关于超富集植物的新理解

长期以来重金属超富集植物定义存在着严重的不足，新的评价系数的提出势在必行。文章在生物富集系数和转运系数的基础上创造性地提出了新的评价系数即生物富集量系数，其内涵为给定生长期内单位面积地上部分植物吸收的重金属总量与土壤含量之比。此系数的提出扩大了传统超富集植物的定义，使得富集质量分数未达某一水平，但生物量很大的植物也能作为超富集植物。这为今后超富集植物的筛选提供了一定的参考，为土壤重金属污染的植物修复工程提供了理论基础。     

湖北铜绿山古铜矿冶炼渣植被与优势植物的重金属含量研究

对已废弃3000余年的湖北铜绿山古冶炼渣堆进行了植被和土壤调查。化学分析表明,冶炼渣的含Cu量极高,总量和有效态的Cu质量分数ω（Cu)分别为7789和538mg kg^-1。Cu的毒是影响铜绿山植物自然定居的限制因子。铜绿山现已形成了以草本植物为主体的良好植被,本次调查共记录有高等植物28种,隶属25属15科。优势种包括海洲香薷、蝇子草、鸭跖草、头花蓼、滨蒿、白茅和狗尾草等7种植物。植物分布与土壤中Cu含量有一定的相关性,鸭跖草分布区土壤中的Cu含量最高,白茅分布区土壤中的Cu含量最低,而其它5种植物的分布区含Cu范围较广,平均在7000mg kg^-1左右。除白茅、狗尾草和滨蒿外,其它4种优势植物都有一定的Cu指示作用,尤其以这些植物的单优群落或者是它们的集合具有更高的指示价值。本文首次报道鸭跖草是Cu的超富集植物,Cu^2 在地上部分（DW）和根部（DW）的质量分数（ω）分别为1034和1224mg kg^-1。而早期报道Cu超富集植物的海洲香薷则证明不是Cu超富集植物。综合植物分布区土壤中的Cu含量和植物体的Cu含量,认为铜绿山海洲香薷、鸭跖草、蝇子草、头花蓼、滨蒿种群都是Cu耐性植物,可用于富Cu土壤如矿业废弃地的植被重建,而超富集植物鸭跖草可用于Cu污染土壤的植物修复。表4参22     

煤矸石废弃地中胜红蓟的重金属富集研究

采用粤东明山煤矿煤矸石粉与当地山林的普通黄土按不同比例混合而成的土壤中,4种重金属含量排序为Mn>Zn>Cu>Cd。在这些土壤中进行为期3个月(7、8、9月份)的胜红蓟栽培实验,然后测定植株重金属含量,其地下部分4种重金属含量排序与土壤一致,但地上部分Cu、Cd两者含量相差甚小,7月时Cu含量甚至低于Cd。胜红蓟(Ageratumconyzoides)对4种重金属的富集系数从大至小分别为Cd、Mn、Zn、Cu,且对Cd的富集系数大于3,对Cd显示出较强的富集作用。对Zn、Mn的转移能力较强,转移系数多大于1,对Cd的转移系数接近于1或大于1,但Cu均小于1。在煤矸石粉比例较低的土壤中,Zn、Cu、Mn 3种重金属的富集系数较大。Zn、Cu、Mn 3种重金属的富集系数在煤矸石比例较低的土壤中随生长期延长而升高,在比例较高的土壤中,地上部分的富集系数仍随生长期延长而上升,但地下部分8月至9月反而会有所下降。转移系数在不同月份无明显的规律性变化。胜红蓟虽然并非这些元素的超富集植物,但对于尾矿土壤中Cd、Zn、Mn污染有较好的修复效果,其适应性强、生长快、总体生物量大,可选作矿区土壤的修复植物。     

