多环芳烃和重金属复合污染土壤生物修复研究进展

多环芳烃(PAHs)和重金属是土壤环境中有机和无机污染物的典型代表,二者来源广泛且能在土壤中长期存在,极易造成复合污染。研究表明,PAHs和重金属共存时会发生复杂的相互作用,使复合污染土壤修复往往比单一污染土壤修复更加困难。生物修复具备成本低、不造成二次污染、适用于大范围修复等优势,是极具应用前景的PAHs和重金属复合污染土壤修复技术。本文总结了土壤中PAHs和重金属复合污染的分布特点及交互作用,对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术作用机理及研究进展进行了综述,并对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术的发展提出了展望。     

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。     

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

目前重金属污染土壤的修复主要采用物理化学技术和植物修复技术,根据其作用和过程和机物,物理化学技术主要包括化学固化,土壤淋洗和动电修复;植物修复技术包括植物稳定,植物挥发和植物提取,本文就各种修复技术的原理,优缺点,实用性及其国际研究与发展动态作一简述。     

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。     

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。     

用植物清除土壤重金属污染

伴随着人类社会工业的发展,环境污染也越来越严重,其中土壤的污染已日益引起人们的重视。土壤污染物按其性质可分为有机污染和无机污染两种,前者包括有机农药、石油和有机洗涤剂等,后者指重金属和放射性元素等。以往人们曾经想了很多办法来治理这些污染,如客土法、淋溶法和络合浸提法等。然而应用这些方法通常需要巨额的花费,而且还容易造成二次污染。那么是否有更好的办法吗？答案是肯定的,这就是利用植物来清除土壤的污染物。以土壤重金属污染为例,有人注意到,在一些多年的煤矿以及一些工业排污区,只有少数植物可以生长,而其他…     

重金属污染土壤原位化学固定修复研究进展

重金属污染土壤原位化学固定修复是通过添加不同外源物质固定土壤中重金属元素,达到降低重金属迁移性和生物有效性的一种重要方法.由于操作方便和效果快速,使其在污染土壤治理过程中有着不可代替的作用,尤其对于耕作土壤中的面源污染.许多具有俘获土壤中重金属离子能力的自然物质和工业副产品如磷矿石、泥炭土、石灰和有机肥等都可用在实地的固定修复中.采用实验室评价和实地应用评价,一方面可以评估这些固定物质在土壤中对重金属离子的固定效率;另一方面可以评估重金属的溶出、释放和生物毒性等生态风险.本文对原位修复过程中采用的不同固定物质的来源和分类进行了概述,对化学固定过程的机理进行了探讨,同时阐述了重金属污染土壤化学固定修复应用过程中的实验室评价和实地应用评价方法,分析了化学固定修复的局限性并提出了今后的发展方向.     

微生物修复农田土壤重金属污染技术分析

文章通过了解微生物修复的基本定义与特征,结合农田土壤整体重金属污染情况,有针对性地引入了微生物修复技术,并观察其修复实况,分析微生物修复农田土壤重金属污染的效果,并基于此不断调整与优化修复方案,希望最大程度地发挥微生物修复技术的作用。这对于农田土壤的可持续、高效利用具有基本的保障意义,并能为后续相关研究提供可参考数据。     

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。     

碧流河下游农田土壤重金属污染状况分析与评价

为给碧流河下游农田土壤的可持续利用提供参考依据, 基于实验测试数据, 采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法及潜在生态危害指数法, 对碧流河下游水貂养殖区的农田土壤重金属污染状况进行分析评价。结果表明: 碧流河下游农田土壤重金属元素Cr、Ni、Zn、Cu、As 和Pd 含量的平均值均超出辽宁省土壤背景值; 6 种重金属元素的单因子污染指数依次为Ni>Zn>Cu>Cr>As>Pd; 农田土壤重金属内梅罗综合污染指数为3.99, 农田土壤整体处于重污染水平; 6 种重金属元素的潜在生态危害指数依次为Ni>As>Cu>Pd>Zn>Cr, 潜在生态危害综合指数为49.4-196.6, 平均值为132.6, 农田土壤整体表现为轻微生态危害。农田土壤中Ni、Cr 和Cu 的累积可能主要来源于碧流河流域的工、农业排放物和水貂养殖业貂笼清除物, Pd 的累积可能主要来源于沿岸居民倾倒和焚烧的生活垃圾, 以及不合理的农业经营活动。     

