镉污染土壤修复技术研究

镉是一种毒性较强的重金属元素,易被动植物吸收富集而产生危害。目前,镉及镉化合物被广泛应用,导致越来越多的土壤被镉等重金属污染,环境问题也变得越来越突出,因而土壤镉污染的防治与修复技术受到诸多学科的高度重视和研究。综述了我国近年来常用的修复技术,如电修复、生物修复等,讨论了不同修复技术的修复机制、应用和优缺点,并对未来重金属修复技术的研究方向进行了展望,旨为镉等重金属修复提供理论依据。     

施硅对抑制植物吸收重金属镉的效应研究进展

施用化学改良剂是控制土壤重金属污染的有效手段。研究施硅对抑制植物吸收重金属镉的影响及其作用机制,对促进利用硅肥作为改良剂治理重金属污染土壤技术的发展有重要意义。近年来,以硅肥作改良剂对重金属污染的土壤进行治理的研究大量涌现。本文从施硅对抑制植物吸收镉及镉在植物体内的分布、迁移的影响;从植物细胞膜透性、抗氧化物酶系和抗氧化剂等新陈代谢或生理过程及硅-金属复合物的结构组成等方面对植物抗镉胁迫的生理生化效应及其抑制植物吸收重金属镉的机制进行综述,并对今后有待进一步研究的问题提出了建议。     

镉胁迫下地钱转录组的性别特异性响应机制

地钱(Marchantiapolymorpha)作为雌雄异株的苔纲植物,具有对重金属胁迫敏感的特性,且种群中雌雄比例差异较大,是研究重金属环境下植物性二态的理想对象之一。为探究雌雄地钱转录组对重金属镉的响应机制差异,利用高通量测序和加权基因共表达网络分析(WGCNA),鉴定了在镉胁迫条件下与不同性别地钱有关的模块和基因。结果表明,镉胁迫响应转录因子雌雄差异主要集中于bHLH、 ERF和MYB家族。关键差异响应基因包括MARPO＿0147s0038、MARPO＿1326s0001和MARPO＿0015s0058。差异响应通路雌性主要集中在信号转导通路,雄性则集中于类黄酮生物合成。研究结果有助于揭示雌雄异株地钱对镉胁迫的反应过程和响应机制,可为理解雌雄异株植物对重金属胁迫的性别特异性响应机制提供参考。     

甜高粱在镉胁迫下的生理生化和应答机理研究进展

生活垃圾、化肥、农药、制造业及采矿业的发展造成了土壤重金属的污染。系统总结了甜高粱在镉胁迫下的生理生化机制、耐受性及分子机理,其中生理生化机制主要是镉胁迫对甜高粱种子萌发和幼苗生长、抗氧化物酶活、光合参数、超微结构和微量元素吸收的影响,而甜高粱对镉的耐受性包括外排机理和内部耐受性,外排机理主要是常见的重金属外排蛋白黄色条状蛋白、重金属ATP酶4、植物镉抗性蛋白1和多效型耐药蛋白8,内部耐受性主要有重金属的螯合、液泡区室化重金属。耐受性分子机理主要依赖谷胱甘肽途径的调节,晚期胚胎丰富蛋白和自然抗性相关巨噬蛋白的表达。此外,甜高粱对镉的吸收积累和转运相关蛋白的研究,主要指镉进入植物的主要过程和镉在植物体的积累顺序、相关的细胞膜锌铁离子转运蛋白和自然抗性相关转运蛋白的转运。最后,对甜高粱用于生物修复的优点进行了说明和展望,并提出了存在的问题和今后研究的方向,以期为今后甜高粱的育种及培育出高效修复镉污染的甜高粱新品种提供依据。     