铜陵狮子山矿区尾矿库及周边17种乡土植物重金属含量及富集特征

矿区废弃地定居植物调查与筛选是植物修复研究的重点.通过研究安徽铜陵狮子山尾矿库及周边土壤重金属含量,以及库区乡土植物对Cu、Cd、Zn、Mn、Pb、Ni等重金属的转移特征与富集能力,筛选出适应该地区生态修复的先锋植物.研究结果表明,选择的17种优势植物根系土壤中重金属含量Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Mn的平均浓度均超过铜陵市土壤背景值.刺槐、苦卖菜、蒲公英、白茅、野茼蒿、野豌豆、刺儿草、葛根、酸模、商陆、苜蓿草、油菜、节节草、黄花菜、鼠鞠草都表现出对2种以上的重金属转移系数大于1,可作为潜在的富集植物予以考虑.刺槐、苦卖菜、野茼蒿、葛根、苜蓿草等5种植物对重金属Cd的富集系数和转运系数都大于1;白茅、刺儿草对重金属Cu、Pb、Zn和Mn的转运系数大于1,但富集系数却小于1,说明这两种植物能够将根部吸收的Cu、Pb、Zn和Mn元素转移至植物地上部,从而达到降低土壤重金属污染.     

湖南南部铅锌矿区铅锌富集植物筛选研究

在湖南省桂阳县铅锌矿区采用调查和室内分析相结合的方法,采集植物和土壤样品112个,分别测定了土壤和植物样品的铅锌含量,筛选铅锌富集植物。结果表明：矿区土壤铅锌污染十分严重,矿区土壤铅和锌的平均质量分数分别为：2177.22、3165.89 mg·kg^-1。植物样品根系的铅锌质量分数分别为：264.00、666.11 mg·kg^-1,地上部铅锌质量分数平均为165.56、363.87 mg·kg^-1,植物根系的铅锌含量与土壤的铅锌含量呈显著正相关。通过对比分析,以地上部铅质量分数大于450 mg·kg^-1、锌质量分数大于750 mg·kg^-1、转运系数大于1、植物地上部形态高大为筛选条件,筛选出5种铅富集植物分别是：糯米团（Hyrtanandra）、水蓼（Polygonum hydropiper）、酸模（RumexacetosaLinn）、毛叶堇菜（Viola verecumda A.Gray）、地榆（Garden Burnet Root）;3种锌富集植物分别是：鬼针草（Bidens pilosa L.）、博落回（Macleaya cordata（Willd.） R. Brown）和糯米团;糯米团茎叶的铅锌质量分数分别为635.48、919.51 mg·kg^-1,可作为铅锌复合污染土壤修复的备选植物品种。     

镉超富集植物商陆及其富集效应

超累积植物筛选是重金属污染土壤植物提取修复的基础和核心问题,同时也是污染环境植物修复的难点及前沿。对株洲市铅锌冶炼厂生产区生长的8种不同的植物进行了采样和调查。通过生物量测定和植物体内镉质量分数分析,发现商陆(Phytolaccaacinosa)体内镉质量分数较高,生物量大,且呈现地上部的质量分数大于地下部的规律。通过室外盆栽模拟试验,进一步研究商陆对土壤中镉污染的忍耐、积累能力,以检验这种植物修复Cd污染土壤的可能性及其潜力。结果表明,在Cd污染水平大于50mg·kg-1条件下,商陆茎及叶的Cd含量分别超过了100mg·kg-1这一公认Cd超积累植物应达到的临界含量标准,其地上部Cd含量大于其根部Cd含量,且地上部Cd富集系数大于1。与对照相比,植物的生长未受到抑制,商陆对Cd的富集符合Cd超积累植物的基本特征。同时,利用吸收量系数对商陆的镉去除能力和富集特征进行了评价判断,证实商陆是一种Cd超积累植物,这为镉污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。     

