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。     

铅锌矿区土壤和植物重金属污染调查分析

对有色金属矿区土壤和植物重金属污染状况调查结果表明,由于遭受尾矿砂及矿毒水污染,矿区土壤极端贫瘠,土壤中Pb、Cd、Zn和Cu含量分别达764.74、4.10、372.75和95.57 mg.kg-1,重金属污染较为严重。在矿区周边有9种优势植物能够在污染土壤上定居,对Cu、Cd、Pb和Zn 4种重金属元素均有不同程度的积累,积累量均未达到超累积植物所规定的临界含量。其中的野菊花〔Dendranthema indicum(L.)Des Mou l.〕、旋鳞莎草〔Cyperusm ichelianus(L.)L ink〕、五节芒〔M iscanthus floridulus(Lab ill.)W arb.ex Schum.et Laut.〕3种植物地上部生物量较大且对某些重金属向地上部转运能力较强,对重金属污染土壤有一定的修复潜力。     

几种花卉植物对污泥中铅的富集特征

土地利用是资源化利用城市污水厂污泥的有效途径。为了解污泥中重金属污染物在土壤、植物之间的迁移富集规律,选用8种园林用植物进行污泥混配土种植实验。结果表明,植物对污泥混配土土壤中铅的富集能力,以及铅在植物中各器官的富集系数均不同,且不同种类植物差别较大。植物根部对铅有较强的富集能力,其次是叶和茎。菊花对铅的富集能力较强。植物对土壤中铅的富集能力也受土壤铅含量和赋存形态影响。     

黄河口盐地碱蓬湿地土壤-植物系统重金属污染评价

以黄河口盐地碱蓬湿地为例,评价了淹水和非淹水区湿地表层土壤As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征,分析了不同积水深度和土壤理化性质对研究区土壤重金属含量的影响.研究结果表明,与土壤或沉积物质量标准相比,黄河口盐地碱蓬湿地土壤受As和Cd污染最严重,而其它重金属污染较轻;非淹水土壤Cd、Cr和Zn含量高于淹水湿地,而As、Cu和Pb则较低;而且淹水土壤As含量随积水深度增加而呈下降趋势,但积水深度对其他重金属含量的影响不明显.相关性分析结果表明,按照受土壤关键影响因子的不同重金属(除As外)可以分为两类:第一类为Cd、Cr和Zn,这些重金属含量受土壤pH值和盐分影响较大,且相互间存在显著正相关关系,表明它们可能有相同的来源;第二类为Pb和Cu,它们受土壤pH值、盐分和有机质的影响,且Pb和Cu之间存在显著正相关关系.除Cr、Cu和Zn外,重金属在盐地碱蓬的根系内一般不发生显著富集,但绝大多数重金属都表现出地上部分的含量比根系更高的现象.     

粤北某矿区横石河流域耕作土壤剖面重金属空间分布及生态风险评价

通过对粤北某矿尾矿库下游农耕区土壤剖面重金属含量及其理化性质进行分析测试, 探讨农耕区剖面土壤重金属的分布特征及其与理化性质之间的关系, 采用Hakanson 潜在生态风险指数法对剖面土壤污染进行评价。结果显示, 研究区各剖面中Cd 含量的平均值均超过国家二级土壤标准, 最大超标倍数达9.37, Cu、Pb 和Zn 含量的平均值最大超标倍数分别为23.10、2.82 和3.15 倍; 随着与尾矿库距离的增加, 各剖面中重金属含量逐渐降低, Cd、Cu、Pb、Zn 的迁移累积受到土壤理化性质参数的影响; 潜在生态风险评价显示剖面中重金属生态风险程度排序为Cd、Cu、Pb、Zn, 华屋、凉桥和水楼剖面综合潜在生态风险指数达到中度至重度的生态风险。研究结果可为研究区农用地的安全利用及土壤改良提供理论依据。     

商陆对锰污染土壤的修复实验研究

商陆是在中国境内发现的多年生、草本型锰超积累植物。通过室内土培试验,评价商陆对土壤中锰的去除潜力,确定最佳收获时间,以期达到最佳的重金属污染土壤植物修复效果。结果表明:商陆能将土壤中的锰转运到地上部位,叶片中Mn含量最高,平均值为17 043 mg/kg DW,远远大于茎和根的锰含量均值;单株的平均富集量在浓度为500 mg/kg DW时达最高,一棵商陆可富集平均13 mg的Mn;动态修复中确定的最佳收获时间为60 d,不同时间收获的商陆地下部分生物量差异不明显(P0.05),地上部分则差异较大。连续收获不改变其锰生物富集能力。这表明商陆对锰有较强的富集能力,是一种优良的修复锰污染土壤的物种,对土壤重金属污染的治理及植物修复领域数据库的完善具有重要意义。     

