滇苦菜（Picris divaricata Vant.）对锌的吸收和富集特性

通过野外调查和营养液培养,研究Zn对滇苦菜(Picris divaricata Vant.)生长的影响及其吸收富集Zn的特性.野外调查发现,铅锌矿区土壤Zn全量范围为1724～134973 mg·kg-1,平均为61495 mg·kg-1.滇苦菜地上部Zn含量范围为1214～18339 mg·kg-1,平均为5911 mg·kg-1,且转运系数(S/R)的平均值为2.21,大于1.在营养液培养条件下,当Zn浓度达到80 mg·L-1时,滇苦菜生长开始出现明显的中毒症状,随着Zn处理的增加,植物地上部与根部的生物量呈下降趋势,Zn含量呈上升趋势,且地上部与根部在160 mg·L-1时Zn含量达最高值,分别为12472 mg·kg-1和14026 mg·kg-1,体内Zn富集量也达最高值1518 μg ·株-1,并且整个植株富集的Zn有75%～91%分布在地上部.结果表明滇苦菜具有很强的忍耐、吸收和富集Zn的能力,是我国境内发现的又一种Zn超富集植物.     

利用红麻复垦多金属污染酸化土壤

对大宝山矿区周边酸性多金属污染农田土壤进行了5年的红麻原位种植试验,研究不同改良剂对土壤改良的持效性及其对红麻生长的影响,以探索具重金属耐性的经济作物红麻用于重金属污染土壤大田复垦的可行性和有效性.结果表明:施加改良剂后,红麻能在重金属Pb、Zn、Cu、Cd和As含量分别为1600、440、640、7.6和850 mg·kg-1的土壤上定植.其中,白云石和粉煤灰的改良效果优于石灰石和有机肥.施加白云石或粉煤灰后,红麻地上部产量(干质量)为14～15 t·hm-2,达到一般农田产量水平,且红麻杆和红麻皮中重金属含量显著降低.红麻韧皮纤维(麻皮)含量达到32％ ～38％,韧皮纤维中可萃取重金属含量低于《生态纺织品技术要求》的标准,具有潜在的经济效益.白云石/粉煤灰改良红麻复垦的化学-植物联合修复模式是复垦酸性多金属污染农田土壤的有效措施.     

镍污染对土壤微生物的生态效应

镍是高等植物和某些微生物必需的微量营养元素之一,在它们的生命活动中起着重要作用;但浓度较高时,也是一种极毒元素。大量的研究表明,镍污染土壤中微生物的生长、代谢、群落结构和种群多样性会受到不同程度的影响;微生物在长期受重金属威迫的环境中形成其适应性。利用微生物形成的这种适应机制,采用微生物技术治理重金属污染的土壤是可能的。本文还对镍污染土壤的微生物评价指标体系、土壤环境容量、微生物技术开发和综合治理技术开发等的进一步研究作了展望。     

华南典型树种凋落叶的野外分解和溶解性有机质溶出动态

选用华南亚热带地区常见阔叶树种木荷和针叶树种湿地松的新近凋落叶,在野外分解0、30、60、90、150、210、240、365 d,分析溶出的溶解性有机质(DOM)浓度、组成和性质的变化,以及对土壤可溶性有机碳(DOC)的影响.结果表明: 随着分解的进行,尽管木荷叶片的DOM浓度高于松针,但是2种凋落叶DOM浓度、性质和物质组成变化规律一致;2种凋落叶的DOM浓度均呈下降趋势,芳香化程度和分子量增大,富里酸、腐殖酸类物质逐渐增多,可降解的简单芳烃蛋白(如酪氨酸)逐渐减少.在分解初期,DOM主要由亲水中性和酸性部分组成,易分解、易迁移,对表层土壤DOC影响不显著;在分解后期,DOM主要为腐殖酸和富里酸类物质,吸附性强,表层土壤DOC浓度显著下降.     

重金属胁迫下内生菌对宿主植物的解毒机制

采用内生菌联合植物修复是土壤重金属污染修复理论研究和应用实践的新思路。较之根际促生菌,内生菌因生存环境稳定且与植物联系更加紧密,在实际应用中具有更大价值。在重金属胁迫下,部分具有特定功能的细菌可进入植物体内成为内生菌,这些内生菌通常在重金属吸收、耐受和解毒方面具有优良的特性,而且可以协同宿主植物耐受重金属胁迫,表现在直接或间接降低植物体内重金属胁迫强度和提高植物本身对重金属的耐受性两方面。系统分析了内生菌对宿主植物的解毒机制,综述了近年来内生菌增强植物重金属耐受性的研究,展望了重金属胁迫下植物和内生菌互作机制的研究思路和方向。     

镉对超富集植物滇苦菜抗氧化系统的影响

采用水培实验,研究镉(Cd)对一种新发现的Cd超富集植物——滇苦菜抗氧化系统的影响。结果表明,中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)处理下滇苦菜生物量与对照无显著差异,而高浓度Cd(50-100μmol.L-1)抑制了滇苦菜的生长,整株生物量比对照降低了72%和86%。10μmol.L-1Cd处理下地上部Cd浓度达到270mg·kg-1(干重),转运系数为1.41,符合超富集植物的特征。滇苦菜地上部Cd富集浓度最高达3919mg·kg-1,且64%-87%的Cd分布在地上部。中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)胁迫下,滇苦菜的丙二醛(MDA)和H2O2含量、超氧阴离子自由基(O2.-)产生速率及各抗氧化酶活性与对照没有显著差异。但高浓度Cd(50-100μmol.L-1)胁迫下,地上部MDA、H2O2含量和O2.-产生速率比对照分别提高了5-17、1.6-6倍和2.9-7.2倍,地下部分别提高了1-5、1.4倍和9.5-11倍。同时,高浓度Cd处理下地上部和地下部超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及地上部谷胱甘肽(GSH)含量显著上升,但谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性变化不明显。研究表明,滇苦菜对Cd有较强的富集和转运能力。中、低浓度Cd处理未对滇苦菜造成明显的氧化胁迫,高浓度Cd处理时滇苦菜地上部与地下部均受到氧化胁迫,但对抗氧化胁迫的响应方式不同。     