Pb超富集植物对营养元素N、P、K的响应

利用富集重金属或对重金属具有耐性的植物修复重金属污染土壤，是治理土壤重金属污染的新途径。本研究通过温室土培方法，研究了营养元素N、P、K对3种Pb超富集植物绿叶苋菜、紫穗槐和羽叶鬼针草生长发育及Pb吸收的影响。结果表明，少量的N和K会促进富集植物叶片叶绿素值和干质量的增加，促进植物对Pb的吸收；随着N和K水平的增加，虽然叶绿素值和干质量一直在增加，但植物对Pb的吸收能力降低；K对植株Pb的吸收能力的抑制作用不如N显著。土壤供P会降低植物对Pb的吸收，且下降极显著。少量的N、P、K均使富集植物中的Pb迁移总量增加，高质量分数时则抑制。但K的抑制作用不如N及P的显著。     

黔北典型钼矿尾库区优势植物重金属富集特征

为筛选出适应钼矿区生态修复的先锋植物,测定了黔北毛石镇钼矿区土壤及14种优势植物地上部和根部中Mo、Pb、Cd、Cu、Cr、Mn和Zn含量,并对比分析了优势植物对重金属元素的吸收、富集和转移特征.结果 表明,钼矿区周边土壤Mo、Cu、Cd、Zn存在严重污染,单因子污染指数分别为 26.71、12.90、2.36和2.8...     

电镀污染区植物对复合重金属的富集、转移和对污染土壤的修复潜力

采用野外采样室内分析方法,对重庆市3个电镀厂污染区自然定居的23种优势植物和相应土壤中Cu、Zn、Cr和Ni 4种重金属含量进行测定,揭示了优势植物对复合污染重金属的富集和转移特征。结果表明,电镀污染区土壤中Cu、Zn、Cr和Ni平均含量分别为560.0、722.6、1 364.3和735.7 mg·kg-1,分别为GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中三级标准限值的1.40、1.45、3.90和3.68倍。植物对重金属的吸收、富集和转移特性因植物种类、植株部位、污染地及重金属种类的不同而不同,污染地植物吸收的重金属富集滞留在根部较多,扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)和野薄荷(Mentha haplocalyx)表现出超富集Cr的潜力,其地上部分Cr平均含量分别为1 559.2和1 914.6 mg.kg-1,生物转运系数分别为1.29和1.58,生物富集系数分别为1.58和1.79,其他植物地上部分Cr含量超过正常植物百倍以上的有14种,平均富集量为376.4 mg·kg-1,变化范围为121.2～694.3 mg·kg-1,地上部分Ni含量超过正常植物百倍以上的有8种,平均富集量为344.1 mg·kg-1,变化范围为220.3～532.1 mg·kg-1。它们是修复电镀重金属Cr和Ni复合污染土壤的理想植物。     

三明铅锌矿区植物对重金属的富集特征

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对福建三明典型矿区尤溪铅锌矿、大田铅锌矿以及尤溪铅锌矿冶炼厂等进行了调查,研究这些矿区重金属含量较高的区域如采矿区、尾砂库、洗矿排水沟以及铅锌矿冶炼厂厂区和排水沟冲积扇区域土壤中的Pb、Zn和Cd的含量,在此基础上,对在这些区域自然定居的16种优势植物体内的三种重金属元素的耐性、富集特性进行了分析。结果表明:该矿区的主要优势物种为禾本科和菊科植物,其中笔管草(Equisetum ramosissimum)、一年蓬(Erigeron annuus)和五节芒(Miscanthus floridulus)的地上部重金属富集量较大,对矿区周边污染土壤修复有潜在应用价值;乌蕨(Stenoloma chusana)、千金子(Bochloe dactyloides)、二歧飘拂草(Fimbristylis dichotoma)、柔枝莠竹(Microctegium Vimineum)、短叶水蜈蚣(Kyllinga brevifolia)、狗娃花(Heteropappus hispidus)适用于污染程度较高且植物萃取技术难以实施的重金属污染矿业废弃地。矿区植物地上部Zn含量平均值最高,为1225.74mg·kg-1,植物地上部Pb含量范围在52.78～2137.11mg·kg-1,平均为521.39mg·kg-1;一年蓬地上部Cd含量达到了119.51mg·kg-1,超过了超富集植物的临界值100mg·kg-1,转运系数为1.3,是潜在的Cd超富集植物。     

