香根草和百喜草对铅锌尾矿重金属的抗性与吸收差异研究

铅锌尾矿是一类重金属含量极高,对植物生长产生毒害的生境.盆栽实验的结果显示,香根草和百喜草在纯尾矿或由尾矿和垃圾组成的混合基质上都能生长,但植物的长势随基质中重金属含量的增加而减弱,其中香根草的生物量所受的影响比百喜草的更大,即百喜草有比香根草更强的重金属抗性.2种植物体内的重金属含量高低均为Zn＞Pb＞Cu,但二者对它们的富集能力大小分别是,香根草为Zn＞Cu＞Pb,百喜草则为Cu＞Zn＞Pb.香根草和百喜草的根系对3种重金属都有较强的滞留效应,滞留率均在50%以上;其中香根草对重金属的滞留率又明显高于百喜草;而且,同一植物对不同的重金属的滞留率也明显不同,香根草对Pb的滞留率最高,而百喜草对Cu的滞留率显著高过对Zn和Pb.由于香根草的生物量明显大于百喜草,结果香根草对Pb、Zn的吸收量比百喜草高.当用25%的垃圾改良金属尾矿时,百喜草对重金属的吸收量即达最大;而香根草则在尾矿和垃圾各占50%的基质中吸收最多的重金属;因此,添加一定量的垃圾(25%～50%左右)用于尾矿改良时,不仅能使尾矿得到更快的植被恢复与更高的植物修复效果,而且能使垃圾资源得到充分合理的利用.总之,当开展对金属尾矿的植被恢复时,可选择种植抗性强、覆盖快的百喜草,但如果要对尾矿中的重金属进行生物净化,则应选择种植生物量大的香根草,种植香根草还可较好地防止重金属的二次污染或生物富集.     

香根草在铅锌尾矿上生长及其对重金属的吸收

通过野外小区实验 ,研究了垃圾和 NPK肥对铅锌尾矿地中香根草 (Vetiveria zizanioides)生长及其对重金属吸收的影响。结果表明 ,添加垃圾后香根草生物量显著增加 ,而仅加入 NPK肥对其并无显著影响 ,同时添加垃圾和 NPK肥最有利于香根草在铅锌尾矿中生长。尾矿中重金属形态的变化受金属特性和尾矿理化性质的双重影响。对纯尾矿而言 ,种植香根草后尾矿中重金属总量有所减少。尾矿在施加垃圾和 NPK肥后 ,尾矿中 Pb和 Zn总量减少了 13.6 5 %和 32 .4 0 % ,Cu总量则增加了2 3.5 2 %。可交换态和总量 Cu、Pb、Zn变化趋势一致 ,特别是 Cu和 Pb更为显著。香根草积累的 Pb和 Zn显著高于 Cu,并且重金属主要积累在根部。添加垃圾和 NPK肥料对 Cu的积累无显著差异 ,而显著减少香根草茎和根中 Zn和 Pb的积累 ,但显著增加单位面积上茎中 Zn、Pb和 Cu的总积累量 (p<0 .0 5 )。研究表明垃圾和 NPK肥的综合使用是一个较为经济有效的尾矿改良措施 ,但对于尾矿 -植被系统中的重金属迁移问题应引起关注。综合生物量与重金属的吸收特征 ,香根草对于尾矿的植被重建有较高价值     

泉州湾河口红树林湿地重金属的分布与迁移

通过测定泉州湾河口湿地2种红树植物(桐花树和秋茄)不同部位(根、枝和叶)及其根际沉积物中重金属酸可提取态含量,探讨该区域重金属元素的分布、在植物不同部位富集和迁移的情况。结果表明:2种红树植物根际沉积物中酸可提取态重金属含量顺序均为FeMnZnPbCuCrNi;秋茄根际沉积物中Cu、Zn、Pb、Ni和Cr两两之间呈正相关,桐花树根际沉积物中Cu与Zn呈正相关,Pb与其他重金属的相关性不显著;2种红树植物根中大多数重金属含量与根际沉积物中重金属酸可提取态含量之间呈正相关,而枝中的相关性不显著;2种红树植物重金属富集的情况较接近,Mn富集系数最大,其次是Cu和Zn;Mn、Cu、Zn、Cr主要富集在叶中,而Pb、Fe、Ni主要富集在根部;2种植物中Mn的迁移能力最强,易于从根部运输到叶中。     

