黑麦草-根内球囊霉联合修复铀污染土壤

针对铀矿周边土壤污染修复问题,植物-微生物联合修复技术具备高效性、环保性优点,能有效解决土壤污染问题而受到人们广泛关注。根内球囊霉(Glomus intraradice,Gi)可与大多数植物形成互利共生的关系,利用Gi接种黑麦草根部修复铀污染土壤。设置Gi接种黑麦草根部与未接种组对照,在不同浓度(18.74、52.15、112.40、202.40mg/kg)铀污染土壤进行修复模拟,探究Gi对黑麦草修复铀污染土壤的强化过程。结果表明,所有铀处理组接种Gi的菌根侵染率均大于50%;生物量显著提升,202.40mg/kg铀处理组中黑麦草地上部分、根部的生物量提升幅度达86%、136%;铀含量、生物富集系数以及吸收氮、磷、钾元素含量均显著提升,但转运系数均低于未接种处理组,说明Gi增强植物根部对铀的富集固定作用,抑制铀由根部向茎叶转移。综上所述,Gi可以增加宿主植物对铀金属毒性的抗逆能力,强化铀污染土壤的植物根部对铀的固定过程,有效提高黑麦草对铀的富集能力。     

黑麦草和小白菜间作强化修复铀污染土壤的动态特征研究

以矿区铀污染土壤为研究对象,选取黑麦草与小白菜进行间作处理,通过盆栽模拟试验,探究植物间作对土壤铀的动态吸收特征以及间作体系中植物根系对根际土壤有机酸种类和含量的影响。结果表明,在植物生长的不同阶段采样,间作模式下黑麦草和小白菜的地上部生物量均在接近收获期的第7周和第6周达到最大值,分别为562.577和344.507mg/盆;在生长的中后期,黑麦草和小白菜的地上部和根部铀累积量也达到最大值,分别为142.969和65.727g/盆;间作模式下黑麦草和小白菜根际土壤铀含量在不同收获时间下存在显著性差异,在生长期的前4周,根际土壤铀含量下降速度缓慢,从第5周开始,根际土壤铀含量呈显著下降趋势,在接近收获期分别降至为124.5和145.167mg/kg,较生长初期降低了40%左右;黑麦草和小白菜在间作模式下根际土壤中有机酸的种类均多于其它处理组;间作黑麦草和小白菜地上部和根部铀含量与根际土壤微环境中主要指标之间均呈正相关关系。     

螯合剂与AM真菌联合修复铀污染土壤

以典型铀矿山周边铀污染土壤为基础，选取铀矿周边植物五节芒为试验样本，分析螯合剂与AM真菌联合对植物生物量、铀富集量、土壤pH及营养元素的影响。结果表明，施加柠檬酸(CA)与接种摩西球囊霉菌(Glomus mosseae，Gm)对五节芒生长、铀富集存在不同程度的促进作用，以二者联合处理效果最明显。虽然施加柠檬酸会降低土壤的pH，但接种Gm与五节芒形成的菌根共生体系可以通过自身调节来适应酸性土壤环境；且有效促进了五节芒对矿质营养元素N、P、K的吸收。根际土与植物灰样扫描电镜图显示，联合处理组表面附着颗粒更大更密集，修复效果最佳。螯合剂与AM真菌联合处理植物，对于铀污染土壤能够起到有效的修复作用。     

螯合剂诱导五节芒强化修复铀污染土壤

以典型铀矿山周边铀污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,以五节芒为试验材料,研究乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸(CA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)等不同浓度螯合剂(0、2.5、5.0、7.5 mmol/kg)对五节芒修复铀污染土壤的影响。结果表明,五节芒的生长及富集吸收铀与螯合剂浓度及种类有关。EDTA对五节芒有明显的毒害作用,随浓度的提高消极影响越大,修复效果不理想;2.5 mmol/kg和5.0 mmol/kg的CA与EDDS均可促进五节芒的生长和富集吸收铀的效果,但CA效果优于EDDS,CA在5.0 mmol/kg处理组时,地上、根部生物量分别增加27.06%、12.88%,铀富集量分别提高68.05%、43.21%,且根部的铀含量远远大于地上部,说明螯合剂促进土壤溶液中残渣态铀逐渐向活性态铀转换,促进了植物的吸收富集。     

植物与微生物协同修复土壤铅污染修复效应

通过室内盆栽试验研究外源添加不同浓度Pb处理下黑麦草、黑心菊与拟青霉菌、嗜麦芽窄食单胞菌联合修复效果。结果表明:拟青霉菌、嗜麦芽窄食单胞菌均能促进Pb胁迫下黑心菊和黑麦草的生长,缓解Pb对植物的毒害,对植株的促生作用有胁迫诱导的特性。当土壤中外源添加Pb浓度为1500mg/kg时,拟青霉菌能显著提高黑心菊的富集系数和转运系数,有效促进植株对Pb的吸收,增加Pb向地上部分的转移。两种菌株均能够促进黑麦草生长,显著提高黑麦草对Pb的富集能力,将Pb固持在植株根部,有效抑制Pb向植株地上部迁移,两种菌株同时接种时效果最优。     

