铜尾矿区土壤与凤丹植株重金属富集研究

对安徽铜陵铜尾矿区凤丹种植地的土壤和凤丹中重金属污染状况进行了研究,结果表明,尾矿库区种植地极端贫瘠,有机质含量仅1．1～3．4g·kg^-1,而土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量皆高于对照土壤,其中Cu含量达587．43～1176．44mg·kg^-1,Cd含量达3．08～5．16mg·kg^-1,约达国家土壤二级标准的10倍,凤丹各部位的Cu、CA和Pb含量均超过了药用植物的限量标准,尤其是根皮部位Cu含量达31．50～64．00mg·kg^-1,Cd含量达0．98～1．45mg·kg^-1,超出标准1．6～3．6倍,表明种植地和凤丹都受到严重污染．凤丹不同部位中的Zn、Cd、Pb和Cu分别以茎、叶、叶和根皮中的含量最高．凤丹对Cd、Zn的富集比Cu和Pb高,但在根皮中的富集系数均较小。     

生长在铅锌矿废水污灌区的长豇豆组织中Pb、Zn、Cd含量的品种间差异

在经铅锌矿废水灌溉约50年的农田中种植24个长豇豆品种,测定植物体内的Pb、Zn、Cd在根、茎、叶及果实中的含量。结果表明,Cd在长豇豆根、茎、叶及果实的平均含量分别为1．212、0．425、1．051mg·kg^-1和0．011mg·kg^-1;Pb则分别是92．53、9．79、33．08mg·kg^-1和0．120mg·kg^-1;Zn分别是130．14、59．40、99．94mg·kg^-1和6．320mg·kg^-1。果实中的Cd、Pb和Zn最大品种间差异分别达4．4倍、4．2倍和1．6倍;各品种3种重金属含量ANOVA分析结果显示了品种间差异具有极显著意义。不同仁色（花仁、红仁及黑仁）长豇豆品种间的3种重金属含量在根部均有显著差异,而Zn及Cd含量在茎组织中也有显著差异;但各组在叶及果实中没有显著差异。尽管污灌区土壤Cd、Pb和Zn浓度均超出了国家土壤环境质量标准二级土壤的最高限值,但绝大多数品种的果实中所含重金属均符合国家食品卫生标准。Pb较易在果实中积累,有一个品种果实Pb浓度超过国家标准。根和茎中的3种重金属含量相互间均具有高度相关性,且果实中的Cd和Pb含量间也有显著相关,表明长豇豆对Cd、Pb和Zn的吸收和积累有协同性,这一特性使得同时低量积累重金属的长豇豆品种的筛选更为容易,特别是在可食部分同时低量积累Cd和Pb的品种。污灌区具有比对照区更高的产量,说明长豇豆能耐受农田中Cd、Pb和Zn的复合污染,因而生产者比较难以从长豇豆的中毒症状发现重金属的污染,导致在污染土壤中生产长豇豆容易受重金属污染。可见,筛选和培育低量积累重金属的长豇豆品种有利于降低人类通过食物链暴露于重金属的水平。     

铜污染对三叶草幼苗生长及活性氧代谢影响的研究

通过水培实验研究了重金属铜(Cu)污染对三叶草(Trifolium pratense)幼苗生长及活性氧代谢系统的影响。结果表明,低浓度Cu污染(<10mg·L^-1)对三叶草幼苗生长无明显抑制现象,甚至促进幼苗生长,植株干重、鲜重和叶片可溶性蛋白及叶绿素含量均略微升高,丙二醛(MDA)水平降低,活性氧清除系统内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均略微升高,保护酶系统仍保持平衡.但随Cu浓度(10～100mg·L^-1)增加则显示出一定的负效应,三叶草幼苗与对照组相比,植株矮小,须根短且数目少,植株干重、鲜重和可溶性蛋白含量均明显减少,叶片发黄,叶片色素含量下降,并随Cu浓度的增加而变化更显著。同时,随Cu浓度增加,叶片细胞膜透性增大,电导率显著升高,MDA水平上升,且活性氧清除系统遭到破坏,保护酶系统失衡,SOD和CAT活性显著下降,分别降低了26．7％和71．3％,而POD活性却明显上升,比对照升高了10．6倍。     