粤东铅锌尾矿三种优势植物对重金属的吸收和富集特性研究

为探讨铅锌矿废弃地优势植物在重金属污染土壤植物修复中的应用潜力,利用野外采样分析法,从粤东梅县丙村铅锌尾矿区采集其三种优势植物类芦、黄荆、盐肤木的根、茎、叶和土壤样品,测定和分析Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属含量.结果表明:该矿区土壤污染严重,Pb、Zn、Cd含量远超土壤环境质量的三级标准,Cu超出二级标准;根际土壤和非根际土壤重金属含量均为Pb＞Zn＞Cu＞Cd,但根际土壤的重金属含量显著低于非根际土壤;这三种植物对Pb、Zn、Cu的转移系数大于1.0,对Cu的富集系数最高,Pb最小,但对四种重金属的富集系数均小于1.0,均未达到超富集植物临界含量标准.三种植物为该矿区的优势植物,说明它们对土壤的重金属污染有很强的耐性,虽然并非典型的超富集植物,但对污染土壤仍有较好的修复效果.     

刺楸年轮中重金属含量动态变化及富集特性

为探索刺楸对受污染土壤重金属的富集和修复效应, 以南京栖霞山的乡土树种刺楸及其根际周边土壤为研究对象, 截取其根基部年轮盘及根际土壤样本, 采用ICP-AES法测定年轮及土壤样本中重金属(Cu、Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Zn)元素含量。结果表明: 栖霞山样地中的土壤受Mn、Pb和Zn污染最为严重, 存在Cu、Cd、Mn、Pb、Zn元素的高度复合污染, Cd、Cr、Cu、Ni、Zn在土壤和年轮中存在相关性, Mn和Pb则没有表现出明显的相关性; 刺楸修复受Cd、Mn、Pb、Zn污染的土壤效果并不显著, 更适用于Cr、Cu、Ni污染的土壤修复; 鉴于Cu元素含量变化特征, 刺楸也可以作为反映当地污染历史的记录载体; 刺楸年轮中的重金属元素之间存在交互作用, 其中Cd与Zn元素含量高度相关(r=0.984, p<0.01), 在刺楸年轮吸收重金属元素的过程中, Cu与Cd、Cr、Mn、Zn元素具有协同作用, Mn元素对其他元素有一定的拮抗作用。     

重金属胁迫条件下空心莲子草的生长和营养特征分析

空心莲子草是一种常见的水生植物,并能在重金属污染的水体或附近土壤中生长.本研究发现,空心莲子草能富集6种常见的重金属元素,其富集能力为:Zn2+>Mn2+>Pb2+>Cu2+>Cd2+>Cr3+.高浓度(1 mmol/L) Cu2+、Mn2+、Zn2+和Cr3+ 等重金属胁迫处理条件下,空心莲子草的根冠比增加,生物干重、总根长和总根表面积都相应降低.此外,高浓度(1 mmol/L) Pb2+、Cd2+、Cu2+或Zn2+分别胁迫处理条件下,空心莲子草的K+、Ca+和Mg+等元素的含量变化差异显著(P＜0.05).以上研究表明,空心莲子草通过改变体内钾钙镁等重要生长元素营养情况来适应重金属污染的胁迫,有很强的富集重金属元素的能力,进而降低污染、净化水体.空心莲子草对重金属污染的生长响应及体内重要矿物元素营养特性之间的相互关系,可能为重金属污染的水土生物修复提供理论依据.     

