几种重金属(Pb、Zn、Cd、Cu)的超富集植物种类及增强植物修复措施研究进展

近年来土壤重金属污染问题越来越严重, 植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点, 国内外对利用超富集植物来修复土壤重金属污染的研究已有大量报道。对超富集植物概念的提出及超富集植物吸收富集重金属的机理进行了归纳总结, 主要就铅、锌、镉和铜四种重金属超富集植物的相关研究进展进行了分类、归纳与总结, 同时还对增强植物修复效果的措施进行了探讨, 以期为进一步合理有效利用植物修复土壤主要重金属污染提供一定的参考依据。     

我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展

我国从上世纪90年代中后期开始土壤重金属（含类金属砷）污染的植物吸取修复研究及技术探索,先后发现了一批具有较高研究价值和应用前景的铜、砷、镉、锰等重金属的积累或超积累植物,并从重金属耐性和超积累生理机制、植物吸取修复的根际过程与机制、吸取修复强化措施和修复植物处置与资源化利用等方面进行了研究,同时开展了植物吸取修复技术的示范与应用,已有一些较成功的植物修复工程应用案例,使我国重金属污染土壤植物修复技术,尤其是植物吸取修复技术在国际上产生了较强的影响力。本文就近年来我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展进行了综述,并对今后的发展趋势进行了展望。     

降低水稻镉吸收原位钝化修复技术及其作用机理

重金属镉原位钝化修复是指向土壤中施加一些活性钝化修复材料, 通过改变镉在土壤中的赋存状态, 降低土壤中镉的生物有效性。该文对重金属镉污染土壤原位钝化修复中不同来源的钝化剂进行了分类, 概述了它们各自对重金属镉污染土壤的作用机理及其钝化修复效果。全面分析了目前该领域存在的主要问题, 并对其发展前景进行了展望。     

植物种植修复土壤重金属污染的模式、技术与效果综述

重金属污染是当今土壤污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一, 其中植物修复技术以其经济有效、不易产生二次污染且适于大面积土壤修复等优点越来越受到重视。因此, 以植物修复技术对重金属污染修复的影响为研究内容, 侧重研究桉树、白花泡桐、向日葵、毛白杨以及节节草等植物对土壤重金属污染修复的研究进展, 以期为重金属污染修复技术的发展提供一定的理论基础和实践意义。     

土壤复合污染的联合修复技术研究进展

复合污染是土壤污染的主要存在形式,其中重金属、有机污染物等是主要的污染源。例如,共存于土壤中铅和镉会发生交互作用,从而增强了镉的迁移能力。此前单一的物理、化学、生物等修复手段对复合污染的修复效果并不明显。联合修复技术的使用可以在一定程度上克服使用单一的修复手段存在的缺点,提高修复效率、降低修复成本。最近有研究表明,综合利用化学氧化和超声波方法可以在很短的时间内将土壤中的甲苯和二甲苯完全氧化为CO和CO2。介绍了综合利用物理、化学、生物等方法对土壤复合污染修复的进展,并对研究中需要注意的问题及未来的发展趋势说明。     

重金属污染土壤的植物仿生和植物修复比较研究

土壤是人类赖以生存和发展的重要物质基础,但是随着工业化、城市化的快速推进,我国面临的土壤环境安全问题日益严峻。探讨新型植物仿生修复技术修复重金属污染土壤的可行性,采用基于植物仿生的重金属污染土壤原位自持修复技术,研究该方法对重金属污染土壤的修复能力。研究不同填充材料(海泡石、高岭土、活性炭、硅藻土)的仿生修复装置修复同一种金属离子(铅、铬、镉或锌)的效果和同一填充材料的仿生修复装置对不同金属离子的修复效果,并首次将植物仿生修复与植物修复效果进行对比。结果显示,植物仿生修复装置对不同的重金属离子具有不同的降低效率,海泡石组Cr含量降低最多,4种填料均显著降低褐土Zn和Cd含量,含硅藻土的装置Pb去除率最高。这与重金属本身性质有一定关系,也与吸附填料类型相关,同时与重金属含量及饱和吸附位点密切相关。与单纯植物修复比较,仿生修复与植物修复联用,显著降低红土Cd和Pb含量,且对植物富集Cd和Pb无消极影响,同时海泡石+硅藻土+高岭土+活性炭组填料中Pb和Cd含量高于其它填料组合。该技术可以与植物修复技术、微生物修复技术、物理-化学修复技术等联用,构建污染土壤的复合修复技术。植物仿生修复作为一种新型修复技术可以有效降低土壤重金属含量。在同一条件下,植物仿生修复与植物修复相比,效率较高,吸附重金属的量较大。     

施硅对抑制植物吸收重金属镉的效应研究进展

施用化学改良剂是控制土壤重金属污染的有效手段。研究施硅对抑制植物吸收重金属镉的影响及其作用机制,对促进利用硅肥作为改良剂治理重金属污染土壤技术的发展有重要意义。近年来,以硅肥作改良剂对重金属污染的土壤进行治理的研究大量涌现。本文从施硅对抑制植物吸收镉及镉在植物体内的分布、迁移的影响;从植物细胞膜透性、抗氧化物酶系和抗氧化剂等新陈代谢或生理过程及硅-金属复合物的结构组成等方面对植物抗镉胁迫的生理生化效应及其抑制植物吸收重金属镉的机制进行综述,并对今后有待进一步研究的问题提出了建议。     