绿色食品生产中土壤作物系统铅的积累与迁移研究

研究了Pb在土壤-作物生态系统中的积累和迁移,并结合水稻绿色食品生产,进行了无机肥、有机肥和生物菌肥及其配比试验．结果表明,土壤全Pb含量随土层的加深而逐渐递减,收获后土壤全Pb含量在0～15和15～30cm分别为11．14和9．37mg·kg^-1．水稻根从土壤中吸收Pb,并向茎、叶和籽粒中迁移．在同一生长期,水稻植株不同部位全Pb累积态势为：根>茎叶>籽粒．在不同生长期,随水稻生长发育,全Pb含量缓慢增加,至收获时,606—14和辽粳294籽粒中全Pb含量分别为0．008和0．007mg·kg^-1,均低于绿色食品标准．方差分析表明,品种间产量差异显著;不同处理间产量差异不显著．试验结果表明。可以用有机肥或生物菌肥来代替无机肥进行水稻生产．     

菰和菖蒲对重金属的胁迫反应及其富集能力

通过盆栽实验研究了Cu—Zn—Ph-Cd复合污染条件下,菰和菖蒲的生长状况、生理特性及吸收和富集重金属的能力。结果表明,高浓度污染下菰和菖蒲不能存活;低、中浓度中菖蒲的生长受到抑制,菰各生长指标与对照相比差异不显著,表明菰对低、中浓度重金属的耐性强于菖蒲。随着污染浓度的增加,菰和菖蒲叶片叶绿索含量显著降低;菰叶绿素a／b值略有降低,菖蒲叶绿素a／b值显著降低;菰和菖蒲叶片脯氨酸含量、相对电导率显著升高,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性在低浓度时升高,中浓度时降低。菰体内重金属含量为Zn〉Cu〉Pb〉Cd,菖蒲体内的含量为Cu〉Zn〉Pb〉Cd,且二者体内的重金属含量都随着污染浓度的增加而升高。菰和菖蒲对Cd的富集系数较大,地上部分（茎与叶）和地下部分（根与根状茎）均大于1;对Pb的富集系数较小,地上部分和地下部分均小于1。菰和菖蒲地下部分重金属含量均高于地上部分含量,二者根系对4种重金属都有较强的滞留效应,平均滞留率均大于50％。各处理中菰对重金属的吸收量均高于菖蒲。综合分析菰和菖蒲的生长、生理及富集重金属的能力,菰比菖蒲更适用于低、中浓度重金属污染水体的生态修复。     

土壤重金属污染对蚯蚓的急性毒性效应研究

测定了草甸棕壤条件下 ,Cu、Zn、Pb、Cd单一 /复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应 .结果表明 ,Cu、Pb浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .86 ,RPb=0 .87) ,Cu浓度与生长抑制率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .84) ,其他供试重金属浓度与蚯蚓死亡率和生长抑制率相关性不显著 .蚯蚓个体对重金属毒性的耐受程度差别较大 .其毒性阈值 (引起个体蚯蚓死亡浓度 )分别为 :Cu 30 0mg·kg-1,Zn 130 0mg·kg-1,Pb 170 0mg·kg-1,Cd 30 0mg·kg-1.LC50 分别为 :Cu 40 0～ 45 0mg·kg-1,Zn15 0 0～ 190 0mg·kg-1,Pb2 35 0～ 2 40 0mg·kg-1,Cd 90 0mg·kg-1.在Cu、Zn、Pb、Cd单一污染引起 >10 %蚯蚓死亡的浓度下 ,复合污染导致 10 0 %蚯蚓死亡 ,表明复合污染极强的协同效应 .     

