人类扰动对重金属元素的生物地球化学过程的影响与修复研究进展

重金属元素在自然界中主要分布于岩石和土壤当中,通过生物地球化学循环进入其他圈层。工业革命以后,矿物开采、冶炼、农业等传统人类活动和电子产业、交通运输等现代人类活动的不断发展,增加了岩层中重金属元素进入环境的总量,还改变了它们在不同环境介质中的迁移速率、方向、形态和生物毒性,进而增加危害人类健康的风险。只有充分了解人类扰动下重金属元素生物地球化学循环的新过程和新特征,才能抓住关键环节并且科学地建立高效可行的重金属污染修复方法与技术。总结了人类扰动及其引起的一系列环境变化对几种关键重金属元素生物地球化学循环的影响,综述分析表明由于人类扰动增加重金属源头释放并加速其在水中迁移速率,日后的修复工作应该着重于矿山、电子垃圾场等特殊区域的修复和监管并利用多种修复方式联用遏制重金属在水体中的快速迁移,这为重金属污染修复技术的研究提供导向和依据。     

治理重金属污染河流底泥的生物淋滤技术

治理重金属污染河流底泥的生物技术是指利用生物体来消除或降低重金属毒性的方法,包括微生物修复、植物修复和植物.微生物联合修复,具有成本低、去除效率高、脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注.本文介绍了近10年来生物技术在治理重金属污染河流底泥方面的研究成果,着重介绍了日益受关注的生物淋滤技术,从微生物学、分子生物学和生物表面活性剂等方面的发展作了详细描述,展望了生物修复在河流底泥重金属污染应用中的前景.     

硅藻重金属污染生态学研究进展

硅藻是水生生态系统健康的指示生物之一,对环境变化极为敏感,某些典型硅藻已应用于指示水体重金属污染.本文围绕地表水重金属污染,从毒性效应、生物吸附和累积、生态适应机制及生物指示与生态修复作用等方面,综述了硅藻重金属污染生态学研究进展,阐述重金属污染下硅藻的生长趋势和硅壳形态的变化,硅藻对重金属生物吸附和生物累积的差别,硅藻对重金属的表面络合和离子交换等生态适应机制,以及硅藻对水体重金属污染的指示作用和生态修复作用,为水生生态系统的重金属污染防治与预警技术提供科学依据.     

乳酸菌对重金属污染的生物修复作用

乳酸菌具有吸附及积累重金属离子的特性,且乳酸菌对重金属污染的生物修复作用的安全性较高。本研究综述了乳酸菌修复重金属污染的机制,及乳酸菌生物修复重金属污染水体、农产品及生物体的研究现状,为重金属污染的修复提供新思路。乳酸菌作为自然环境中普遍存在的一种安全且可食用微生物,其在生物修复重金属污染方面将发挥其独有的优势。     

大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望

大型真菌是生物圈中重要的组成部分和生态资源,在自然界物质循环和维持生态平衡中发挥着非常重要的作用.本文从环境重金属污染对大型真菌的生态毒性效应、大型真菌对重金属的生物富集作用、大型真菌对重金属污染的生态适应机制、大型真菌对重金属污染的指示和生态修复作用等方面,较为全面地总结、评述了大型真菌重金属污染生态学的研究进展.随着重金属污染的加剧,加强研究大型真菌重金属污染生态学,对于大型真菌资源的合理利用和污染环境的生态修复具有重要的现实意义.     

矿质元素互作及重金属污染的研究进展

随着工农业的发展,重金属污染问题在我国越来越严重。矿质元素互作的研究是理解重金属植物体内迁移规律,解决矿质营养利用和重金属污染治理的矛盾以及重金属复合污染问题的必然要求。本文从几个与重金属关系密切的矿质元素入手,并结合离子组学的发展,简要介绍了矿质元素与重金属的互作方面的主要进展,并对解决重金属污染和重金属复合污染问题进行了探讨。     

重金属污染对鸟类的影响

鸟类属于高等脊椎动物，是食物链中的高级消费者，由于生物富集作用，鸟类容易受到环境中污染物质的影响。鸟类羽毛和卵壳中的重金属浓度可以反映其所处环境中重金属的污染状况，因此可以用鸟类作为指示生物来监测环境中的重金属污染。对重金属污染的来源和特征进行了介绍，阐述了重金属污染对环境安全构成威胁的原因，分析了汞、铅、镉、砷、铜等几种重金属元素在鸟体内富集的特点及其对鸟类的危害。重金属污染物在不同生物体内的浓度存在差异，反映出它们通过食物链的生物富集和放大，对环境和鸟类的毒害作用有所增加。建议选择野生鹭类、麻雀和喜鹊等鸟类作为指示生物监测环境中的重金属污染。     

