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、Cd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.     

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。     

铜尾矿库区狗牙根根际土壤铜的形态变化

通过野外调查和室内分析,对安徽省铜陵市铜尾矿库区狗牙根根际土壤Cu的形态进行了研究．结果表明,尾矿库区狗牙根根际与非根际土壤Cu大部分为矿物态Cu,交换态Cu含量偏低．与非根际土壤相比,狗牙根根际土壤pH值下降,有机质含量显著增加．随着狗牙根的生长,根际土壤有机结合态Cu和交换态Cu含量显著增加,其占土壤总Cu量的比例分别增加7．89％和超过5％,碳酸盐结合态Cu和铁锰氧化物结合态Cu含量则有所下降．狗牙根生长促进了根际土壤Cu形态的转化,提高了Cu在土壤中的迁移能力,加之狗牙根的吸收作用,其根际土壤Cu含量显著降低．     

节节草生长对铜尾矿砂重金属形态转化和土壤酶活性的影响

通过盆栽模拟栽培试验,研究了节节草生长对铜尾矿砂重金属形态转化和土壤酶活性的影响。结果表明,节节草生长显著提高了尾矿砂中有机物结合态重金属比例(P0.01),降低了交换态和残渣态重金属比例(P0.05)。土壤过氧化氢酶、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性均随着节节草的生长而不同程度的升高,其中过氧化氢酶和脲酶活性均与植物生长时间呈显著正相关(r过氧化氢酶=0.911,P0.05;r脲酶=0.957,P0.01),多酚氧化酶和蔗糖酶活性在植物生长旺盛期达到峰值,分别是对照组的2.40和2.02倍,随后迅速下降;而磷酸酶活性却显著下降(r磷酸酶=-0.923,P0.05)。土壤酶活性与节节草地下部分干重的相关性大于地上部分;且与土壤有机物结合态重金属的含量呈显著正相关,与交换态和残渣态重金属含量呈显著负相关。节节草生长不仅促进了铜尾矿砂重金属朝螯合态方面转化,有效降低重金属的生物有效性,同时还显著地改善了铜尾矿砂的基质环境和土壤肥力。因此,节节草在铜尾矿废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力。     

土壤中重金属形态分析及其环境学意义

介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法,重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素;讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素,重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系,重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系.形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献,并反映重金属的生物毒性.重金属可以因形态中某一个或几个方面不同而表现出不同的毒性和环境行为.     

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。     

玉米根际土壤中铜形态的动态变化

采用根垫法研究玉米根际土壤形态动态变化。结果表明：玉米生长过程中根际土壤铜形态发生显著变化。植物生长前期交换态和碳酸盐结合态铜含量逐渐增加,随后增加量减少。植物生长后期根际交换态和碳酸盐结合态铜含量低于非根际土壤。这种变化主要由根际环境变化与植物吸收引起。与根限土壤中铜形态变化,特别是交换态铜含量变化关系密切的因素包括土壤溶解性有机碳、pH和土壤微生物。随着植物生物量的增加,对铜的吸收速率不断增加,导致根限土壤中有效态铜的先增后减。     

黑土中几种重金属的化学形态

在自然界中,重金属元素的总浓度不能正确反映出它们对生物的效应和地球化学的过程。重金属的毒性在很大程度上取决于它们存在的化学形态。重金属进入土壤这个有机、无机复合体后,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应,形成重金属的不同化学形态,并表现出不同的活性。东北地区的黑土,其主要特征是富含有机质,为了探索土壤有机质含量与土壤重金属的亲合力及其在土壤中存在的各种形态,我们用A.Tesser等提出的连续浸提法,作了重金属元素在黑土中存在形态的研究,这对进一步研究土壤净化功能与土壤环境容量具有一定意义。     

中国结缕草属植物( Zoysia spp.)地上部分形态类型多样性

通过对结缕草属 (ZoysiaWilld .)植物地上部分 18个形态性状的的聚类分析 ,将产于中国的 78份结缕草种质划分为 6组 ,结缕草 (Z .japonicaSteud .)和中华结缕草 (Z .sinicaHance)具有较典型的特征而各自成组 ,细叶结缕草(Z .tenuifoliaWilld .)和沟叶结缕草〔Z .matrella (L .)Merr.〕为一组、大穗结缕草 (Z .macrostachyaFranch .)和长花结缕草 (Z .sinicavar.nipponicaOhwi)为一组 ,另有两组为比较独特的类型。结缕草属植物叶表面被毛、叶长、叶宽等营养性状和生殖枝高度、小穗密度、小穗数量等生殖性状都有较大的变异 ,变异系数 13.75 %～ 5 8.74 % ,其中中华结缕草内部存在更大的变异 ,表明在中华结缕草种内选育更加容易获得优良种质或品种。主成分分析表明 ,小穗数、小穗长、小穗密度、小穗长宽比以及叶片宽度和叶片被毛发达情况是结缕草属形态分类的重要依据 ,其中叶片被毛发达情况可以作为区分结缕草和中华结缕草的简单依据 ;而生殖枝高度、穗长、叶长、花序柄长度 (1)和叶长宽比可作为研究结缕草属下种内分异的主要依据     