不同土壤生境下斑茅对重金属的富集特征

为了筛选Cu、Zn、Pb、Cd多重金属离子的富集植物,对不同土壤生境(铜铁矿、钨矿、铅锌矿和无矿场污染)的优势种斑茅(Saccharum arundinaceum(Retz.)Jeswiet)对Cu、Zn、Pb、Cd离子富集情况进行了调查。结果表明,斑茅对Cu、Zn、Pb、Cd离子有富集优势并以Cu富集显著,斑茅根系土壤与斑茅地上部Cu含量存在相关性(P<0.05),斑茅对Pb和Cd的富集与转运存在极显相关性(P<0.01);在强酸、多金属污染弃耕农田土壤中,斑茅不仅符合Cu超富集植物的特征,而且其对Zn、Pb和Cd3种重金属的富集系数和转运系数均>1。在Cd、Cu、Pb和Zn均低于国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)的弃耕农田中,斑茅对Cu、Zn和Cd的富集系数均>1。研究表明,斑茅可以作为Cu、Zn、Pb、Cd多金属污染土壤的富集植物进行人工修复。     

三种重金属在克氏原螯虾体内的富集特征

2005年5月在合肥市、肥东县、肥西县的池塘河沟采集雌雄组克氏原螯虾共30只,分离出几丁质外骨骼、肝脏和腹部肌肉组织样品84份,用原子吸收法测定其中Cd、Pb、Cr的残留量。结果表明：克氏原螯虾体内Cr、Cd和Pb的平均检出率分别为100％,91．7％和94．1％;平均含量分别为4．03、0．38和7．14μg&#183;g^-1。Cr的富集量在3种组织之间的差异不显著,cd和Pb在3种组织中差异极其显著。外骨骼中Cr、Cd、Pb的平均含量分别为4．03、0．12和12．31μg&#183;g^-1,合肥市、肥西、肥东三地之间除Cr的富集量差异极显著外,其他2种重金属的富集量差异都不显著;肝脏中Cr、Cd、Pb的平均含量分别为3．88、1．04和9．12μg&#183;g^-1,3个地区重金属的富集量的差异都极其显著;肌肉中Cr、Cd、Pb的平均含量分别为4．16、0．09和0．72μg&#183;g^-1,3个地区除重金属Cr的富集量差异极显著外,Cd和Pb的差异都不显著。3种重金属污染物的富集量与体质量没有明显的相关性。3种重金属在雌雄个体之间的富集差异不显著。     

邻苯二甲酸酯在不同品种通菜-土壤系统中的累积效应研究

在邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)不同污染程度的水稻土上盆栽不同品种通菜,应用GC／MS联机检测技术研究了通菜-土壤系统中DEHP的环境行为与归宿．结果表明,通菜中DEHP的含量为0．335～12．710mg·kg^-1,与土壤的污染程度呈正相关．不同品种通菜之间对DEHP的吸收累积效应存在显著差异,与其叶子大小存在一定的正相关关系．种植不同品种通菜后土壤中DEHP的残留量(1．424～19．834mg·kg^-1)存在显著差异．通菜对土壤中DEHP的BCFs都小于1．0,与土壤的污染程度呈负相关．不同通菜品种的BCFs之间存在显著差异,中等叶子通菜品种的BCFs相对较大。     

硫对大蒜生理生化指标及营养品质的影响

采用盆栽试验探讨了硫对大蒜生理生化指标及营养品质的影响．结果表明,土壤硫含量8．41mg·kg^-1时,大蒜叶片硝酸还原酶、POD活性、光合色素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高;可溶性蛋白质含量及CAT活性却是以土壤硫含量为7．92mg·kg^-1时最高;SOD活性以较低土壤硫含量6．45mg·kg^-1时较高．同时,土壤硫含量为8．41mg·kg^-1时,鳞茎中大蒜素、可溶性糖和Vc及蒜薹中大蒜素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别比对照增加33．67％、23．75％、68．82％、40．95％、3．45％和7．45％;较高土壤硫含量9．48mg·kg^-1有利于蒜薹中Vc和游离氨基酸及鳞茎中游离氨基酸和可溶性蛋白质含量的提高,分别比对照高出15．17％、20．93％、6．49％和8．07％．     