黄土丘陵区软埂梯田复式配置技术

坡地改建为梯田地是山区水土保持的主要技术之一,传统梯田技术田埂陡峭,难以利用,其引发的重力侵蚀是田埂崩塌、梯田毁坏的主要原因.1997～2001年间,在陕西黄土丘陵沟壑区延安市下砭沟小流域设计软埂梯田工程技术和地埂坡面种草植树复式配置技术,对坡改梯进行了技术改进.在工程方面,按照”接近自然”的理论思想,设计采用接近黄土自然休止角(35°)的45°为梯田埂坡设计坡度,试图从根本上消除地埂重力侵蚀危害.在生物方面,按照“生物多样性”理论和“景观生态学”原理,把树木和牧草种植在梯田的埂坡外侧面,达到梯田林网化和稳定地埂的目的.结果表明,软埂梯田可完全消除重力侵蚀引发的田埂崩塌危害,筑埂费用和维护费用仅为传统技术的24.9%和55.5%;地埂坡面土壤营养成分富集,为植物提供了良好的生存环境,可栽种多种耐旱植物.软埂坡面植树种草,改变了传统梯田地埂坡面的裸露状况,地埂树木镶嵌在坡地梯田中,丰富了坡地梯田景观生态结构.     

江南丘陵稻田湿地景观生态系统功能与效益研究──以攸县为例

在对江南丘陵典型区域──湖南省攸县的稻田湿地进行分类的基础上,分析了稻田湿地的空间格局和功能,并采用ＡＨＰ法对其综合效益进行了评价．结果表明,攸县稻田湿地可分为淹育性、渗育性、潴育性和潜育性稻田湿地４种类型,其空间优势度分别为４．１７、２６．４、１２．３２和３１．２５．稻田湿地的能量产投比为４．６８,Ｎ、Ｐ、Ｋ的产投比分别为０．５９、１．５９和１．２３,其综合效益为０．６６．     

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.     

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。     

纵向岭谷区公路沿线土壤表层重金属空间分异特征

以纵向岭谷区内云南省境内的丽江～景洪公路沿线作为案例研究区,根据路段所处的地理位置、公路等级、修建的时段,将其分为北段、中段和南段。通过公路沿线94个样点的土壤表层重金属全量分析,研究了土壤重金属沿公路的纵向、横向和垂向分异特征性。在纵向上,Cu,Zn,Pb,Cr,Cd,As,Mg和Mn等8种重金属全量存在北段高于中段和南段的特征;相关性分析结果表明公路建设对铅、镉、锌的纵向差异存在一定影响。横向空间分异性显示,虽然在不同的土壤种类和利用方式下,土壤重金属含量值差异很大,但公路沿线重金属与公路距离之间存在显著相关关系,表明公路对横向的空间分异性存在决定性影响,影响带宽度约为50m垂向分析结果表明,自然土壤中重金属的垂向分异性不如横向分异明显,仅显示在近公路处有重金属富集现象;而在公路施工区,受人工护坡等工程的局部影响,垂向分异性不显著。     

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.     

Accumulation of arsenic and heavy metals in some Viola species from an abandoned mine,Alchar, Republic of Macedonia (FYROM)

Abstract

The uptake and distribution of arsenic (As) and some heavy metals was determined in three Viola endemic species from As‐overloaded soil in an abandoned mine at Alchar, Republic of Macedonia (FYROM – The Former Yugoslav Republic of Macedonia). Some essential elements were also analyzed in order to characterize the common geochemical properties of this site. Total As content in soil ranged from 3347 to 14,467 mg kg^?1, and plant available As from 23 to 1589 mg kg^?1. The concentration of As in roots ranged from 783 mg kg^?1 in Viola macedonica to 2124 mg kg^?1 in Viola arsenica. Only a small amount of As accumulated in the aboveground parts of these species (<100 mg kg^?1), while in shoots of Viola allchariensis, As accumulated in the range 187–439 mg kg^?1. Arsenic accumulation in the roots of these Viola species may make these plants valuable tools for the bioindication and phytoremediation (phytostabilization) of As in naturally loaded and anthropogenically contaminated soils.     

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.     

Spatial variation of soil quality and pollution assessment of heavy metals in cultivated soils of Henan Province,China

Abstract

Eight chemical and physical characteristics and seven biological properties of the soils from five cultivated areas in the Henan Province were quantified. Concentrations of Cu, Cr, Zn and Mn were determined using the flame atomic absorption spectrometry. In addition available phosphorus, chloride, soluble salt and pH were measured. The activities of enzymes were determined by a literature method. The results showed that the concentrations of Mn, Zn and Cr had close relationships with that of available phosphorus, and their concentrations increased with the prolonged application of organic and mineral fertilisers and pesticides-fungicides. The activities of cellulase have a relationship to the concentrations of Zn and Mn at 0.95 levels respectively, Zn and Mn stimulate many enzyme activities. The relationship between protease and available phosphorus was nearly distinctive at 0.95 levels, relating with the use of nitrogen fertiliser in the farmlands. Local organic manures and urea fertilisers did not change the soil characteristics to a great extent. However, the soils showed moderate and moderate-to-strong contamination by Mn and Zn in the study areas. Wastewater and groundwater irrigation, pesticides-fungicides, and fertiliser may be responsible for the elevated concentrations of Zn and Mn in the soil samples.