长柔毛委陵菜两个种群对重金属富集和热值的影响

测定了生长在云南省金顶铅锌矿的北厂和跑马坪矿段的Zn超富集植物长柔毛委陵菜野外植株的Zn、Pb、Cd等重金属含量和热值特征,并分析了重金属和热值之间的相关性。结果表明,北厂种群的叶片、叶柄和根中Zn的含量分别达到6217.05、7679.86 mg.kg-1和4455.44 mg.kg-1,分别是跑马坪种群的3.2、2.4倍和2.2倍;北厂种群叶片、叶柄和根的Cd含量分别为170.17、242.51 mg.kg-1和244.45 mg.kg-1,分别是跑马坪种群的3.0、2.2倍和1.9倍;而跑马坪种群叶片、叶柄和根的Pb含量分别达到1042.49、829.27 mg.kg-1和2621.39 mg.kg-1,分别是北厂种群的1.2、1.0倍和1.2倍;土壤中重金属含量的不同是造成两个种群富集Zn、Pb和Cd差异的原因。长柔毛委陵菜两个种群对相同重金属的转运和生物富集能力无显著差异,其中对重金属的转运能力呈现ZnCdPb的关系。同时,两个种群的叶片、叶柄和根中的灰分含量和去灰分热值都没有显著差异,其中根部的灰分含量最低,都小于6%;北厂和跑马坪种群的所有部位的热值以叶片最高,其中去灰分热值分别达到19.03kJ.g-1和19.57kJ.g-1。Fe和Mn对长柔毛委陵菜的热值累积有促进作用。     

镍污染土壤植物采矿技术关键过程及其研究进展

植物采矿是利用超积累植物高量吸收土壤中的重金属,并从中提取、冶炼金属产品,在修复污染土壤的同时实现金属的资源化。全世界广泛分布着自然风化的镍污染土壤,植物采矿因其重要的环境、生态及资源价值,被作为一种环境友好且具备经济效益的土壤修复技术,在此类地区具有广阔的应用前景。该植物采矿技术关键过程主要包括超积累植物镍高选择性根际环境响应、植物镍高效吸收转运以及生物质中镍高附加值资源化等过程。近30年,污染土壤中镍的植物采矿已经在美国、阿尔巴尼亚、马来西亚等多个国家进行了野外实践,取得了良好效果。然而,相关技术在我国的研究与应用仍然处于起步阶段。文中通过综述植物采矿技术的关键过程的研究进展,发现其中的瓶颈,为接下来植物采矿的科学研究和技术在全世界推广提供理论基础和技术指导。     

表面活性剂对长柔毛委陵菜(Potentilla griffithii var. velutina)修复重金属污染的促进作用

研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)等不同离子类型的表面活性剂对水稻土中重金属的解吸效果,并采用盆栽实验研究了上述3种表面活性剂对Zn超富集植物长柔毛委陵菜(Potentilla griffithii var. velutina)的生物量、吸收和富集重金属的影响.结果表明:CTAB对水稻土中Zn、Pb、Cd和Cu的解吸效果好于SDBS和TritonX-100,而且3种表面活性剂对各重金属的解吸率大小都为Cd>Zn>Cu>Pb.3种表面活性剂促进长柔毛委陵菜叶、柄和根的生物量增加了0.2～2.5倍,并且长柔毛委陵菜各部位的生物量大小为叶>柄>根.3种表面活性剂都增加了长柔毛委陵菜各部位对Zn、Cd吸收及其叶和柄对Pb、Cu的吸收,同时显著促进Zn、Pb、Cd和Cu从植物根部向地上部转运,从而增加了Zn、Pb、Cd和Cu在长柔毛委陵菜地上部的提取量和分布以及长柔毛委陵菜对Zn、Pb、Cd和Cu的富集能力;因此3种表面活性剂都提高了长柔毛委陵菜修复重金属污染土壤的效率.     

生物炭对土壤中抗生素抗性基因的阻控潜力及机制研究进展

土壤中抗生素抗性基因(ARGs)污染是全世界面临的重大环境和健康挑战,开发有效技术以减少其负面影响对维护土壤和人类健康至关重要。生物炭具有高碳含量、大表面积、良好的吸附性能和经济优势,可能是一种非常合适的阻控材料。其对ARGs的阻控作用可能归因于以下3种机制: 1) 吸附某些污染物,如抗生素和重金属,减弱ARGs的共选择性压力;2) 通过改变土壤理化特性影响微生物种群结构,从而限制细菌之间ARGs的水平转移;3) 通过吸附或破坏质粒、转座子、整合子等水平转移载体,直接减弱基因水平转移能力。但生物炭对ARGs的阻控效果取决于生物炭的物料来源、热解工艺和添加水平等。此外,生物炭的老化可能会降低其阻控ARGs的效果。生物炭的内源性污染物,如多环芳烃和重金属,也可能导致环境中特定抗生素抗性细菌的富集或诱导水平基因转移。在后续研究中,应根据土壤环境选择合适的生物炭种类,并采取生物炭老化控制措施,以进一步提高生物炭对ARGs的阻控作用。