翦股颖和高羊茅对铜、铅吸收及耐受性

测定了高羊茅和翦股颖两种草坪植物在Cu、Pb污染下发芽率、叶绿素、净光合速率和SOD的变化,以及两种草对Cu、Pb的吸收.结果表明, 重金属污染对高羊茅种子的萌发产生显著影响.高浓度Pb污染以及Pb、Cu复合污染对高羊茅的叶绿素影响很大,Cu单独污染对高羊茅叶绿素的抑制作用较小.翦股颖的叶绿素变化不显著.在3个Pb处理及350 mg·kg^-1 Cu处理下,翦股颖的SOD活性均高于对照,而只有在700 mg·kg^-1Pb 和350 mg·kg^-1 Cu+1 100 mg·kg^-1 Pb处理下高羊茅的SOD活性才升高.高羊茅的净光合速率受Cu污染影响较小,而受Pb污染影响较大.在Cu、Pb单独污染条件下,翦股颖净光合速率均呈下降趋势.从生理角度来看,翦股颖对Cu、Pb污染的耐受性强于高羊茅,而高羊茅对Cu污染的耐受性强于Pb.高羊茅Cu吸收量大,但Cu吸收量不随污染浓度升高而升高.翦股颖对土壤Pb的吸收能力较强, 且Pb吸收量随污染浓度的增加而增加.翦股颖和高羊茅可分别用于Pb和Cu污染土壤的治理.     

镉处理对油菜生长和抗氧化酶系统的影响

通过盆栽实验研究了Cd处理对油菜生长和抗氧化酶系统的影响.结果表明,油菜整株鲜重、叶鲜重随Cd胁迫呈显著降低趋势.逐步回归表明,叶鲜重下降导致油菜整株鲜重下降.油菜叶细胞膜渗透性和MDA随Cd胁迫增大而增加.Cd处理浓度为20 mg·kg^-1时,叶细胞膜渗透性和MDA分别增加29.68％和15.19％,叶细胞膜渗透性和 MDA呈显著正相关,相关系数为0.823^*.Cd处理浓度为5 mg·kg^-1时,叶绿素a、b和a+b含量达到峰值,分别比对照高23.97%、33.63%和26.45%;Cd胁迫对类胡萝卜素含量无显著影响.几种色素对Cd敏感顺序为：叶绿素b>叶绿素a>叶绿素a+b>类胡萝卜素;3种抗氧化酶对Cd敏感顺序为：POD>CAT>SOD.各生理指标IC50表明,油菜只适宜种植在Cd含量小于5 mg·kg^-1的土壤中.     

芦竹对不同重金属耐性的研究

研究芦竹(Arundo donax)在不同重金属污染湿地中的耐毒性能,测定了不同生长时段芦竹的生物性状和叶绿素含量,以及土壤中重金属含量的变化.结果表明,芦竹分别在浓度为100 mg·kg^-1左右的CuCu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Hg²⁺和50 mg·kg^-1以下的Cr⁶⁺污染环境中能正常成活,在40 d的生长期内,植物体内叶绿素有不同程度降低,下降比率在20%～56%,植物出现叶片软化,叶尖枯黄等症状,但植株仍呈现增长趋势.与对照植物相比较,在重金属胁迫下,植株细长,茎、叶呈黄绿色,除Cr⁶⁺、Hg²⁺外,植物高度基本不受重金属胁迫的影响.芦竹在高浓度(100mg·kg^-1)Cr⁶⁺污染环境中耐性较弱,表现出生长缓慢,部分地下茎腐烂,叶片短时间内出现枯萎等症状.结果还表明,土壤中重金属浓度随植物生长期增长而降低,除被植物吸收,植物挥发外,还存在着重金属向根际圈环境迁移的趋势,根周边湿土中重金属含量,明显高于试验缸外围湿土中重金属含量.可以认为,芦竹具有生物量大,根系发达,适应性强等特点,对修复湿地重金属污染蕴藏着巨大潜力,研究芦竹在植物修复技术中的应用,具有一定的现实意义.     

