea planted soil in this study. Heavy metal pollution decreased the richness of the soil microbial community, but plant diversity increased DNA sequence diversity and maintained DNA sequence diversity at high levels. The genetic polymorphism under heavy metal stress was higher in B. juncea phytoremediated soil than in F. arundinacea planted soil.     

环草隆与重金属复合污染对黄瓜及小麦的毒性效应评估

为探究草坪除草剂与重金属复合污染对高等植物的生态毒性效应,以小麦与黄瓜为敏感受试植物,采用滤纸发芽试验法,研究了典型草坪除草剂环草隆与4种重金属(Cu/Zn/Pb/Cd)单一及复合污染条件下,对2种植物种子萌发与幼苗生长的毒性效应并进行评估。在此基础上采用评估因子法外推环草隆在土壤中的预测无效应浓度(PNECsoil)。结果表明,2种植物的根长及小麦的芽长对环草隆与重金属非常敏感(P<0.01),且存在明显的剂量-效应关系。黄瓜根长对环草隆最敏感,根长半抑制浓度(RI50)为0.281 mg·L-1。小麦根长对Cu、Pb、Cd比黄瓜根长更敏感。环草隆与重金属复合污染时,黄瓜根长表现得最为敏感,可作为敏感生物标记物。环草隆与重金属复合污染对小麦及黄瓜根长抑制具有协同作用,并且随着重金属浓度的增大,黄瓜和小麦根生长对环草隆的敏感性增加。环草隆与重金属复合污染对小麦芽长的联合效应主要与重金属种类及其暴露浓度有关。以黄瓜的根伸长抑制率为急性毒性终点,利用外推法计算得环草隆在土壤中的PNECsoil为1.90μg·kg~(-1),远远低于环草隆田间推荐使用量1.5~9 mg·kg~(-1)。与重金属复合污染时,环草隆的PNECsoil明显降低,导致其生态风险提高。上述研究结果能够为草坪除草剂环草隆与重金属复合污染的生态风险评价提供数据支持。     

植物修复土壤重金属污染中外源物质的影响机制和应用研究进展

重金属进入土壤后难以被降解,并通过食物链在生物体内富集,长此以往会导致中毒、癌症、畸形、突变,严重影响了人类生产活动及地球生态系统的稳定。植物修复技术是一种经济有效的重金属污染修复技术,其依靠超富集植物强大的自身抗性机制,从土壤中提取或稳定重金属,达到污染治理的目的。然而修复土壤重金属污染的超富集植物通常生长缓慢、生物量低,其抗性机制也会受到植物本身对重金属胁迫的阈值限制,当胁迫超过这个阈值,植物修复的效率就会大大降低甚至失去修复功能。文章在解析植物重金属相互作用机制的基础上,综述了添加外源物质对重金属毒害植物的缓解效应以及其在强化植物修复土壤重金属污染中的应用研究进展;介绍了应用外源物质调控植物吸收转运重金属的3种途径,分别为提高土壤重金属生物利用度、促进植物生长以及增强植物耐性。提出了应用外源物质作为强化植物修复措施的潜力及今后的研究方向,其未来的研究应着重于以下方面:明确外源物质的应用浓度、时期、方式与植物吸收转运重金属之间的关系;从植物内源激素及信号分子间的互作、抗逆基因表达、内生及根际微生物等不同层面上揭示外源物质对植物积累重金属的调控机理;开展外源物质与其他植物修复强化技术的联合应用研究。这些研究可为土壤重金属污染的植物修复技术及其强化措施研究提供科学依据,同时也对植物修复工程技术的发展实践具有一定的指导意义。     

海南岛西部农用地表层土壤重金属富集研究

对海南岛西部农业用地表层土壤进行了7种重金属元素含量测定,重金属元素的富集指数计算和相关性分析。结果表明：海南岛西部农业用地表层土壤中重金属元素富集程度大小依次为As〉Pb〉Zn〉Cu〉Ni〉Cd〉Cr。各采样点Cr、Cd和Cu元素处于贫乏状态,As和Pb元素达到严重富集,可能与当地农业活动密切相关。相关性分析表明,研究区土壤表层中重金属As与Pb元素可能存在复合富集与复合污染,应引起高度重视。