结缕草对重金属镉的生理响应

采用水培的方法研究了不同浓度的Cd²⁺对结缕草叶片枯黄程度的影响,结果表明5mg/L、10mg/L和30mg/L Cd²⁺处理对结缕草叶片的枯黄比例无显著影响;以10mg/L 的Cd²⁺处理结缕草植株,研究了结缕草对镉的生理响应。与对照相比,Cd²⁺处理30d时结缕草叶片的超氧阴离子自由基(O^-₂·)含量、丙二醛(MDA)含量和相对电导率(RC)显著升高,升高幅度分别为58.69%、38.52%和68.69%,表明Cd²⁺对结缕草叶片产生了氧化胁迫。与对照相比,Cd²⁺处理30d时最大量子产量(F_v/F_m)和实际量子产量(F_v'/F_m')分别显著下降3.90%和11.36%;处理20d时实际光化学效率(ΦPSⅡ)和相对电子传递速率(rETR)分别显著下降22.22%、22.66%,处理30d时分别显著上升12.5%、18.12%;处理20d时光化学猝灭系数(q^p)显著下降14.29%,非光化学猝灭系数(NPQ)则显著上升38.54%,表明结缕草叶片的光反应机构受到了伤害,而光保护能力得到了提高。与对照相比,Cd²⁺处理下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,而过氧化物酶(POD)活性先降低后升高;脯氨酸、可溶性糖含量升高,处理30d时可溶性糖含量显著上升63.35%;处理前20d时可溶性蛋白的含量高于对照,处理30d时却低于对照。随着Cd²⁺处理时间的增加,结缕草地下部Cd含量逐渐升高;地上部Cd含量先升高后降低,差异显著;处理20d时地上部镉含量最高,转运系数最高,达到45.84%;处理10d时镉在结缕草地上部的分布比例小于地下部,而处理20d、30d时地上部镉的分布比例占优势,表明结缕草具备修复植物的潜质。镉在结缕草地下部水溶态所占比例最大,其次是氯化钠和醋酸提取态;与地下部不同,结缕草地上部醋酸提取态镉的含量要高于氯化钠提取态。综上,结缕草对Cd²⁺具有一定的耐受性。     

铜尾矿污染区土壤酶活性研究

对浙江省哩浦铜尾矿污染区土壤酶活性进行了研究,结果表明,尾矿区及其周边土壤环境受到不同程度的Cu、Zn、Pb、Cd污染,从尾矿库中心到外围重金属污染程度逐渐减轻,而土壤酶活性则不断提高,其中以脱氢酶和脲酶活性增加最明显,回归分析表明,单一脱氢酶、脲酶、酸性磷酸酶以及蛋白酶活性与重金属复合元素含量之间存在显著线性关系,主成分分析结果显示,尾矿区土壤酶信息系统的第一、二主成分方差贡献率之和达98．24％,以第一、二主成分建立了两个土壤总体酶活性指标,并用此指标对各供试样本进行空间分类,其结果与以重金属含量为依据的划分结果基本吻合,可见,采用酶活性构筑的土壤信息系统的总体酶活性来表征矿区土壤的重金属污染状况是可行的。     

Comparative study on effects of four energy plants growth on chemical fractions of heavy metals and activity of soil enzymes in copper mine tailings

Four gramineous energy plants, Miscanthus sacchariflorus, M. floridulus, Phragmites australis, and Arundo donax were grown on copper tailings in the field for four years. Their phytoremediation potential was examined in terms of their effects on the fractions of heavy metals and soil enzyme activities. Results showed that plantation of these four gramineous plants has improved the proportion of organic material (OM)-binding fraction of heavy metals in copper tailings as a whole, and reduced the proportion of exchangeable and residual fractions. In particular, M. sacchariflorus growth improved significantly the proportion of the OM-binding fractions of Cu (1.73 times), Cd (1.71 times), Zn (1.18 times), and Pb (3.14 times) (P < 0.05) and reduced markedly the residual fractions of Cu (64.45%), Cd (82.38%), Zn (61.43%), and Pb (73.41%) (P < 0.05). Except for A. donax, the growth of other three energy plants improved the activity of phosphatase, urease and dehydrogenase in copper tailings to some extent. In particular, the activity of soil phosphatase and urease in planted tailings differed significantly from that of control (P < 0.05). The effect of M. sacchariflorus growth on soil enzyme was the highest, followed by P. australis, M. floridulus, and A. donax. The content of each heavy metal fraction in soil was correlated with soil enzyme activities, especially the content of OM-binding fraction, which correlated significantly with the activities of phosphatase, urease and dehydrogenase in soil. According to the effects of four gramineous plants growth on activity of soil enzymes and fractions of heavy metals, M. sacchariflorus had the optimal effects for phytoremediation. Therefore, M. sacchariflorus was a candidate plant with great potential for the revegetation of heavy metal tailings.     