水稻中镉积累对粘虫的影响

水稻中重金属积累如何影响水稻害虫尚不清楚,本文拟探讨镉积累的水稻对粘虫Mythimna separata幼虫的影响。通过测定不同浓度氯化镉处理的水稻以及人工饲料对粘虫幼虫生长发育的影响,并进一步研究了氯化镉处理水稻中粘虫诱导的防御化合物含量的变化。研究表明水稻叶片中镉的积累导致粘虫幼虫生长减慢、死亡率上升。不同浓度镉处理可以显著提高粘虫诱导的酚胺类化合物对香豆酰腐胺、阿魏酰腐胺、肉桂酰腐胺以及阿魏酰胍丁胺的含量。不同浓度镉添加的人工饲料对粘虫幼虫的存活率无显著影响,而粘虫幼虫取食1 μM和10 μM氯化镉添加的人工饲料后体重反而高于取食未含镉的人工饲料。综上所述,镉积累提高了水稻中粘虫诱导的防御化合物的含量以及水稻对粘虫的抗性,研究结果有利于加深水稻与不同环境胁迫关系的认识。     

乳酸菌对重金属吸附作用的研究进展

重金属污染是人们关注的食品安全问题热点之一,使用食品安全级乳酸菌吸附重金属成为了新的研究方向。本文在分析环境和食品中汞、镉、铅污染的来源及对人类危害的基础上,对微生物与重金属的相互作用进行介绍,重点归纳了乳酸菌作为重金属吸附剂的潜能,以及吸附重金属的作用机制和研究现状,为研发高效吸附重金属的乳酸菌吸附剂提供了可行性的思路。     

降低水稻镉吸收原位钝化修复技术及其作用机理

重金属镉原位钝化修复是指向土壤中施加一些活性钝化修复材料, 通过改变镉在土壤中的赋存状态, 降低土壤中镉的生物有效性。该文对重金属镉污染土壤原位钝化修复中不同来源的钝化剂进行了分类, 概述了它们各自对重金属镉污染土壤的作用机理及其钝化修复效果。全面分析了目前该领域存在的主要问题, 并对其发展前景进行了展望。     

水稻镉积累的遗传调控及低镉水稻育种的研究进展与展望

稻田重金属镉污染导致生产的稻米有不同程度的镉积累,长期食用镉污染的稻米危害人体健康甚至致病.因此,研究水稻镉积累的遗传调控机制,培育低镉积累水稻品种,具有重要的理论意义和应用价值.水稻吸收、转运和积累镉的特性存在遗传多样性.近年来,有关水稻吸收和转运镉的遗传调控机制研究取得较大进展,人们鉴定出了多个相关的QTLs、转运...     

重金属镉、锌在菹草叶细胞中的超微定位观察

水环境污染中十分突出的是重金属的污染 ,主要来源为流入物、渗漏和大气沉降 (Ｌａｒｃｈｅｒ ,1995 )。由于重金属污染物不但不能被微生物所分解 ,而且能在生物体内富集 ,并通过水生食物链的生物放大作用而对高营养级的生物甚至人类造成危害 ,因此日益引起人们的特别关注。许多研究从超微结构损伤和生理生化的角度研究了重金属对植物的毒害机制。施国新等 (2 0 0 0 )观察了重金属汞、镉污染对水生植物黑藻叶细胞的超微结构损伤。彭鸣等 (1991)研究了重金属镉、铅诱导的玉米超微结构的变化。李荣春 (2 0 0 0 )研究了Ｃｄ、Ｐｂ及其复合污染…     

重金属镉(Cd)在植物体内的转运途径及其调控机制

重金属镉(Cd)的毒害效应与其由土壤向植物地上部分运输有关,揭示Cd~(2+)转运途径及其调控机制可为提高植物抗镉性以及镉污染的植物修复提供依据。对Cd~(2+)在植物体内的转运途径,特别是限制Cd~(2+)移动的细胞结构和分子调控机制研究进展进行了回顾。Cd~(2+)通过共质体和质外体途径穿过根部皮层进入木质部的过程中,大部分在皮层细胞间沉积,少部分抵达中柱后转移到地上部分。为了免受Cd~(2+)的危害,植物体产生了多种限制Cd~(2+)吸收和转移的生理生化机制:1)环绕在内皮层径向壁和横向壁上的凯氏带阻止Cd~(2+)以质外体途径进入木质部;2)螯合剂与进入根的Cd~(2+)螯合形成稳定化合物并区隔在液泡中;3)通过H+/Cd~(2+)离子通道等将Cd~(2+)逆向转运出根部。植物共质体和质外体途径转运重金属镉的能力以及两条途径的串扰尚待进一步明晰和阐明。     