重金属对土壤中小麦种子发芽与根伸长抑制的生态毒性

测定了4种土壤（红壤、草甸棕壤、暗棕壤和栗钙土）条件下,Cu,Zn,Pb和Cd单一污染对小麦种子发芽与根伸长抑制主及其复合污染效应（暗棕壤条件下）。结果表明,同一浓度下,重金属对小麦根伸长抑制率均明显大于对种子发芽抑制率,植物根对金属污染的生态毒性比种子发芽敏感,土壤有机质和土壤N含量与Cu,Zn,Pb和Cd污染对小麦根伸长抑制率显著负相关（R^2OR=0.91,R^2K-N=0.92),土壤PH和阳离子交换量与Cu,Zn,Pb和Cd污染对小麦根伸长抑制率的相关性不显著（R^2PH=0.62,R^2CEC=0.60),在单一污染对小麦根伸长为刺激作用浓度（较低浓度）或为抑制作用浓度下（较高浓度）,复合污染均表现为协同作用。^     

粤东铅锌尾矿区四种莎草的重金属富集特性研究

从梅州丙村铅锌尾矿区近污水排放区采集了土壤与四种优势植物样品, 分别测定和分析了Zn、Pb、Ni、Cu、Cr、Cd、Mn 七种重金属含量。结果表明, 该矿区土壤污染严重且为强酸性。Cd、Pb、Zn、Mn、Cu 的污染指数均大于3, 且综合污染指数为319.16, Zn、Pb、Cd 均超出国家土壤环境质量(GB15618-1995)的二级标准, 也远超过广东土壤背景值, 有很大的潜在生态风险, 重金属单因子生态风险指数大小排序为Cd>Pb>Zn>Mn>Cu>Ni>Cr。两歧飘拂草(Fimbristylis dichotoma)、细辐射枝藨草(Scirpus filipes)、多枝扁莎(Pycreus polystachyus)地下部分的Pb 含量均超过超富集植物临界含量标准, 因此这三种植物有作为Pb 富集植物的潜力。贝壳叶荸荠(Heleocharis chaetaria)对镍的富集系数超过1, 细辐射枝藨草对Mn 的转移系数大于1。这四种植物对土壤的重金属污染有很强的耐性, 与非矿区土壤中生长相比, 长势并无显著差异, 且地下部分重金属含量都很高, 说明对它们土壤中的重金属有一定的固定作用, 可作为这些区域植被恢复的先锋植物。     

公路绿化植物油松(Pinus tabulaeformis)和小叶杨(Populus simonii)对重金属元素的吸收与积累

对内蒙古西部公路绿化植物油松（Pinus tabulaeformis）、小叶杨（Populus simonii）及其根际土壤中重金属元素（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr）和类金属元素（As和Se）含量以及根际土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Ni和Cr）形态、土壤pH值进行了测定。对比分析了公路沿线不同绿化植物及其不同器官对重金属元素的吸收与积累特征。结果表明：绿化植物根际土壤对重金属元素的吸附及污染程度以Cd为最高。随原子序数的递增,小叶杨和油松两种植物的根部和茎叶两种营养器官中重金属的含量均表现出“N”字形变动趋势。而且重金属元素在不同植物不同器官中的含量具有Zn〉Cu〉Ni,Cr,As,Pb〉Cd〉Hg的基本规律。小叶杨茎叶对重金属元素Cr、Ni和Pb的富集能力较根部为强,油松茎叶对重金属元素Cr、Ni、Cu和Pb的富集能力较根部为强。绿化植物根际土壤重金属元素有效态占总量百分比的大小序列为Zn〉Pb〉Ni、Cr〉Cu,与重金属元素在不同植物不同器官中的含量大小序列Zn〉Cu〉Ni、Cr、As、Pb〉Cd〉Hg并非趋于一致。公路绿化植物对根际土壤中重金属元素的吸收和积累与重金属元素有效态所占的比例有关。     

大型水生植物对重金属的富集与转移

通过野外调查和室内分析,研究了云南阳宗海南北两区域自然生长的17种水生植物的生长状况及植物和对应水样、根区底泥中重金属(As、Zn、Cu、Cd、Pb)的含量。结果表明:植物长势良好,未发现受害症状。水体As严重污染,Pb轻度污染,Zn、Cu和Cd均未超标。9种沉水植物同时对As、Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数(植物全株重金属含量与水中该元素含量的比值)远大于1,具有共富集特征。在平均含As0.175mg/L的水中,金鱼藻、黑藻、小眼子菜、八药水筛全株As平均含量分别为(150±7.3)、(179±35)、(92±31)、(265±21)mg/kg(干重),对As具有较强富集能力;对于8种湿生和挺水植物,北部采样点的喜旱莲子草、田栖稗、细叶小苦荬和长芒稗对As,长芒稗、细叶小苦荬、圆果雀稗、水蓼和风车草对Cd,海芋和圆果雀稗对Zn的富集系数(植物地上部重金属含量与底泥中该元素含量的比值)以及圆果雀稗对Cd和Zn转移系数(植物地上部重金属含量与根中该元素含量的比值)均大于1。聚类分析结果表明,金鱼藻、黑藻、八药水筛、小眼子菜、穗状狐尾藻5种水生植物同时对As、Zn、Cu、Cd、Pb具有较强的吸收和富集能力,在重金属复合污染水体修复中具有较大潜力。     