鸟粪对同里湿地公园土壤重金属及其形态的影响

为了解鸟粪对同里湿地公园土壤重金属全量及形态转化的影响,测定了公园内有鸟粪土壤、无鸟粪土壤、鸟粪沉积物的理化性质,Co、Cr、Cu、Ni、Zn全量及其形态分布,并进行统计分析。结果显示:同里湿地公园土壤及沉积物p H值平均含量达4.5,N、C、H、S和TP平均含量分别达到3.69、38.07、10.97、0.52、1.43g/kg,有鸟粪土壤中N、C、H和S含量显著高于无鸟粪土壤。Cu、Zn、Co平均含量呈现出鸟粪沉积物有鸟粪土壤无鸟粪土壤;Cr的平均含量表现为鸟粪沉积物无鸟粪土壤有鸟粪土壤;Ni呈现出有鸟粪土壤鸟粪沉积物无鸟粪土壤。总体上,鸟粪的进入增加了土壤Cu、Zn、Co、Ni含量。因此应及时清理土壤上覆鸟粪,降低对当地重金属污染风险。相对于无鸟粪土壤中不同重金属形态的分布,有鸟粪土壤中Co、Cr、Cu、Zn的活性态占全量的百分比均略有下降,非活性态呈上升趋势。鸟粪的加入,虽然会在一定程度上降低活性态重金属占总量的比例,但因总量和活性态含量均上升,向植物系统的迁移量会呈现增加趋势,因此对鸟粪施肥再利用应慎重。     

南京市14种绿化树种对空气中重金属的累积能力

分析了南京化工厂（污染区）和江苏省林科院（对照区）不同绿化树种叶片重金属元素（Pb、Cd和Cu）的含量,揭示了14种绿化树种对3种重金属污染物的累积能力。结果表明,城市绿化树种对大气重金属污染物具有一定的吸收净化能力,并依重金属和树种的不同具有明显差异;同种植物对不同重金属的累积量也有很大差别,其中对Cu的累积量最高;采样区植物叶片重金属含量明显高于对照区;对Pb累积量高的树种有：杨树、广玉兰、女贞和紫叶李; Cd累积量高的树种为杨树;Cu累积量高的树种为构树;累积3种重金属综合能力最强的树种有杨树、构树、雪松、广玉兰、悬铃木、栾树。     

垃圾填埋场渗滤液灌溉对土壤理化特征和草本花卉生长的影响

以草本花卉植物一串红和石竹为材料,通过盆栽试验研究了不同浓度垃圾渗滤液灌溉对土壤理化性质及生物学性质、植物生长、氮磷和重金属吸收的影响。渗滤液灌溉提高了土壤有机质、氮含量和电导率,其中,黄壤盐分积累速度大于紫色土,而对土壤磷和重金属含量的影响不明显,土壤脲酶活性随渗滤液浓度的提高呈先升高后降低趋势,紫色土和黄壤在渗滤液灌溉浓度分别为60%和40%时脲酶活性最强;随渗滤液浓度提高紫色土过氧化氢酶活性略为上升,黄壤过氧化氢酶活性降低。渗滤液灌溉使两种花卉根系生长受到抑制,但对植物地上部的生长发育存在低浓度促进高浓度抑制的双重作用。渗滤液灌溉可提高两种植物地上部的氮含量,对一串红磷含量影响不明显,使石竹磷含量降低,对Cu、Zn含量的影响因土壤和植物的不同而异,但高浓度渗滤液灌溉使两种植物Pb、Cr和Cd含量均提高。结果表明,适当浓度渗滤液灌溉具有改善土壤肥力,促进植物地上部生长发育的作用,渗滤液灌溉不会引起土壤和植物体内重金属过量积累,土壤氮过量积累导致的氮磷营养失调和盐分过度积累是高浓度渗滤液抑制植物生长的重要原因。从土壤性质变化和植物生长反应看,渗滤液灌溉浓度以20%—40%为佳。     