黄河水系沉积物重金属赋存形态及污染特征

2004年采集了黄河干流及西纳川等支流的水系沉积物,测定了沉积物样品中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Hg等重金属元素的含量,并用BCR连续提取法分析研究了各元素的赋存形态,同时采用地累积指数法(Igeo)和次生相原生相分布比值法(RSP)分别对黄河流域水系沉积物中重金属的污染状况及生态风险进行了评估.结果表明:黄河水系沉积物中重金属含量特征总体符合全球页岩重金属元素丰度的基本趋势,但在部分人为污染较重的区域,表现出一定的地理差异;从浓度水平衡量,重金属的污染较轻;黄河水系沉积物中Cu、Zn、Cr和As主要以残渣态(B4)形式存在,具有较好的环境稳定性,而Pb、Hg和Cd以活性较大的弱吸附态存在,可能具有相对较大的环境影响;生态风险评价的结果显示,Pb、Cd和Hg具有相对较高的生态风险指数,尤其是Pb的潜在风险应该引起重视.     

污染土壤重金属的生物有效性和移动性评价：四种方法比较

重金属在土壤中的积累可增加土壤对生态环境的危害,而这种危害与土壤中重金属的活性有关.本文以植物体重金属浓度和地表径流重金属浓度为依据,比较研究了总量法、化学形态分级法、有效成分提取法和淋洗法4种方法评价污染土壤中重金属的生物有效性和移动性的可行性.结果表明,不同方法的评价结果有较大的差异.由于不同土壤的重金属组成有很大的差异,总量法难以反映土壤重金属的生物有效性和移动性;化学形态分级法中的交换态重金属可较好地反映土壤重金属的生物有效性和移动性,有机质结合态和碳酸盐结合态的某些重金属与其生物有效性和移动性也有一定的联系,而氧化物结合态、残余态重金属与重金属的生物有效性和移动性无关;用淋洗方法溶出的重金属量可很好地反映地表径流中重金属的浓度,也可较好地反映重金属的生物有效性;5种化学提取剂提取有效态重金属的结果表明,稀盐(0.01 mol·L^-1 CaCl₂)和1 mol·L^_-1 NH₄OAc提取的土壤重金属量与植物中重金属的积累和地表径流中重金属浓度均显著相关,可较好地表征土壤中重金属的生物有效性和移动性,其中稀盐(0.01 mol·L^-1 CaCl₂)提取的重金属最适于评价重金属的可移动性.     

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.     

某冶炼厂周围8种植物对重金属的吸收与富集作用

采用野外采样系统分析法,研究了沈阳冶炼厂的8种植物对重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的吸收与富集作用以及可能的耐性机制.结果表明,植物对重金属的吸收和富集,因植物种类、部位及重金属种类而不同.茼麻(Abutilon theophrasti)对Pb的吸收和富集能力较强,小白酒花(Conyza canadensis)、三裂叶豚草(Ambrosia trifida)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、茼麻、龙葵(Solanum nigrum)、绿珠藜(Chenopodium acuminatum)和菊芋(Helianthus tuberosus)对Zn的吸收和富集效果较好,绿珠藜和茼麻对Cu的吸收和富集能力较强,龙葵、绿珠藜、茼麻、酸模叶蓼和小白酒花对Cd的吸收和富集能力较强.这些植物向地上部转移某些重金属的能力很强,转移系数大于1,可用于植物提取方式的污染土壤修复.其他转移系数小于1的植物,适合于重金属污染土壤的植物稳定.     

德兴铜矿尾矿重金属污染对土壤中微生物多样性的影响

【目的】为更好地了解重金属污染与微生物多样性之间的相互作用关系,以江西德兴铜矿4#尾砂库为研究对象,采集野外实地样品共16件进行分析(包括尾砂样品以及周围农田和菜地土壤样品)。【方法】一方面对样品中可培养异养细菌进行平板计数,一方面采用变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)对样品中可培养和不可培养微生物分子生态多样性进行研究;同时采用PCA(Principle component analysis)方法分析样品理化性质、重金属及主要元素与可培养细菌数量及微生物多样性之间的相互关系。【结果】元素分析结果表明该尾矿区样品受到不同程度重金属Cu、Cd、Zn、Ni、Pb和Cr的污染;可培养异养细菌在尾砂样品中数量最少,在菜地和农田土壤样品中有明显增加;多样性指数(Shannon-Weaver index H)计算结果发现H最大值出现在距离尾矿中等距离、重金属浓度在中等程度的样品中。PCA分析结果表明可培养异养菌数量与理化性质如有机碳、有机质、含水率等相关性较大,重金属影响不明显;而多样性指数H除与上述理化性质相关性较大外,还受到重金属Ag、Zn、As、Pb、Ni、Cr等的影响,而在样品中含量普遍比较高的重金属如Cu、Cd等并不成为影响微生物多样性的主要因素。【结论】从这些长期受重金属污染的野外实地样品来看,以上结果说明不同重金属浓度对微生物多样性的影响可能并不是实验室研究的简单的线性关系。