Concentrations of arsenic and heavy metals in vegetation at two abandoned mine tailings in South Korea

Untreated abandoned mines may result in hazards to ecosystems due to dispersion of various toxic elements such as arsenic (As) and lead (Pb). Phytoremediation is an alternative of remediation for large scale mine dumps. Plant species were sampled from two abandoned gold (Au) mines in South Korea. Plant samples were digested following the guidelines of US EPA Method 3050 (US-EPA, 1996) and analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Concentrations and bioaccumulation factors of plants are reported and out-performing species are summarized. Poplar trees (Populus davidiana) growing on the Myoungbong tailings were suggested to be a potential species for revegetation of large scale Au mine tailings. Arsenic accumulations of bracken ferns (Pteridium aquilinum) sampled from the Duckum tailings were far lower than those of the reported hyperaccumulators, but the possible chronic adverse effects on residents through daily diet are of concern.     

菌根技术在重金属污染修复中的研究与展望

菌根技术作为一种生物新技术对于重金属污染土壤的生物修复正在为全球环境工作者所关注。在土壤中菌根及其庞大的菌丝体网可以分泌大量的生物化学物质，改变植物根际环境及重金属的存在状态或降低重金属的毒性；还可以通过在植物体内的累积以及菌根真菌菌丝体的螯合等各种机制，实现对重金属的提取和固定，达到菌根重金属修复的目的。文章通过讨论菌根植物对重金属修复的作用机制，提出今后菌根技术在重金属植物修复中的新思路；认为应在通过广泛调查、筛选超积累菌根植物的基础上，不断探索植物一微生物一菌根体系修复问题，同时认为应将基因工程引入菌根植物的重金属修复研究中，以促进土壤重金属污染的生物修复。     

哈尔滨市表土重金属地球化学基线的确定及污染程度评价

在实地采样测试的基础上,分别运用地质累积指数法和污染负荷指数法对哈尔滨市表土103个样品中的Hg、Cd、Pb、As元素的单因子污染程度和多元素综合污染状态进行了评价,并在ArcGIS平台下对区域污染程度进行空间可视化。地质累积指数法表明：哈尔滨市Hg、Cd、Pb和As的污染等级主要为1级和2级;各目标元素均有一定比例的3级污染等级,以Hg最为明显,其中Hg和Cd出现了4、5级污染,所占比例不大;污染负荷指数法的综合评价结果显示,点污染负荷指数（IPL）以Ⅰ级为主,呈中度污染,区域污染负荷指数（IPLzone）值为1.478,污染程度属于Ⅰ级。     

Introducing a new metal accumulator plant and the evaluation of its ability in removing heavy metals

A field study was conducted in a dried waste pool of a lead (Pb) mine in Arak (Iran) to find the accumulator plant(s) and to evaluate the amount of metal bioaccumulation in the root and shoot portion of the naturally growing vegetation. Concentrations of heavy metals were determined both in the soil and the plants that were grown in the dried waste pool. The concentrations of total Cu, Zn, Pb, and Ni in the waste pool were found to be higher than the natural soil and the toxic levels. The results showed that six dominant vegetations, namely, Centaurea virgata, Eleagnum angustifolia, Euphorbia macroclada, Gundelia tournefortii, Reseda lutea, and Scariola orientalis accumulated heavy metals. Based on the results, it was concluded that E. macroclada belonging to Euphorbiaceae is the best Pb accumulator and also a good accumulator for Zn, Cu, and Ni. The bioaccumulation ability of E. macroclada was evaluated in experimental pots. The study showed that the amount of heavy metals in polluted soils decreased several times during two years of phytoremediation. The accumulation of metal in the root, leaves, and shoot portions of E. macroclada varied significantly, but all the concentrations were within the toxic limits. Based on the obtained data, E. macroclada is an effective accumulator plant for soil detoxification and phytoremediation in critical conditions.     

