土壤重金属的超富集植物研发利用现状及应用入侵植物修复的前景综述

植物修复作为一种绿色安全技术成为土壤重金属污染治理研究的热点领域之一。综述了当前已筛选用于土壤重金属污染修复的植物种类、研发现状及其应用模式, 总结了植物修复技术存在的问题及面临的困境。在此基础上, 围绕入侵植物生长繁殖快、生物量大、抗逆性强及其对某些重金属的超富集特性, 分析探讨了入侵植物作为土壤重金属污染修复的可行性及应用前景, 并提出对入侵植物修复的后续处理利用思路, 旨为综合利用入侵植物修复土壤重金属污染提供可能的新途径和新方法。     

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。     

重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展

综述了国内外在重金属污染土壤植物-微生物联合修复领域的研究报道,总结了近5年的研究实例。植物-微生物联合修复体系具有生物固定与生物去除土壤重金属的两种功能,根际微生物可以菌根、内生菌等方式与根系形成联合体,通过增强植物抗性和优化根际环境,促进根系发展,增强植物吸收和向上转运重金属的能力。建立植物-微生物联合修复体系,可充分发挥植物与微生物作用功能的优势,提高污染土壤的修复效率。增强植物修复体系中微生物功能的重点是深入研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能,结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选扩繁高效菌种与菌群。     

高生物量经济植物修复重金属污染土壤研究进展

植物修复是重金属污染土壤修复的重要方法之一。利用高生物量经济植物修复重金属污染土壤,能够兼顾生态和经济效益,具有很大的应用前景。本文系统分析了植物修复现状及存在的问题,提出利用高生物量经济植物修复重金属污染土壤的优势,总结了近年来利用高生物量经济植物吸收重金属的研究进展,探讨了改善高生物量经济植物修复重金属污染土壤效率的方法,以期为提高植物修复经济效益、促进植物修复广泛应用提供参考。     

植物修复──重金属污染土壤整治有效途径

系统论述了重金属污染土壤植物修复的概念、原理、方法与研究动态,列举了污染土壤植物修复的一些实例。探讨了土壤重金属超富集植物的类型、特点、应用潜力以及基因工程等现代生物技术的应用、效果与最新展望,为土壤污染的综合整治及生态修复提出了新的思路。     

重金属污染土壤的植物仿生和植物修复比较研究

土壤是人类赖以生存和发展的重要物质基础,但是随着工业化、城市化的快速推进,我国面临的土壤环境安全问题日益严峻。探讨新型植物仿生修复技术修复重金属污染土壤的可行性,采用基于植物仿生的重金属污染土壤原位自持修复技术,研究该方法对重金属污染土壤的修复能力。研究不同填充材料(海泡石、高岭土、活性炭、硅藻土)的仿生修复装置修复同一种金属离子(铅、铬、镉或锌)的效果和同一填充材料的仿生修复装置对不同金属离子的修复效果,并首次将植物仿生修复与植物修复效果进行对比。结果显示,植物仿生修复装置对不同的重金属离子具有不同的降低效率,海泡石组Cr含量降低最多,4种填料均显著降低褐土Zn和Cd含量,含硅藻土的装置Pb去除率最高。这与重金属本身性质有一定关系,也与吸附填料类型相关,同时与重金属含量及饱和吸附位点密切相关。与单纯植物修复比较,仿生修复与植物修复联用,显著降低红土Cd和Pb含量,且对植物富集Cd和Pb无消极影响,同时海泡石+硅藻土+高岭土+活性炭组填料中Pb和Cd含量高于其它填料组合。该技术可以与植物修复技术、微生物修复技术、物理-化学修复技术等联用,构建污染土壤的复合修复技术。植物仿生修复作为一种新型修复技术可以有效降低土壤重金属含量。在同一条件下,植物仿生修复与植物修复相比,效率较高,吸附重金属的量较大。     