重金属污染土壤的伴矿景天/小麦-茄子间作和轮作修复

在重金属污染土壤上开展田间微区试验,研究伴矿景天/小麦间作、茄子轮作种植模式下锌镉超积累植物伴矿景天对当季小麦和后茬茄子生长及重金属吸收的影响,探索边生产边修复的可行性。结果表明:间作处理下小麦籽粒、茄子植物体和伴矿景天地上部生物量均无明显影响;麦季间作伴矿景天能显著降低小麦籽粒中重金属浓度,间作小麦籽粒与单作相比降低了52.4%;麦季间作伴矿景天也有效降低了后茬茄子对重金属的吸收,茄子果实中镉浓度显著低于单作;作物在与伴矿景天间作的情况下也能显著减少土壤中重金属浓度,其中间作处理全量镉比对照降低了24.3%,达到了较好的修复效果。因此,麦季间作伴矿景天既能有效减少污染土壤中重金属浓度,又能降低小麦及后茬茄子的重金属污染风险,为土壤修复与生产兼顾的修复模式提供理论支持。     

中国土壤重金属污染修复研究展望

文章通过对土壤重金属污染相关文献进行研究分析,从我国土壤重金属污染的现状、修复技术应用和研究前景等方面进行了系统综述,重点分析了我国土壤重金属污染修复技术的应用和研究前景。超富集植物修复是一种新兴的绿色生物技术,成本较低,易操作,是土壤污染治理的环境友好技术。微生物修复具有成本低、无二次污染、对环境影响小、效率高等特点,可在一定程度上带来经济效益和生态效益,是一种理想的绿色修复方法。并指出筛选和培育生物量大、适应性强、富集能力强、易栽培且具经济效益的超富集植物、利用大型真菌吸收和富集土壤重金属、组合运用多种修复技术、结合应用分子生物学技术和基因工程技术和加强土壤重金属污染修复效果的评价将是今后研究的重点和热点。     

修复一方净土

正自2005年开始,我们在广西壮族自治区河池市环江县1280亩受砷、镉和铅等重金属污染的农田开展土壤的植物修复工程,实现了10%的重金属年去除率。同时,根据当地农民需求,我们还建立了蜈蚣草-桑树间作修复模式,边修复边生产,带动了当地种桑养蚕产业的发展。环江重金属污染之殇近些年,国内"毒砷""血铅""镉米"     

工业大麻对重金属污染土壤的治理研究进展

由于工业、农业、废水处理、建筑和采矿等一系列人为活动造成土壤的污染程度日益严重,致使土壤不能用于粮食等作物生产.如何深入治理重金属污染土壤已成为当今研究的热点.由于传统的治理重金属污染技术非常昂贵,并存在二次污染的风险,促使研究者寻求新的治理技术.而植物修复技术以其价廉、清洁、不破坏环境、不会造成二次污染等特性逐步引起了学术界和政府部门的广泛重视.近年来,工业大麻以其优良的修复特性和利用价值已成为修复重金属污染土壤的候选植物之一.在此重点论述了重金属对工业大麻的影响及其在大麻不同部位的分布;工业大麻对重金属的吸收能力以及工业大麻对重金属污染土壤修复的优良特性,最后对工业大麻修复重金属污染土壤技术存在的不足等进行归纳总结,以便为工业大麻对重金属污染治理研究及耐重金属或超富集工业大麻品种的选育和栽培技术研究提供指导.     

植物吸收、转运和积累镉的机理研究进展

重金属镉(Cd)虽然不是植物生长的必需矿质元素,但依然能被植物吸收。且部分植物具有富集镉的特点,从而导致农产品镉含量超标,并通过食物链危害人类健康。研究植物吸收、转运和积累Cd的机理,对于培育低镉作物品种、降低农产品镉含量,以及选育超富集镉植物,修复镉污染土壤具有重要意义。从影响植物吸收Cd的因子,植物吸收、转运和积累Cd的机理以及植物拒Cd和富集Cd的分子机制等方面进行综述,以期为低镉作物的研究以及Cd污染土壤的综合治理提供一些参考。     

多环芳烃和重金属复合污染土壤生物修复研究进展

多环芳烃(PAHs)和重金属是土壤环境中有机和无机污染物的典型代表，二者来源广泛且能在土壤中长期存在，极易造成复合污染。研究表明，PAHs和重金属共存时会发生复杂的相互作用，使复合污染土壤修复往往比单一污染土壤修复更加困难。生物修复具备成本低、不造成二次污染、适用于大范围修复等优势，是极具应用前景的PAHs和重金属复合污染土壤修复技术。本文总结了土壤中PAHs和重金属复合污染的分布特点及交互作用，对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术作用机理及研究进展进行了综述，并对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术的发展提出了展望。     