东莞市蔬菜重金属污染状况研究

人类活动对土壤造成的影响越来越严重,特别是土壤重金属污染,通过食物链转移,对人体健康造成极大危害。通过对东莞市主要蔬菜生产基地的11种蔬菜48个样品的可食部分的重金属含量测试,得出了2大类11种蔬菜中Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、As、Hg、Ni等八种重金属的含量。发现Pb对该地区蔬菜的污染较普遍,超标率达到了20.9%,最高检出值为标准的2.2倍,其次是Cd、Hg,超标率分别为11.6%和2.3%。研究发现重金属元素含量超标的蔬菜均为叶菜类蔬菜,其中菠菜有四种重金属元素的含量在各品种蔬菜中最高。     

重金属复合污染对小麦幼苗生长的影响

通过盆栽试验研究了Cu、Cd、Hg三种重金属元素复合污染对小麦幼苗生长的影响,结果表明:Cu-Hg、Cd-Hg和Cu-Cd-Hg复合处理后小麦幼苗的苗高、单株地上部分鲜质量均低于单独处理的平均值;Cu-Hg、Cd-Hg复合处理的蛋白质含量、丙二醛含量、SOD活性和POD活性均高于单独处理平均值,Cu-Cd、Cu-Cd-Hg复合处理蛋白含量低于单独处理平均值,这可能是复合处理有增大效应;复合处理CAT活性低于单独处理平均值。     

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。     

焚烧源挥发性重金属的排放对周边土壤和植被污染的研究进展

城市生活垃圾是一种成分复杂的混合废物,其中含有数量相当可观的重金属,采用焚烧法处理城市生活垃圾时,会有大量重金属因为高温而挥发进入烟气,一部分富集于焚烧飞灰中,而有少部分重金属因其挥发性较大而排放于大气中,最终随大气及雨水沉降而进入土壤和植被中,从而会对焚烧厂周边生态环境造成严重的危害。为了了解焚烧源挥发性重金属（汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）和砷（As））的排放对焚烧厂周边土壤和植被生态环境的污染状况,对近年来国内外学者在相关方面的研究状况进行了详细的文献综述,结果发现：国内学者对于焚烧源挥发性重金属的研究多限于焚烧中挥发性Hg对焚烧厂周边土壤的污染的调查研究,而对于焚烧源Cd、Pb、As对周边土壤和植被污染的调查研究相对较少;而国外学者已有的关于垃圾焚烧源重金属（Hg、Cd、Pb、As）对土壤和植被的污染研究只停留在重金属在土壤中的总的浓度和存在形态的研究,而对于挥发性重金属在焚烧源周边土壤和植被中的迁移转化规律方面的研究很缺乏,对于重金属污染物在土壤和植被中的蓄积及迁移转化规律研究较少。文章指出今后的研究应加强对挥发性重金属在焚烧厂周边土壤中的污染特征及其在土壤层以及植被中的蓄积总量和迁移转化机理的研究,这对于焚烧源挥发性重金属的污染防治以及对已被挥发性重金属污染的土壤和植被的生态修复具有重要的意义。     

大冶矿区土壤重金属积累对土壤酶活性的影响

大冶矿区位于湖北省的东南部,是我国的青铜之乡,长期的采矿和冶炼活动已使该矿区土地生产力和农产品品质严重下降。为了探明相关重金属的污染状况,应用野外调查与采样分析相结合的方法,研究了大冶矿区土壤酶活性和土壤中重金属的累积特性。结果表明:矿区土壤Cu、Pb、Zn、Cd、As全量的平均值分别是该区土壤背景值的35.1倍、16.0倍、3.0倍、29.8倍、1.1倍。不同样点土壤酶活性存在一定程度的差异。土壤重金属胁迫对土壤酶活性主要表现为抑制作用,其中对土壤重金属响应较敏感的酶为脲酶和过氧化氢酶,这两种酶与重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As的全量分别呈显著或极显著的负相关。这些研究结果对于大冶矿区土壤环境质量评价及生态修复有一定的指导意义。