几种重金属(Pb、Zn、Cd、Cu)的超富集植物种类及增强植物修复措施研究进展

近年来土壤重金属污染问题越来越严重, 植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点, 国内外对利用超富集植物来修复土壤重金属污染的研究已有大量报道。对超富集植物概念的提出及超富集植物吸收富集重金属的机理进行了归纳总结, 主要就铅、锌、镉和铜四种重金属超富集植物的相关研究进展进行了分类、归纳与总结, 同时还对增强植物修复效果的措施进行了探讨, 以期为进一步合理有效利用植物修复土壤主要重金属污染提供一定的参考依据。     

功能内生菌强化超积累植物修复重金属污染土壤的研究进展

土壤重金属污染已成为威胁人类健康和经济可持续发展的重大环境问题。内生菌-超积累植物联合修复是近年来发展起来的一种重金属污染土壤的生物修复技术,不仅能促进植物生长、提高其重金属抗性,同时,还可以改变重金属的形态和迁移率,提高植物修复的效率,具有广阔的应用前景。现概述植物内生菌(plant growth promoting endophyte, PGPE)的特征、种类以及促进超积累植物生长的作用机理,综述近年来国内外有关功能内生菌协同超积累植物修复重金属污染土壤的应用现状和研究进展,同时展望内生菌协同超积累植物修复土壤重金属的研究思路,旨在为今后土壤重金属污染治理提供新的思路和理论依据。     

豆科植物修复土壤重金属污染研究进展

随着经济的发展, 生态环境污染日趋严重, 其中土壤重金属污染成为一个突出问题。利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点之一。采用根瘤菌-豆科植物共生体系修复土壤重金属污染是一种有效的植物修复方法, 它不仅可以利用根瘤菌与豆科植物互利共生的优势来抵抗重金属胁迫, 而且其固氮作用有助于提高土壤养分。通过文献检索分析, 收集整理了我国现已发现的具有土壤重金属污染修复潜力的豆科植物, 并对根瘤菌修复土壤重金属污染的机理以及根瘤菌-豆科植物共生体系修复土壤重金属污染的研究进展进行了综述, 以期为今后利用根瘤菌-豆科植物共生体系修复土壤重金属污染的研究和实践提供参考。     

铜污染土壤的生物修复研究进展

随着工业化与农业化进程的加快,土壤重金属污染问题日益突出。铜(Cu)既是生命体生长发育的必需微量元素,也是重金属污染物之一。土壤中过量的Cu不仅会对植物产生毒害,而且能够通过食物链的富集作用,对人类健康造成严重威胁。生物修复技术作为治理重金属污染土壤的一种新型技术受到广泛关注。文中对生物修复的主要技术如植物修复、微生物修复、植物-微生物联合修复、动物修复等在治理Cu污染土壤方面的研究进展进行综述,以期为重金属污染土壤有效治理和可持续农业的发展提供理论依据。     

Prevalence of exposure of heavy metals and their impact on health consequences

Even in the current era of growing technology, the concentration of heavy metals present in drinking water is still not within the recommended limits as set by the regulatory authorities in different countries of the world. Drinking water contaminated with heavy metals namely; arsenic, cadmium, nickel, mercury, chromium, zinc, and lead is becoming a major health concern for public and health care professionals. Occupational exposure to heavy metals is known to occur by the utilization of these metals in various industrial processes and/or contents including color pigments and alloys. However, the predominant source resulting in measurable human exposure to heavy metals is the consumption of contaminated drinking water and the resulting health issues may include cardiovascular disorders, neuronal damage, renal injuries, and risk of cancer and diabetes. The general mechanism involved in heavy metal‐induced toxicity is recognized to be the production of reactive oxygen species resulting oxidative damage and health related adverse effects. Thus utilization of heavy metal‐contaminated water is resulting in high morbidity and mortality rates all over the world. Thereby, feeling the need to raise the concerns about contribution of different heavy metals in various health related issues, this article has discussed the global contamination of drinking water with heavy metals to assess the health hazards associated with consumption of heavy metal‐contaminated water. A relationship between exposure limits and ultimate responses produced as well as the major organs affected have been reviewed. Acute and chronic poisoning symptoms and mechanisms responsible for such toxicities have also been discussed.     