香根草对土壤中几种重金属离子富集能力的比较研究

用组织培养的香根草无菌苗作为试验材料,进行香根草对Cd、Cr、Pb和Ni四种重金属离子的富集能力比较试验,分别测定了香根草体内的重金属含量、香根草与重金属元素的相关性、香根草对重金属的富集系数和根系滞留率.结果表明：香根草对四种重金属离子都具有较高的富集能力.其中,香根草植物体中元素总含量表现为Ni＞Cr＞Pb＞Cd,在茎叶和根中的分含量,均表现为根＞茎叶;香根草与重金属元素的关系中,Cd的相关性最显著;富集系数与重金属浓度呈负相关,以Ni最为明显;从滞留率的角度来看,以Cr在香根草根系的滞留率最大,但对同一种重金属来说,随浓度的变化,香根草根系对它的滞留率却几乎是恒定的.     

重金属复合污染对小麦种子根活力的影响

应用二次回归旋转设计法,以小麦种子为材料,研究了水培条件下重金属复合污染对其根生长及活力的影响;借助回归分析建立了相应的数学模型,分析了Cu、Zn、Cd和Pb4种重金属对根活力的毒性、两两重金属问的联合作用以及各重金属的边际毒性效应．结果表明重金属对根活力的影响顺序为Pb＞Cu＞Cd＞Zn;Cu与Cd、Cu与Zn、Zn与Cd以及Cd与Pb元素间的互作效应显著;在0-20mg.L^-1浓度范围内,Cu和zn两元素在最小浓度时的边际效应值最大,Cd和Pb两元素的边际效应最大值却出现在最高浓度处．     

金属矿区芒草种群对重金属的积累及其与土壤特性的关系

通过分析大型综合金属矿区中经历不同污染强度与污染时间胁迫的芒草（Miscanthus sinensis）种群对4种主要重金属的积累状况,初步揭示芒草对这些重金属的积累特性与土壤重金属含量的关系。结果表明,1芒草根茎叶对4种重金属的的积累顺序为：根〉叶〉茎;2芒草对Cd、Pb的积累量与土壤中这两种重金属含量之间存在显著（P〈0．05）正相关关系;对Cu、Zn的积累量与土壤含量之间无显著相关,主要是因为土壤最高Cu与Zn含量已超过芒草对这两种元素积累所需的最大量,成为对芒草构成胁迫的主要因子。在该矿区的酸性条件下,芒草对Pb、Zn、Cu3种重金属的吸收率随pH值升高而升高,pH接近的样地,芒草的吸收率主要受土壤重金属含量的影响。结合各种群对四种重金属的积累状况判断,强度胁迫下的种群可能已发生耐性分化,从而产生较其它种群更强的耐重金属特性。总体上芒草是一种多重金属耐性植物,对这四种重金属的耐性顺序是：Cd〈Cu〈Zn-Pb。     