重金属镉致心血管疾病的潜在机制及治疗对策

重金属是环境中常见的污染源,由于其结合能力强,对人体危害极大,成为环境污染物研究领域热点之一.心血管疾病是当今世界上发病率和致死率最高的疾病,严重影响着人类健康.长时间暴露于重金属环境下,发生心血管疾病的概率会显著增加.本文以重金属中对心脏影响最为明显的镉为代表,介绍了镉中毒导致的心血管疾病的相关机制,并对当下存在的可行性治疗对策进行了总结与展望.     

小立碗藓对重金属镉胁迫的应答特征

镉是植物非必需的微量重金属元素, 镉胁迫引起植物细胞的代谢紊乱, 甚至导致细胞死亡。为了探索苔藓植物对镉胁迫的应答机制, 采用高通量测序及生物信息学技术分析了藓类模式植物——小立碗藓(Physcomitrella patens)在镉胁迫下的基因表达特征。结果表明, 在镉胁迫下, 小立碗藓细胞骨架组织、微管运动、DNA修复系统、端粒维护、配子体形成与有性生殖以及与氮代谢等相关基因的表达具有明显的镉胁迫应答特征, 暗示了这些基因可能共同参与小立碗藓对镉胁迫的调控反应。该研究结果为阐明植物对镉胁迫的应答机制提供了新的线索。     

海洋微藻对重金属镉胁迫的抗氧化应激适应性

近海海域重金属镉污染已成为全球性的环境灾难。镉对有机体的氧化应激胁迫是引发有机体毒害效应的关键原因。海洋微藻是海域生态系统中初级生产者,研究其抵抗镉氧化应激毒害的过程和机理对海洋生态学具有重要科学意义。海洋微藻在长期进化发展过程中,形成了耐受重金属镉毒害的生长适应性反应,抵抗镉氧化应激胁迫是海洋微藻减轻或消除镉毒害的关键所在。文章概述当前近海重金属镉的污染现状,归纳重金属镉对海洋微藻的氧化应激毒害效应,提出海洋微藻对镉胁迫的抗氧化应激适应性,简介几种典型的抗氧化应激酶类与非酶类物质,最后指出该领域的关键问题并进行展望。     

镉污染米胚乳和胚中重金属分配规律的探讨

一、引言关于土壤重金属的污染,国内外学者已进行较深入的研究。因重金属对人类有潜在性的危害作用,在生物体可以富集,并把它转化为毒性更大的金属化合物,通过污染土壤到达食物链而危害人类健康。重金属污染不仅影响农作物的产量,更主要是影响米的质量。重金属从污水到人体的径路中,生物浓缩是一个关键问题。为了减少有毒物质进入人体,不但要研究污染土壤中镉的形态,同时必须研究可食部分胚乳中重金属分配的规律,并对镉污染的土壤施用改良剂后对胚乳中的效果加以研究。我们按日本北岸確三等人的方法,选择了     

植物响应重金属镉胁迫的耐性机理研究进展

重金属污染是全球面临的重大环境污染问题之一。镉是植物生长发育非必需的微量元素,不仅影响植物生长发育,甚至会造成植物死亡,并且可通过在植物体内积累而威胁人类的生命健康。因此,植物对重金属镉的吸收是环境污染研究领域的一个热点问题。现主要从重金属镉对植物生长发育的影响及植物的抗氧化系统、不同类型转运蛋白家族等方面对植物耐受镉胁迫的机理进行综述,并对相关研究领域的一些重点问题进行了展望。     

镉和酸化对水生动物的毒害及生理生态的影响

研究表明酸化和镉单独处理会对水生动物的生长发育产生影响.由于人类活动,一些沿海和河口中的镉含量不断升高,严重影响了水生动物的代谢.目前,关于镉对水生动物的影响已有报道,与此同时,水体酸化与水体重金属含量增加可能同步发生.为了更加全面地预测水生动物对水体重金属变化的生理生化应答,越来越多的学者开始致力于研究酸化和重金属的...     