工业大麻对重金属污染土壤的治理研究进展

由于工业、农业、废水处理、建筑和采矿等一系列人为活动造成土壤的污染程度日益严重,致使土壤不能用于粮食等作物生产.如何深入治理重金属污染土壤已成为当今研究的热点.由于传统的治理重金属污染技术非常昂贵,并存在二次污染的风险,促使研究者寻求新的治理技术.而植物修复技术以其价廉、清洁、不破坏环境、不会造成二次污染等特性逐步引起了学术界和政府部门的广泛重视.近年来,工业大麻以其优良的修复特性和利用价值已成为修复重金属污染土壤的候选植物之一.在此重点论述了重金属对工业大麻的影响及其在大麻不同部位的分布;工业大麻对重金属的吸收能力以及工业大麻对重金属污染土壤修复的优良特性,最后对工业大麻修复重金属污染土壤技术存在的不足等进行归纳总结,以便为工业大麻对重金属污染治理研究及耐重金属或超富集工业大麻品种的选育和栽培技术研究提供指导.     

微藻对污水中重金属的生物吸附(英文)

在我国,水源污染问题异常突出,特别是水体重金属污染情况非常严重,因此,如何有效治理水体重金属污染成为了摆在科技工作者面前十分紧迫的任务。利用微藻生物吸附来治理水体重金属污染是一种经济、简便、有效可行的方法,具有极其广阔的应用前景。论文介绍了我国近年水体污染的状况及水体重金属污染特点;综述了水体重金属污染对水体植物、水体动物以及人类潜在的危害;比较了几种常见治理重金属污染的方法;分析了微藻吸附水体重金属的优点,并阐述了微藻对重金属生物吸附的机理及影响生物吸附过程的外在因素;最后提出了今后的研究发展方向。     

The Effects of Temperature and Heavy Water on Cell Division in Heat-Synchronized Cells of Tetrahymena*

SYNOPSIS. A study was undertaken of the rates of cell division of heat-synchronized cells of Tetrahymena pyriformis GL at various temperatures in water and 20, 30 and 40% heavy water. The results suggest that division rate is limited by a protein which undergoes both high and low temperature denaturation and that this protein is partially stabilized against heat-denaturation while becoming more susceptible to cold denaturation in the presence of heavy water. Thus, the optimum temperature for division shifts upward as the heavy water concentration is increased, with a maximum shift of 1 C occurring in 40% heavy water. In addition, division activity occurs in heavy water at 34 C, a temperature at which cells kept in water are blocked. Furthermore, the sharp increase in slope seen in the low temperature portion of Arrhenius plots of the data, occurs at higher temperatures when heavy water is present. Finally, at virtually all temperatures, except the highest, heavy water has a depressive effect on division rate indicating a general inhibitory influence of deuterium-substituted water on rate processes within the cell.     

Heavy metal removal by novel CBD-EC20 sorbents immobilized on cellulose

Heavy metals are major contributors to pollution of the biosphere, and their efficient removal from contaminated water is required. Biosorption is an emerging technology that has been shown to be effective in removing very low levels of heavy metal from wastewater. Although peptides such as metallothioneins or phytotchelatins are known to immobilize heavy metals, peptide-based biosorbents have not been extensively investigated. In this paper, we describe the construction and expression of bifunctional fusion proteins consisting of synthetic phytochelatin (EC20) linked to a Clostridium-derived cellulose-binding domain (CBD(clos)), enabling purification and immobilization of the fusions onto different cellulose materials in essentially a single step. The immobilized sorbents were shown to be highly effective in removing cadmium at parts per million levels. Repeated removal of cadmium was demonstrated in an immobilized column. The ability to genetically engineer biosorbents with precisely defined properties could provide an attractive strategy for developing high-affinity bioadsorbents suitable for heavy metal removal.     