解磷微生物修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染问题日益严重,具有普遍性、隐蔽性、表聚性、不可逆性等特点,已经成为环境污染治理中的热点、难点问题。解磷微生物能够依靠自身的代谢产物或通过与其他生物的协同作用,将土壤中的难溶性磷转化为可供植物吸收利用的磷,具有多重植物促生长功能和重金属解毒能力,可在重金属毒害水平下,促进植物生长、提高植物抗病能力、克服重金属对植物生长的不利影响,从而增强重金属修复植物的生存竞争力。从解磷微生物的研究现状入手,介绍了解磷微生物对土壤重金属污染的修复能力,综述了解磷微生物对土壤重金属污染修复的作用机制,分析了目前解磷微生物在重金属修复过程中存在的问题,并提出了今后研究的方向,为重金属污染土壤的修复提供了新思路。     

土壤重金属生物毒性研究进展

世界范围内土壤重金属污染不断加重,由污染所带来的问题以及如何治理污染已经受到人们越来越多的关注.土壤重金属将对土壤生物产生影响,而土壤生物在重金属的胁迫下也会产生不同的响应.综述了国内外近年来土壤重金属生物毒性的研究进展,介绍了土壤重金属污染对陆地生态系统中植物、动物和微生物生长的影响;土壤重金属生物毒性的影响因素;土壤重金属生物毒性的研究方法;土壤重金属生物毒性的预测模型,最后提出了问题和展望.     

污染生态化学:现状与展望

随着生态学和环境化学的发展和交叉,形成了一门新的学科－污染生态化学。目前,它的主要研究内容包括化学污染物的迁移转化及其微观生态化学过程、化学污染的生态效应与毒理及生态风险评价、全球变化的生态化学、生态系统中化学污染物的分析与监测和污染控制生态化学等５个方面。在知识创新的科学目标指导下,污染生态化学今后的工作必须加强从理论上进行突破,在对基础研究进行深入的同时,应该特别注意开展一些应用研究,从而实现     

合成生物学改造微生物及生物被膜用于重金属污染检测与修复

随着工业化进程不断加快,重金属污染日益加剧,尤其是水体的重金属污染,已严重威胁人类健康,迫切需要进行有效的污染修复。相比传统物理和化学修复,生物修复具有绿色环保和可持续性的特点。因为微生物生长繁殖迅速、生物被膜具有动态可调节和环境适应性好等特点,使其能更好耐受胁迫环境,在环境修复中有重要作用。合成生物学改造微生物及生物被膜用于环境污染生物修复近年兴起,成为未来重要的发展方向。主要概述了重金属污染的微生物修复机理和方法,结合可编程微生物被膜的最新研究成果,重点介绍了合成生物学改造微生物及生物被膜的分类与功能应用,以及在重金属铅、汞和镉等污染修复中的研究进展,讨论了重金属污染生物修复的发展方向。     

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。     

植物根系分泌物在污染及沙化土壤修复中的应用现状与前景

近年来重金属污染等生态环境问题日益受到重视,而物理、化学修复方法存在的诸如成本高、二次污染等问题,使得利用植物、微生物等进行联合治理成为环境修复的重要手段。植物根系分泌物作为植物与土壤进行营养和信息交流的重要媒介,不但对植物的生长具有重要作用,其在污染及沙化土壤修复中作用的研究也得以广泛开展。本文对根系分泌物的组成、分泌机制进行了阐述,并对其在植物吸收重金属、化感作用、植物根系与根际微生物互作、改变土壤理化性质等过程中的作用及机理进行了总结。此外,本文还对利用根系分泌物和根际微生物在生态环境治理中的应用现状、面临的难题及未来的发展等进行了讨论。希望本文可为基于植物与微生物进行的环境修复技术的实际应用提供理论支撑。     