单一与复合污染条件下两种敏感性植物对Cd、Zn、Pb的吸收效应

为了进一步研究镉、锌、铅 3种重金属元素间的相互作用以及对植物吸收重金属能力的影响 ,在模拟单一重金属污染试验研究的基础上 ,采用正交回归设计方案 ,研究了 Cd、Zn、Pb复合污染情况下紫花苜蓿和披碱草两种敏感性植物对 3种重金属的吸收效应。结果表明 ,在单一污染条件下 ,镉元素对紫花苜蓿生长的影响大于锌、铅 ,铅元素对披碱草生长的影响大于锌、镉 ;紫花苜蓿对于镉的吸收累积显著高于披碱草 ,植物内镉元素浓度最高达到 1 0 88.5 mg/kg,而披碱草对于铅元素的吸收则高于紫花苜蓿 ,植物内铅元素浓度最高达到 1 3 4 5 .5 mg/kg。在复合污染条件下 ,两种植物对铅、锌和铅、镉的吸收在不同浓度范围内分别存在存在着协同效应和拮抗效应 ;同时两种植物对锌、镉元素在实验涉及浓度范围内都存在着拮抗效应。这对于深入研究复合污染条件下重金属的土壤环境化学行为 ,对植物的综合毒性以及不同植物对重金属的吸收累积效应等 ,具有一定的参考意义     

野生动物重金属污染研究进展

重金属污染问题已成为全球热点,会对野生动物及环境造成严重危害。野生动物体内重金属主要来自食物链的传递,植物从空气和土壤中吸收重金属离子及其化合物,被采食后富集到草食性动物体内,逐级传递,最终会进入野生动物体内,对野生动物健康造成严重危害。体内重金属超标可以导致鸟类产生生殖障碍,降低种群数量,同时也会影响鸟类的行为。体内重金属超标会对哺乳动物骨骼发育、生殖健康等方面产生极大危害,对哺乳动物繁衍生息产生影响。文中主要综述重金属污染对野生鸟类、野生哺乳动物生长发育的影响;重金属在生物链传递过程的富集机制及其对野生鸟类、野生哺乳动物的毒理分子机制,以期对重金属环境污染的预防与治理提供理论基础。     

微生物技术治理水体重金属镉、铬污染的研究进展

近年来,随着我国工农业迅速发展,"三废"的大量排放,水体中重金属污染愈发严重,其中重金属镉、铬的污染显得尤为突出。研究者利用微生物技术开展了大量治理污水中镉、铬的研究。本文就不同种类微生物对镉、铬的修复及作用机理进行论述,以期为微生物用于实际污水中镉、铬的治理提供参考。     

基于同步辐射技术研究土壤铁氧化物固定重金属分子机制的进展

铁氧化物在土壤中广泛赋存,因其比表面积大,对重金属具有很强的吸附固定能力,深刻影响着土壤重金属的形态转化过程.因此,研究土壤铁氧化物对重金属的固定机制,对于深入理解重金属在土壤系统中的环境化学行为以及评估污染土壤重金属生物有效性具有重要意义.然而,采用传统的吸附模型和化学提取法研究土壤铁氧化物固定重金属的机制具有明显的局限性,无法从分子水平上阐明其固定机制.同步辐射技术在环境土壤学的应用显著推进了在分子水平上认识土壤铁氧化物吸附重金属及其受典型环境因子影响的分子机制.本文主要从同步辐射技术的发展历程、模拟系统和实际土壤系统中铁氧化物在多种因素影响下对重金属固定的分子机制等方面进行了综述,同时对同步辐射技术的未来发展趋势及其在该研究领域的应用进行了展望.