分级分筛式异位重金属污染土壤淋洗技术

本研究采用去离子水作淋洗剂,开发一种分级分筛式异位重金属污染土壤淋洗技术,研究显示,土壤中粒径大于25μm颗粒占比接近80%,重金属Pb、Cu、Ni、Cd和Cr含量分别为125.85 mg/kg、85.93 mg/kg、63.29 mg/kg、1.31 mg/kg和108.39 mg/kg,基本符合土壤环境质量二级标准,可用于农田回用土;土壤中粒径小于25μm颗粒占比低于20%,其对应重金属含量超出土壤环境质量三级标准,可用作制砖原料。     

宁德水产养殖区水质状况及驱动力分析

水产养殖对海岸带生态系统的水环境有显著影响,研究水产养殖地区的水质动态及其驱动力对海洋牧场建设和海岸带生态系统管理有着重要意义。以宁德为研究区域,基于2017年夏季和冬季水质监测和遥感影像等数据,通过地理信息系统技术和统计分析软件,分析了水产养殖区域的水质现状、水质变化和驱动力。结果表明,该海域水质处于重污染状态,富营养化水平较高。除了悬浮物和总磷之外,其他水质指标都呈现出显著的季节性差异,不同季节影响水质的因素也不相同。水质的季节性变化是初始水质状况、养殖活动和自然因素共同作用的结果。基于研究结果,笔者建议结合高分遥感技术对养殖区水面覆盖和利用进行监测,对养殖类型和行为(如饵料类型和投放方式)进行调控,开展水质长期监测和风险应急管理,保障海洋牧场社会经济效益的同时降低生态环境影响、防控生态和人体健康风险。     

植物修复重金属污染及内生细菌效应

土壤和水体的重金属污染已严重危害人类生存环境与健康。由于受重金属污染的环境分布广泛,迫切需要开发经济的清除环境重金属的技术。植物修复是通过绿色植物降解或移除环境污染物,有望成为重金属污染环境的原位修复技术。植物内生菌是指定殖于健康植物的各种组织和器官内部的细菌,被感染的宿主植物不表现出外在病症,耐重金属的内生菌在多种超富集植物中存在。在植物修复过程中,野生型内生菌或基因工程内生菌的抗性系统能降低重金属植物毒性,促进其迁移金属。耐重金属内生菌还可以通过固氮、溶解矿物元素及产生类植物激素、铁载体和ACC脱氨酶等产物促进植物的生长。主要综述目前植物-内生菌相互作用及其潜在的促进植物修复重金属污染的研究进展。     

微生物展示技术在重金属污染生物修复中的研究进展

自然界对环境金属污染物的迁移和转化具有微妙而复杂的选择控制机理,生物修复技术以其投资少、效率高、可以原位处理低浓度有害污染物的特性而在环境治理中具有极大潜力。考虑传统的生物修复技术常常不能满足重金属治理的要求,基于重金属离子高效结合肽的微生物展示技术,有望在重金属生物修复中发挥重要作用。     

Assessment of heavy metal toxicity related with human health risk in the surface water of an industrialized area by a novel technique

This study innovates an assessment technique to evaluate heavy metal toxic load (HMTL). Assessment of surface water in Durgapur industrial area, West Bengal India illustrates that heavy metals in majority of sampling locations exceed the drinking water quality standards. Therefore, pollution status and health impact were predicted by heavy metal pollution index (HPI) and hazard index (HI). More than 50% of sampling locations were marked as polluted. Moreover, 5% and 90% of sampling locations near the industries have health risk to adult and child on ingestion. The study of specific exposure-time and exposure-duration affirms the suitability of water for fishing and regular activities. However, HPI or HI does not quantify heavy metal concentrations that pose threat to human health. Therefore, the proposed assessment technique, HMTL, determines the concentration of heavy metals responsible for health hazard. HMTL identifies Mn, Pb, and Co as toxic metals and estimates 85%, 63%, and 70% removal of these metals from surface water to limit pollution. Origins of metals were also investigated through statistical techniques, which revealed that Fe has geogenic and anthropogenic source, while other metals originate by anthropogenic activities solely. This study demonstrates that HMTL will help the planning authority to document effective water quality management plan.