铜胁迫对竹叶眼子菜叶片生理指标和超微结构的影响

通过溶液培养试验,研究了不同Cu2 浓度(0、2、4、6和8 mg.L-1)胁迫对沉水植物竹叶眼子菜叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、保护酶活性、活性氧产生以及细胞超微结构的影响.结果表明:随着Cu2 浓度的增加,竹叶眼子菜叶片总叶绿素、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量逐渐下降;超氧化物歧化酶、过氧化物酶逐渐下降,而过氧化氢酶则呈先升后降趋势;超氧阴离子产生速率、过氧化氢、丙二醛和可溶性糖含量均呈上升趋势;不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示,Cu2 处理后,引起分子量为60.9、18.8、15.7、22.3和30.0 kDa多肽的表达量减少或消失;电镜观察发现,Cu2 对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤;Cu2 对竹叶眼子菜的致死浓度范围在2~4 mg.L-1.     

铜陵矿区土壤和油菜中铜的分布特征

采集铜陵市几个矿区周围土壤和油菜作物样品,研究了铜在矿区不同土壤及油菜中的分布特征.结果表明:铜陵矿区周边耕作土壤铜含量普遍较高;矿区周围残坡积母质上发育的旱作土壤和下游水稻土的污染较严重,而距矿区较远的潮土污染水平较低;水稻土与矿区周围残坡积母质上发育的旱作土壤全铜含量相近,前者的铜主要来自受污染的灌溉水并有着较高的生物有效性.3种类型土壤的有效铜与全铜含量均显著相关.供试土壤中铜的平均活化率(有效铜占全铜含量的百分比)为15.0%,且与土壤全铜和有机质含量呈正相关,与土壤pH和锰含量呈负相关.油菜籽和油菜秸秆中铜的平均含量分别为4.0和5.8mg.kg-1.当土壤中有效铜含量较低时,油菜中的铜含量随着土壤中有效铜含量增加而上升的趋势十分明显,当土壤中有效铜含量大于30mg.kg-1时,油菜作物吸收铜的能力下降,油菜富集铜的效率逐渐降低.     

铜胁迫下链格孢菌对白车轴草生理生态的影响

通过盆栽实验研究了Cu胁迫下接种病原菌链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)生理生态指标的影响.结果表明:在未接种的对照组中,随着Cu浓度的增大(0~3000mg.kg-1),植株叶片失绿,生物量下降,叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素及叶片可溶性蛋白质含量下降;植物体内丙二醛(MDA)高度积累,细胞膜结构遭到损坏,电导率增大;植株活性氧清除系统受损,不能保持原有平衡,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,过氧化物酶(POD)活性升高.接种链格孢菌后,植株叶片色素、膜系统及保护酶系统的损伤均加重,与不接种对照组相比,相同浓度Cu处理的叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量、SOD和CAT活性均呈不同程度的下降,而电导率、MDA含量和POD活性则有所上升.     

Mycorrhizal symbiosis and phosphorus fertilization effects on Zea mays growth and heavy metals uptake

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can promote plant growth and reduce plant uptake of heavy metals. Phosphorus (P) fertilization can affect this relationship. We investigated maize (Zea mays L.) uptake of heavy metals after soil AMF inoculation and P fertilization. Maize biomass, glomaline and chlorophyll contents and uptake of Fe, Mn, Zn, Cu, Cd and Pb have been determined in a soil inoculated with AMF (Glomus aggregatum, or Glomus intraradices) and treated with 30 or 60 µg P-K₂HPO₄ g^?1 soil. Consistent variations were found between the two mycorrhizal species with respect to the colonization and glomalin content. Shoot dry weight and chlorophyll content were higher with G. intraradices than with G. aggregatum inoculation. The biomass was highest with 30 µg P g^?1 soil. Shoot concentrations of Cd, Pb and Zn decreased with G. aggregatum inoculation, but that of Cd and Pb increased with G. intraradices inoculation. Addition of P fertilizers decreased Cd and Zn concentrations in the shoot. AMF with P fertilization greatly reduced maize content of heavy metals. The results provide that native AMF with a moderate application rate of P fertilizers can be exploited in polluted soils to minimize the heavy metals uptake and to increase maize growth.     

淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响

采用淹水培养方法研究了不同氮水平(100、200和400 mg/kg,分别记为1、2、3)下普通尿素(PU)、硫包膜尿素(SCU)、树脂包膜尿素(PCU)和硫加树脂双层包膜尿素(SPCU)对污染红壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效性的影响.结果表明,不同包膜尿素对土壤pH值和水溶性SO42-含量有较大影响.各施氮处理红壤pH值随着施氮量的增加(除5d时PU和60 d时SCU)而增加,不同包膜尿素对土壤中水溶性SO42-含量有较大影响,在同一施氮水平下不同包膜尿素处理间土壤pH值和土壤中水溶性SO42-含量差异较大.60 d培养期间PU、SCU、PCU和SPCU处理pH值比对照分别升高0.17-0.38、0.08-0.27、0.07-0.36和0.10-0.21;水溶性SO42-含量PU、SCU和PCU处理比对照分别升高39.5％-157.3％、40.9％-94.5％和7.55％-55.8％,而SPCU处理降低5.67％-90.7％.不同尿素类型和氮肥的施用量对红壤Cd、Pb、Cu和Zn有效性的影响均存在显著差异.60 d培养期间红壤有效态Cd含量以树脂包膜尿素100 mg N/kg下最低,其有效态Cd含量比对照显著降低20.7％-69.8％;有效态Pb、Cu和Zn含量以普通尿素400 mg N/kg下最低,其有效态Pb、Cu和Zn含量比对照分别显著降低17.0％-54.2％、18.5％-34.6％和15.6％-59.5％.随施氮量提高,PU处理有效态Cd含量先升高后降低,有效态Pb、Cu和Zn含量逐渐降低;SCU处理有效态Pb含量逐渐降低,有效态Cd、Cu和Zn含量变化规律不一致;PCU处理有效态Cd含量逐渐升高,有效态Pb、Cu和Zn含量变化规律不一致;SPCU处理有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量逐渐降低.有效态Pb和Zn含量与pH值和水溶性SO42-含量呈显著负相关,有效态Cd与水溶性SO42-含量呈显著正相关.在多重金属污染红壤中,可考虑不同控释氮肥的配合使用,降低土壤中重金属的有效性.     

添加玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、二氧化碳及交换态铵的影响

通过温室土壤培养试验,研究了不同添加量玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、CO₂及交换态铵的影响.结果表明：在接近中性的土壤中加入秸秆可使土壤pH值降低,4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤pH值均与对照差异显著（P＜0.05）,而1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理与对照差异不显著（P＞0.05）.土壤溶液中的CO₂含量随秸秆添加量的增加而增大,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为35.9％和31.9％（v/v）,与对照（25.8％）差异达显著水平（P＜0.05）,但两者间差异不显著（P＞0.05）;4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为54.2％和41.8％（v/v）,与对照差异极显著（P＜0.01）,两者间差异也达显著水平（P＜0.05）.在不施氮肥的情况下,添加秸秆可降低土壤铵态氮浓度,且铵态氮浓度随秸秆添加量的增加而降低,不同添加量处理间差异显著（P＜0.05）;在施入氮肥的情况下,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理提高了土壤铵态氮浓度,而4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理降低了土壤铵态氮浓度.无论是否施入氮肥,玉米和水稻秸秆处理的土壤铵态氮浓度差异不显著（P＞0.05）.