广西某污染区金属元素在土壤-植物系统中的迁移规律

重金属镉（Cd）是一种毒性极强并广泛存在于环境中的有害元素。土壤中的Cd极易被植物吸收并通过食物链对普通人群的健康造成危害。由于Cd在土壤．植物系统的迁移及对人类健康的影响与某些金属元素之间存在着相互作用,研究这些元素对Cd在食物链中迁移及在人体内富集的影响机制成为Cd研究的热点。本研究对广西某污染区的菜田进行了调查,结果表明：污染区蔬菜的Cd、Ca、Cu、Fe、Pb、Zn的浓度明显高于非污染区;不同的蔬菜品种对重金属元素Cd、Cu、Pb、Zn的迁移和积累能力存在着较大差异,不同金属元素的迁移能力依次为Cd〉Zn〉Cu〉Pb;Cd在土壤-植物中的迁移受共存元素的影响。     

北京东郊作物土壤系统中重金属的迁移、分布、积累

 本文研究了北京东郊污灌区重金属在作物—土壤中的迁移、分布、积累规律,证实本区蔬菜中汞含量比粮食作物约大3—15倍,比水果约大6—200倍。麦粒、糙米中的Cu、Hg、Cd、Pb、Ni的含量与土壤含量相关性不显著。架豆中重金属含量与土壤中重金属含量的相关性,只有Zn,Pb达显著水平。白菜土有机质含量与重金属含量相关性达显著水平,而白菜的重金属含量与土壤的重金属含量相关性却不显著。说明除了土壤中重金属的总量外,有效态含量的多少,是影响本区作物吸收积累重金属的主要因素。 本区施污泥的土壤和生长的作物Cd／Zn大部小于1%、盆栽试验证明：施用本区污泥污水对水稻生长发育的影响比施污泥灌清水的影响大些,因此,施用含重金属污泥时,最好不要超过5000斤／亩。大田和室内模拟试验证明：重金属从土壤中迁移到植物,由植物带走输出的量极少,其中以带走输出的Hg、Cd,As相对较多,带走输出的Pb、Cr相对的少些。     

水稻中重金属的含量及其富集因素的探讨

采集我国12种土壤,进行盆栽水稻试验,结果表明:不同土壤上盆栽水稻糙米中镉、铜、锌、镍和铬的平均含量分别为0.035ppm、4.82ppm、23.45ppm、1.09ppm和0.102ppm,铅在糙米中未检出。 按自然地带划分,不同土壤上生长的糙米中6种元素除铬外,均以热带、亚热带湿润地区含量高。 不同土壤投加6种元素后种植水稻,以有机质含量高,pH适中的土壤上水稻生长较好,但各类土壤上生长的水稻均表现出受害症状。重金属在糙米中的累积随土壤pH升高而降低,随土壤有机质含量增高而减少。与土壤中<0.01毫米和<0.005毫米粒径含量呈负相关。     

重金属在食用菌中的富集及对其生长代谢的影响

本文报导食用菌对重金属的吸收积累性能及重金属对食用菌生长代谢的影响。从供试的香菇、凤尾菇、金针菇及木耳等食用菌研究表明:对Hg、Pb、As、Ni、Cd、Cu、Zn等重金属均有不同程度的富集作用,其中对Hg的富集是极显著的,但对Pb则不明显。从福建省食用菌生产点采样测定结果看,子实体中的重金属含量均不超标。上述重金属对食用菌生长均有不同程度的不良影响,尤其以Hg和As为突出。对产量影响的顺序以香菇最大、凤尾菇次之、金针菇较弱。重金属在一定范围内对香菇抗坏血酸氧化酶活性有激活作用,对纤维素酶有抑制作用。     