矿区废弃地先锋植物齿果酸模在Pb、Zn污染下抗氧化酶系统的变化

作为云南矿区废弃地常见的先锋植物,齿果酸模(Rumex dentatus)已形成对重金属污染的耐性生态型,是理想的逆境生态学研究实验材料.为进一步揭示不同抗氧化酶在先锋植物幼苗早期抗逆境的耐性机理中的作用,采集了来自云南兰坪铅锌矿废弃地的齿果酸模,观察其幼苗多种抗氧化酶在实验室模拟的重金属Pb与Zn单一污染条件下(浓度分别为0,1,5,10,50,100,200 mg/kg)的变化特征.结果表明:随着Pb与Zn单一污染浓度的增加,(1)MDA含量持续上升,与对照相比,在200 mg/kg Pb或Zn单一污染下,MDA分别显著上升了427%和330%;而(2)SOD,POD与CAT三者活性变化特征则各有不同.其中SOD活性呈现先升后降的趋势,POD活性则持续上升;而CAT活性很低,在Zn污染下未检测出,Pb污染下其变化无显著规律.相关性分析结果表明,Pb与Zn单一污染导致先锋植物齿果酸模幼苗产生膜脂过氧化,而抗氧化酶系统在抵御这种不良影响的耐性机制中发挥了一定的作用,且不同酶发挥的效用不同,其中POD发挥了主要作用.     

黔西北铅锌矿区植物群落分布及其对重金属的迁移特征

重金属耐性植物和超富集植物的筛选、鉴定和驯化是植物修复技术研究与发展的关键。以黔西北4个不同恢复年限的铅锌矿为研究对象,通过群落生态调查利用聚类分析方法筛选出研究区域中重金属耐性植物优势种,并分析其对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的迁移富集能力。结果表明:4个矿区共发现高等植物22种,分属13科21属,筛选出9种重金属耐性植物优势种,其中转运系数大于1的植物有:黄花蒿(Cu)、珠光香青(Zn)、大叶醉鱼草(Zn/Pb/Cd)、野艾蒿(Cu/Zn/Pb/Cd);没有富集系数大于1的植物。其中大叶醉鱼草具有耐贫瘠、耐旱、生物量大等优势,可将其作为典型的重金属耐性先锋植物,用于矿区废弃地的植物修复。     

重金属胁迫对毛竹种子萌发及其富集效应的影响

以毛竹种子为供试材料,研究4种重金属(Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+)胁迫对毛竹种子萌发的影响,并考察重金属在毛竹幼苗各组织部分的富集情况。结果表明:(1)Pb2+和Cd2+对毛竹种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数有抑制作用,低浓度下Cu2+和Zn2+对毛竹种子的发芽势、发芽率、发芽指数等指标有促进作用,高浓度则显著抑制;当浓度达到1600μmol/L时Cd2+对种子萌发的抑制效果明显强于其他3种元素;(2)选取根尖数、根表面积、根体积、根系总长4个根系形态指标发现,低浓度处理下Pb2+、Zn2+对根系生长有促进作用,而Cu2+和Cd2+起到明显的抑制作用;(3)处理10d后,种子萌发幼苗地上部对Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+的含量最高可达6810.51、1387.77、951.77、429.33 mg/kg,转移系数Zn2+Cd2+Pb2+Cu2+。综上,系统揭示了毛竹种子在重金属胁迫下的萌发和富集情况,为今后的土培、大田试验提供了有益的参考,也为将毛竹作为植物修复材料加以研究开启了新的研究视角,具有重要的研究价值。     

二球悬铃木不同器官对空气中Cu、Ni、Pb和Zn的累积作用

以交通繁忙区(污染点)和相对清洁区(对照点)道路两侧的二球悬铃木〔Platanus acerifolia ( Ait.) Willd.〕为研究对象,测定了不同器官(包括主干、老树皮、2年生枝条、1年生枝条、腋芽、叶片和果实)中Cu、Ni、Pb和Zn的含量,并对污染点二球悬铃木各器官中4种重金属元素的累积量和污染指数及二者的分布比例进行分析。结果表明：二球悬铃木体内重金属元素的含量因样点、器官及元素的不同而呈现不同的变化规律,污染点4种重金属元素的累积量及其分布比例、污染指数及其分布比例则因器官和元素的不同而有明显差异。总体上看,污染点各器官的Cu、Ni、Pb和Zn的含量均高于对照点且差异显著(P<0.05);4种重金属元素相比较,均以Zn含量最高,Cu含量次之,而Ni和Pb含量则较低;在不同器官中同一重金属元素的含量也有明显差异,其中,Cu、Ni和Zn含量均在腋芽中最高,Pb含量在2年生枝条中最高。4种重金属元素的累积量及其分布比例均在叶片中最高,在老树皮中次之,在1年生枝条、2年生枝条和腋芽中均较低;而4种重金属元素的污染指数及其分布比例则在老树皮中最高,在叶片中次之。研究结果显示：二球悬铃木各器官对空气中的重金属元素均有一定的吸滞能力,并且叶片和老树皮的吸滞能力明显优于其他器官。     