用白萝卜吸附土壤中铀的试验研究

以南方某铀矿山水冶厂、尾矿坝及矿井周边土壤放射性核素实测值为基础数据,选取白萝卜作试验样本,考察不同条件下白萝卜对铀的富集能力;同时,通过向土壤中添加具有不同羧基基团的醋酸、草酸和柠檬酸改良剂,考察有机酸对白萝卜螯合铀的影响。结果表明:在土壤pH为5.2、土壤中铀质量分数为280.0mg/kg、添加20mmol/kg柠檬酸改良剂条件下,白萝卜对铀的富集能力最佳;柠檬酸改良后的土壤中,白萝卜对铀的富集能力是空白对照组的51.45倍。该结果可为铀矿区污染土壤的生态修复提供参考依据。     

轻稀土矿区土壤和植物中铀和钍核素的分布特征

研究轻稀土矿区土壤和植物中放射性核素含量,采用内梅罗综合分析法对土壤中污染物分布进行分析,用富集系数、转移系数分析植物体内核素的分布特征。设置11个采样点,用γ能谱仪法测定土壤和5种优势植物。结果显示:矿区土壤中放射性核素含量未高于中国或世界背景值,但高于包头市对照组背景值,土壤中放射性核素含量西北侧最高,东南侧最低,该区域属于轻度污染;5种植物的铀核素富集、转运和根滞留系数范围分别为0.01~0.05、0.10~0.45、0.55~0.90;钍核素富集、转运和根滞留系数范围分别为0.01~0.09、0.26~0.84、0.16~0.74。5种植物富集、转运系数均小于1,且钍核素>铀核素,当地植物的耐受性有利于生态修复土壤中的铀和钍核素。     

海泡石辅助含铀土壤化学清洗及对铀富集研究

运用海泡石辅助对铀矿山的含铀土壤进行化学淋洗。研究了铀在不同粒级含铀污染土壤中的含量,通过搅拌淋洗的方法对土壤进行修复研究,探讨了淋洗时间、淋洗剂种类、温度、超声加热等因素对淋洗效果以及海泡石对土壤中铀的富集的影响。结果表明,随着土壤粒径的增大,土壤中的含铀量逐渐减少,即土壤中含铀量与土壤粒径成负相关关系,且除了砂砾外,其他的铀含量均已超过了铀的目标修复值40 mg/kg。在淋洗时间为8 h,淋洗较为充分,淋洗效果达到最佳,成本合适。通过提高温度、超声辅助等方法,既可以使淋洗效果得到明显的提升,对海泡石的富集效果也有很好的促进作用。在淋洗方面,柠檬酸的效果最好,盐酸的效果最差;在海泡石对土壤中铀的富集方面,硫酸淋洗土壤铀的富集倍数最高,柠檬酸淋洗土壤铀的富集倍数最差。通过构建土壤—淋洗液—海泡石的铀迁移路径实现土壤中铀去除并在海泡石中的富集。     

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.     

某铀尾矿中U、Th在电场作用下释放及迁移规律

以电流场作为核素迁移的载体,研究某铀尾矿中U、Th在0、0.5、1.0、1.5V/cm直流电场条件下的释放及迁移规律。结果表明,在添加电场时,铀元素的浸出量小于自然淋滤条件下的浸出量,但土壤对铀的释放能力明显提升,且电场强度越强,释放能力越强,而钍元素则受其影响不大。在0、0.5、1.0、1.5V/cm电场强度条件下铀元素的累积浸出量分别为1.439、1.285、1.474、1.795mg/L,说明电场强度对U的释放以及迁移有促进作用。铀元素在电场作用下的迁移规律和其他重金属元素的规律类似,都是阳极往阴极迁移,且电场强度越大,阳极附近富集的铀元素浓度越高。     

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.      

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。     

铀矿区放射性污染土壤修复技术研究进展

放射性核素导致的土壤污染受到人们的日益关注,铀矿山生产引起的矿区生态环境污染治理与修复已成为环保行业研究热点。铀矿区核素污染土壤修复技术包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复等。土壤挖掘、覆盖和清洗是应对突发事件的首选方法,可发挥拓展污染场地的实际利用功能。对复杂的污染场地应当根据实际情况,发挥多学科交叉的作用,制定具有成本效益和环境友好的不同的修复技术方案,成为铀矿区放射性污染土壤修复技术的主流选择。系统总结了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术的基础理论、作用机制和发展现状,探讨对不同场地修复需求制定特定的修复方案路径,展望铀矿区核素污染土壤修复标准制定方向,为铀矿区放射性核素铀污染土壤修复提供理论支撑和指导依据。