三峡水库蓄水后铜鱼和圆口铜鱼肌肉和肝脏中重金属水平

为了解三峡水库蓄水后鱼体重金属富集现状及其潜在的生态风险和食品安全, 测定了三峡水库上、中、下游不同年龄组铜鱼(Coreius heterodon)和圆口铜鱼(C. guichenoti)肌肉和肝脏中重金属含量。利用等离子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、原子荧光光谱法检测样品中Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Hg、As 等 7种重金属含量。结果表明: 7 种重金属在铜鱼和圆口铜鱼体内的含量水平基本一致, 重金属在铜鱼和圆口铜鱼肌肉中含量大小均为Zn Cu Cr Hg AsPb Cd, 在铜鱼肝脏中含量大小为Zn Cu Pb Cd Cr As Hg, 而在圆口铜鱼肝脏中含量大小为Zn Cu Pb Cr Cd Hg As。铜鱼和圆口铜鱼肝脏中重金属含量显著高于肌肉(P0.05)。两种鱼类间大部分重金属在库区上、中、下游无显著差异(P 0.05)。铜鱼和圆口铜鱼肌肉(可食用部分)中7 种重金属含量均未超过国家食品安全卫生标准, 属于安全食用范围;肝脏中除Cd 和Pb 外的其他元素含量均未超过国家标准。相关结果反映了三峡水库175 m 蓄水后底栖土著经济鱼类重金属的污染状况, 对了解该地区水产品质量安全状况及水产品安全评价提供了参考依据。       

VETIVER GRASS,VETIVERIA ZIZANIOIDES: A CHOICE PLANT FOR PHYTOREMEDIATION OF HEAVY METALS AND ORGANIC WASTES

Glasshouse and field studies showed that Vetiver grass can produce high biomass (>100t/tha^?1 year^?1) and highly tolerate extreme climatic variation such as prolonged drought, flood, submergence and temperatures (?15°–55°C), soils high in acidity and alkalinity (pH 3.3–9.5), high levels of Al (85% saturation percentage), Mn (578 mg kg^?1), soil salinity (ECse 47.5 dS m^?1), sodicity (ESP 48%), and a wide range of heavy metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, and Zn). Vetiver can accumulate heavy metals, particularly lead (shoot 0.4% and root 1%) and zinc (shoot and root 1%). The majority of heavy metals are accumulated in roots thus suitable for phytostabilization, and for phytoextraction with addition of chelating agents. Vetiver can also absorb and promote biodegradation of organic wastes (2,4,6-trinitroluene, phenol, ethidium bromide, benzo[a]pyrene, atrazine). Although Vetiver is not as effective as some other species in heavy metal accumulation, very few plants in the literature have a wide range of tolerance to extremely adverse conditions of climate and growing medium (soil, sand, and tailings) combined into one plant as vetiver. All these special characteristics make vetiver a choice plant for phytoremediation of heavy metals and organic wastes.     

南水北调中线总干渠水中重金属含量及风险评价

于2018年5月—2020年6月对南水北调中线总干渠11个采样点表层水中18种重金属的浓度进行周期性采样监测, 并分别利用USEPA推荐的健康风险评价模型和物种敏感性分布(SSD)法评估常见重金属的人体健康风险水平和水生态风险水平。化学分析结果显示, 18种重金属均被普遍检出, 平均浓度大小排序为: Fe>Sr>Ba>Zn>Ti>Ni>Mn>Cu>V>Cr>As>U>Rb>Se>Pb>Bi>Co>Cd, 均未超出《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类水标准和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)限值。健康风险评价结果显示, 南水北调中线总干渠表层水中8种常见重金属(Cr、Cd、As、Cu、Pb、Zn、Ni、Mn)对儿童和成人的总健康风险值处于10–8级别。基于构建的8种常见重金属(As、Ni、Pb、Cr、Zn、Se、Cd、Cu)的SSD曲线, 计算重金属对本土淡水生物5%危害浓度(HC5)和潜在影响比例(PAF), 结果显示, 南水北调中线总干渠水中目标重金属对全体水生生物种群的影响比例小于5%, 但Cu和Zn分别可对8.54%和16.77%的藻类种群造成影响, Cr可对6.44%的甲壳类种群造成影响。上述结果表明, 南水北调中线总干渠水中重金属的当前含量不高, 不会对人体造成潜在健康风险; 以保护95%的生物物种为标准, 个别重金属对总干渠中藻类、甲壳类种群可能具有一定潜在风险, 尚有待进一步关注。     

HEAVY METALS AND MARINE PHYTOPLANKTON: CORRELATION OF TOXICITY AND SULFHYDRYL-BINDING1,2

In a study of sublethal effects of metals on growth of the marine diatom Asterionella japonica Cleve, the relative toxicities of Hg, Cu, Zn, Pb, Cd, and Mn are shown to be correlated (r = 0.961) with the solubility products of the corresponding metal sulfides. The results, together with findings elsewhere, suggest a common action for these heavy metals, with toxicity deriving from metal binding to sulfhydryl-containing compounds in the cell.     