强化植物修复重金属污染土壤的策略及其机制

重金属对生态环境、农业生产、人类健康等诸多方面造成重要危害。植物修复因其具有经济有效、绿色生态等优点,已经成为土壤重金属污染修复研究领域的热点。由于植物重金属毒害、修复耗时过长等因素致使植物修复技术受限于研究阶段而不能广泛应用于实践。采用科学合理的强化措施提高植物修复的效率可能是解决该矛盾的关键之一。讨论了根瘤菌、丛枝菌根真菌、溶磷微生物和内生真菌构建的微生物-植物共生系统在强化植物修复过程中的具体应用;概述了EDTA、EDDS等螯合剂在改变土壤中重金属可溶态,促进重金属从土壤向植株转运的重要作用;介绍了植物中编码金属转运蛋白、金属硫蛋白、植物螯合肽等与重金属转运和代谢相关的基因在植物修复领域的实际应用;归纳了上述强化策略主要机制为微生物促进植物生长、缓解重金属植物毒性以及提高了土壤中重金属生物利用度,从而促进重金属在富集植物中积累和植物生物量的增加;最后总结并展望了植物修复强化技术在今后研究的重点及存在的问题。综述植物修复技术采用的主要强化策略及其机制,旨在为利用植物修复技术治理土壤重金属污染提供重要参考。     

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。     

海泡石在农产品及水体重金属污染修复中的研究进展

海泡石是一种吸附性很强的黏土矿物,在修复土壤、水体重金属污染中具有很强的优越性。本文介绍了海泡石修复机理及其改性方法,并综述性介绍了海泡石在降低农产品重金属(镉、汞、砷、铅、锌和铬等)含量和净化水体重金属污染方面的研究进展。与天然海泡石相比,改性海泡石及其复配具有针对性强、修复效果好和修复范围广等优点。     

重金属污染土壤超积累植物修复关键技术的发展

我国土壤重金属污染问题日益突出,严重影响食品安全和人类健康,同时也制约了社会经济的可持续发展。在众多土壤重金属修复技术中,超富集植物修复技术以廉价高效、操作简单、安全可靠、环境友好等优点,被认为是最具发展潜力的绿色修复技术之一。本文回顾了该技术在国内外的发展历程,并对超积累植物的筛选鉴定、对重金属的吸收转运机制、强化修复措施及植物安全处置与利用等几个关键技术进行了阐述,对该技术今后的发展方向和突破点进行了展望。     

重金属污染土壤中生物间相互作用及其协同修复应用

土壤是人类赖以生存的物质基础。我国土壤重金属污染状况不容乐观,给人类健康构成严重威胁。生物修复重金属污染土壤被广泛认为是可持续的修复技术,但当前仍存在修复效率不高的科学瓶颈问题。土壤中生活着丰富的微生物、植物和动物,且这些生物之间存在着复杂的相互作用,并且通过物质循环和能量传递形成了错综复杂的食物网联系。土壤生物间的相互作用能深刻影响土壤中污染物的迁移转化和生物修复的效率,多元生物协同的修复技术集合了单一生物修复方法的优势,具有强化生物修复效果的巨大潜力。文中综述了土壤中微生物-植物-动物之间的相互作用,及其对土壤重金属迁移转化和生物修复效果的影响,并对定向调控土壤食物网结构、提高重金属污染土壤的生物修复效果、建立基于食物网的多元生物协同修复技术进行了展望。     

根际促生菌强化植物修复重金属污染土壤的研究进展

植物修复虽然是近年来土壤重金属污染修复的重要手段之一,但因修复植物生长缓慢、生物量小、重金属转移率低等因素严重影限制了植物修复技术的广泛应用。根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)作为一类生长在植物根际土壤中的微生物,不仅能够利用自身的抗性系统减缓重金属离子对植物的毒性,还能够改变重金属的形态和迁移率,并通过分泌铁载体、有机酸、生物表面活性剂、植物激素等作用,直接或者间接地促进植物生长和增强植物对重金属的抗性,在强化植物修复土壤重金属污染过程中发挥着重要的作用。现介绍了根际促生菌的种类及其重金属抗性机制,总结了近年来国内外关于根际促生菌促进植物生长、强化植物修复重金属污染土壤的作用原理,同时对该研究领域目前存在的问题以及今后的研究前景进行展望,以期为今后土壤重金属修复研究提供新的思路和理论依据。     

重金属污染土壤的植物修复技术

土壤受重金属污染的状况在国内外都相当严重,传统的重金属污染土壤的修复技术存在许多难以克服的缺陷;近年来,一种运用植物来去除有毒重金属的新兴修复技术(植物修复技术)给这一问题提供了良好的解决途径,该技术被认为是一种低成本有效的“绿色”技术.但其主要缺点是修复周期较长,筛选、培育超积累植物以及提高土壤中重金属的生物有效性是提高植物吸收效果、缩短修复周期的关键.本文就超积累植物的筛选、转基因超积累植物及螯合剂强化植物吸收等热点问题的研究进展作了介绍,并对我国当前植物修复技术研究工作的重点提出了建议.