分子生态学研究进展

介绍了这个新学科的基本内容,其特征是ＤＮＡ标记的应用。结合我国最近几年动植物自然种群的分子研究,介绍国际分子生态学各个领域的进展：①分子生态学的技术;②分子种群生物学;③分子环境遗传学;④分子适应。实验结果显示：只要方法灵敏,ＤＮＡ具有最高水平的多样性。即使是原先认为遗传变异很少的大熊猫和野生大豆,使用灵敏的方法,也能证实生物个体遗传组成的唯一性。种群内ＤＮＡ的高度多态性,不同景观生态类型种群之间低水平遗传分化,说明自然种群绝大多数多态ＤＮＡ位点是中性、近中性突变。至今没有发现盐渍条件下植物个体耐盐性水平与多态ＤＮＡ有相关性,更证实这一点。发现少数多态ＤＮＡ位点与形态分化有关或呈明显的地理梯度,暗示其适应意义。自然种群这两种生态学功能不同的多态ＤＮＡ的存在,说明有必要重新讨论遗传多样性研究和保存中的取样策略。分子遗传研究也指导生态系统和物种的保育。文章最后从分子生物学的方法论和已经阐明的生态过程的众多分子信息提出分子生态学的新思路。建议分解生态系统,找出一个或少数物种和环境构成生态系统的基本功能单位,研究所涉及的基因及基因对基因的相互作用。进一步提议首先分析最简单的生态系统里发生的专一过程的分子细节。     

内生菌协同宿主植物修复土壤复合污染的研究进展

土壤复合污染日益严重,危及植物生长及人类发展,寻找修复土壤复合污染的有效方法已经成为环境领域的优先事项。复合污染指同一环境中存在两种或两种以上的污染物,分为复合重金属污染、复合有机污染物污染及重金属-有机污染物复合污染。近些年发现内生菌能定殖在植物中,并且被感染的植物不会引起任何外在病症,其主要通过促进宿主植物生长,改变植物摄取污染物能力和酶促降解污染物等方法增强植物修复能力。本文综述了具有复合重金属和复合有机污染抗性的内生菌种类及其作用机制,并展望了内生菌协同宿主植物修复环境中复合污染物的研究方向。     

金属结合蛋白基因及其在清除重金属污染中的应用

一些微生物和植物由于对毒性金属具有独特的抗性机制,使得利用它们来清除日益严重的环境污染已发展成为一种十分有效的技术——生物修复。研究表明,不同的金属结合蛋白（如MT 和PC）,在生物忍耐和降解过量重金属毒性机制中起重要作用。愈来愈多的MT 和PC基因被克隆,并已成功地应用于生物遗传转化,这些转基因生物在清除重金属污染方面已显示出潜在的应用价值。 Abstract:Heavy metal pollution has become a global environmental hazard.The use of microorganisms and plants for the decontamination of heavy metals is recognized as a low lost and high efficiency method for cleaning up metal contamination.It shows that various metal-binding proteins such as metallothioneins (MTs) or phytochelatines (PCs) play an important role in defense systems and detoxification to heavy metals in organisms.Many genes of MTs and PCs have been cloned and utilized successfully in genetically modified bacteria and plants for increasing remediation capacity.These transgenic organisms have been displayed a great potential in bioremediation and phytoremediation of heavy metals.     

高等植物重金属耐性与超积累特性及其分子机理研究

由于重金属污染日益严重, 重金属在土壤_植物系统中的行为引起了人们的高度重视。高等植物对重金 属的耐性与积累性, 已经成为污染生态学研究的热点。近年来, 由于分子生态学等学科的发展, 有关植物对重金属的解毒和耐性机理、重金属离子富集机制的研究取得了较大进展。高等植物对重金属的耐性和积累在种间和基因型之间存在很大差异。根系是重金 属等土壤污染物进入植物的门户。根系分泌物改变重金属的生物有效性和毒性, 并在植物吸收重金属的过程中发挥重要作用。土壤中的大部分重金属离子都是通过金属转运蛋白进入根细胞, 并在植物体内进一步转运至液泡贮存。在重金属胁迫条件下植物螯合肽 (PC) 的合成是植物对胁迫的一种适应性反应。耐性基因型合成较多的PC, 谷胱甘肽 (GSH) 是合成PC的前体, 重金属与PC螯合并转移至液泡中贮存, 从而达到解毒效果。金属硫蛋白 (MTs) 与PC一样, 可以与重金属离子螯合, 从而降低重金属离子的毒性。该文从分子水平上论述了根系分泌物、金属转运蛋白、MTs、PC、GSH在重金属耐性及超积累性中的作用, 评述了近 10年来这方面的研究进展, 并在此基础上提出存在的问题和今后研究的重点。