植物对重金属耐性的分子生态机理

植物适应重金属元素胁迫的机制包括阻止和控制重金属的吸收、体内螯合解毒、体内区室化分隔以及代谢平衡等。近年来,随着分子生物学技术在生态学研究中的深入应用,控制这些过程的分子生态机理逐渐被揭示出来。菌根、根系分泌物以及细胞膜是控制重金属进入植物根系细胞的主要生理单元。外生菌根能显著提高寄主植物的重金属耐性,根系分泌物通过改变根际pH、改变金属物质的氧化还原状态和形成络合物等机理减少植物对重金属的吸收。目前,控制菌根和根系分泌物重金属抗性的分子生态机理还不清楚。但细胞膜跨膜转运器已得到深入研究,相关金属离子转运器被鉴定和分离,一些控制基因如铁锌控制运转相关蛋白(ZIP)类、自然抵抗相关巨噬细胞蛋白(Nramp)类、P_1B-type ATPase类基因已被发现和克隆。金属硫蛋白(MTs)、植物螯合素(PCs)、有机酸及氨基酸等是植物体内主要的螯合物质,它们通过螯合作用固定金属离子,降低其生物毒性或改变其移动性。与MTs合成相关的MT-like基因已经被克隆,PCs合成必需的植物螯合素合酶(PCS), 即γ-Glu-Cys二肽转肽酶(γ-ECS) 的编码基因已经被克隆,控制麦根酸合成的氨基酸尼克烟酰胺(NA)在重金属耐性中的作用和分子机理也被揭示出来。ATP 结合转运器(ABC)和阳离子扩散促进器(CDF) 是植物体内两种主要膜转运器,通过它们和其它跨膜方式,重金属被分隔贮藏于液泡内。控制这些蛋白转运器合成的基因也已经被克隆,在植物中的表达证实其与重金属的体内运输和平衡有关。热休克蛋白(HSP)等蛋白类物质的产生是一种重要的体内平衡机制,其分子机理有待进一步研究。重金属耐性植物在这些环节产生了相关响应基因或功能蛋白质,分子克隆和转基因技术又使它们在污染治理上得到了初步的应用。     

论张士污水灌区的重金属环境容量

当前,国内外就环境容量的科学含义、影响机制、定量化及实际应用等方面,开展了一系列研究,西村肇(1977)报道了濑户内海海洋环境的容量计算。美国William(1976)报道用每周灌水量计算污灌区的负苛。北京西郊污灌协作组,利用酚、氰在环境中的自净率提出了酚、氰的区域净化量。北京东南郊污灌协作组,在评价工作中提出了土壤重金属污染容纳量概念。 我们自1971年秋开始从事张士污灌区的环境质量评价工作,体会到对一个受到重金属污染的老污灌区,应用环境容量的概念与计算,以达到控制污染的目的,具有实践意义。     

三峡库区水样中重金属含量及其对斑马鱼胚胎发育的毒性评价

三峡库区水体污染对库区鱼类生存的影响尚不明晰, 因此测试库区水体中污染物含量及其对鱼类早期发育的影响对于库区生态渔业的安全发展具重要意义。研究于三峡库区坝前段典型区域设置3 个采样点,用ICP-MS分析了原水中13 种重金属的含量, 并将斑马鱼胚胎暴露于纤维膜过滤后的水样中, 测试其内分泌及发育毒性效应。结果表明, 三峡库区水样中13 种重金属的浓度均低于地表水环境标准规定的限值, 且3 号采样点重金属浓度普遍比1 号和2 号采样点高。经7d 暴露后, 处理组和对照组中斑马鱼胚胎的孵化率、相对成活率和畸形率(畸形指标包括原肠胚终止、心跳/心率、脊柱畸形、心包囊水肿)均无明显差异;但幼鱼体内生殖相关基因(如 型雌激素受体, 雄激素受体和芳香化酶)、甲状腺相关基因(如甲状腺激素受体、甲状腺激素释放激素、Ⅱ型脱碘酶)和神经发育相关基因(如1 微管蛋白、突触蛋白、生长相关蛋白)的转录水平较之对照组(曝气24h 的自来水)均显著下降。上述结果表明, 三峡库区水体中13 种重金属的含量仍处于较低水平, 且在此污染水平下不会对斑马鱼胚胎发育过程产生显著影响。此外, 污染水体导致的分子水平上的变化是否会引起鱼类生长发育过程中的长期影响尚有待进一步研究。