深圳市不同功能区土壤表层重金属污染及其综合生态风险评价

在综合考虑深圳市城市功能区分异特征的基础上,进行全市表层土壤系统采样,全面监测土壤表层8种重金属元素污染状况,分析不同重金属元素含量的统计学特征,探讨不同城市功能区对土壤表层重金属污染的影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属元素和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种方法的全市重金属污染生态风险分区。结果表明: 1)深圳市土壤表层的Mn、Ni、Cr和Pb 4种元素受人为活动的影响程度较低,Cd、Zn、Cu和As 4类元素受人为活动影响较大。地表环境约束因素背景下的高强度城市化和工业化过程,是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素。2)深圳市土壤重金属污染风险较高的重金属元素为Cd、Zn、Cu和Pb,特别是Pb污染问题尤为突出,必须加强管控工作。深圳市总体土壤表层重金属污染风险水平高于国内相关城市,需要引起足够重视。3)内梅罗指数法和潜在生态危害指数法的侧重点不同,在单一重金属元素风险判断、不同城市功能区生态风险的总体评价,以及市域土壤重金属污染生态风险分级评价方面结果差异较大,组合使用效果更好。     

乐安河—鄱阳湖湿地植物群落特征及其优势植物对重金属Cu、Pb、Cd的富集

选择乐安河—鄱阳湖湿地典型植物群落,采用重要值方法评价各样点植物群落特征并筛选出典型优势植物,通过室内理化测试分析不同生境中优势植物植株及其根区土壤中重金属Cu、Pb、Cd的含量;采用生物富集系数(BCF)方法评价不同优势植物对重金属Cu、Pb、Cd的富集特性。结果表明:研究区湿地植物以草本为主,在各样点共发现124种物种,包括蕨类植物2科2属2种,种子植物40科97属122种,并从中筛选出羊蹄、红蓼、鼠曲草、紫云英、苎麻等5种富集能力较强的优势植物;植物根区土壤中的Cu、Cd含量均超过土壤环境质量三级标准,而且Cu、Cd的最高含量分别为824.03、5.03 mg·kg-1;不同优势植物对Cu、Pb、Cd等3种重金属元素中的1种或2种表现出较强的富集能力,其中优势物种红蓼对Cu具有较强的富集能力,含Cu量最高为148.80 mg·kg-1,另一种优势物种鼠曲草对三种元素的生物富集系数均较高,且对Cd的最高富集含量为15.17 mg·kg-1,对Cd的生物富集系数最高值为19.14,高于其他植物10倍以上,鼠曲草对重金属Cd具有富集植物的基本特征,且对Cu和Cd具有共富集特征并具有较高的耐性,紫云英、羊蹄等对Cd的富集能力也较强。上述5种优势植物种群对鄱阳湖湿地Cu、Pb、Cd等重金属污染物的生态修复具有一定参考价值,可作为鄱阳湖湿地重金属污染修复植物的选择对象。     

防城港临时性海洋倾倒区沉积物重金属污染现状及其生态风险评价

对防城港临时性海洋倾倒区表层沉积物重金属的含量和分布进行了对比分析,并采用污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对其重金属的污染特征及潜在生态风险程度进行了评价。结果表明,倾倒区沉积物Hg、Pb、As和Zn的含量显著性升高;总体污染程度为中等污染,各重金属元素的污染程度由高到低排序依次为As(3.59)>Hg(2.19)>Pb(1.42)>Zn(1.20)>Cu(1.05)>Cd(0.91),其中As是主要污染因子;该海域表层沉积物重金属总体潜在生态风险程度为中等,各重金属元素的潜在生态风险程度由高到低排序依次为Hg(87.74)>As(35.89)>Cd(27.27)>Pb(7.08)>Cu(5.23)>Zn(1.20),其中Hg为主要潜在生态风险因子。