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。     

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。     

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修复技术

土壤受重金属污染的状况在国内外都相当严重,传统的重金属污染土壤的修复技术存在许多难以克服的缺陷;近年来,一种运用植物来去除有毒重金属的新兴修复技术(植物修复技术)给这一问题提供了良好的解决途径,该技术被认为是一种低成本有效的“绿色”技术.但其主要缺点是修复周期较长,筛选、培育超积累植物以及提高土壤中重金属的生物有效性是提高植物吸收效果、缩短修复周期的关键.本文就超积累植物的筛选、转基因超积累植物及螯合剂强化植物吸收等热点问题的研究进展作了介绍,并对我国当前植物修复技术研究工作的重点提出了建议.     

重金属污染土壤的植物-微生物联合修复研究进展

重金属污染土壤的生物修复技术是土壤污染整治的重要手段之一,是近几年来国内外研究的热点,同时也是现今土壤污染治理中环境友好、成本低廉的技术.本文主要论述了重金属污染土壤的植物-微生物联合修复的原理与形式,介绍了此技术中土壤重金属污染物特性、植物本身生理生化特性及植物根际环境等影响因素的研究进展,并讨论了植物-微生物联合修复今后的研究重点.

Abstract：

Bioremediation is one of the important means in controlling soil heavy metals pollu-tion, which has the advantages of environmentally friendly and cost-effective, and attracted much attention around the world. This paper discussed the principles and forms of plant-microorganism combined remediation, and introduced the research progress on the behaviors of heavy metals in soils, the physiological and biochemical characteristics of plants, and the changes in rhizosphere environment under the remediation. Some perspectives for future research were proposed.     

植物修复——治理土壤重金属污染的新途径

介绍了重金属污染土壤的植物修复的概念、原理与研究动态以及重金属超积累植物的特性 ,及其在治理污染土壤中的潜力 ,为土壤重金属污染的整治及其生态的修复提出新途径。     

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…     

重金属污染土壤植物修复基本原理及强化措施探讨

阐述了植物修复的基本概念及主要作用方式 ,并从土壤中重金属存在形态 ,植物对重金属吸收、排泄和积累以及植物生物学特性与植物修复的关系等方面讨论了重金属污染土壤植物修复的基本原理及局限性和限制性因素 ,从超富集植物性能强化和技术强化两方面探讨了植物修复的强化措施 ,并指出与现代化农业技术相结合是植物修复重金属污染土壤大规模商业应用的一条捷径     

用转基因植物修复重金属污染的土壤

将新的性状转入高生物量植物中,以此开发高效的转基因植物修复系统,用于重金属污染的土壤修复是一项具有广阔应用前景的技术。大量实验表明,将细菌、真菌、动物、人类及植物本身与重金属脱毒相关的基因转入高生物量植物,异源表达产物可介导转基因植物耐受和高积累重金属及类似物。综述了这方面的研究进展。     

用转基因植物修复重金属污染的土壤

将新的性状转入高生物量植物中,以此开发高效的转基因植物修复系统,用于重金属污染的土壤修复是一项具有广阔应用前景的技术.大量实验表明,将细菌、真菌、动物、人类及植物本身与重金属脱毒相关的基因转入高生物量植物,异源表达产物可介导转基因植物耐受和高积累重金属及类似物.综述了这方面的研究进展.     

玉米根系内生细菌种群及动态分析

2000-2002年,先后对辽宁省14个玉米主栽品种进行了根系内主要细菌种群分析．结果表明．玉米内生细菌的主要种群为芽孢杆菌属(Bucillus spp．),此外还包括肠杆菌属、沙雷氏杆菌属、假单胞菌属、黄单胞菌属和棍状杆菌属．其中Bacillus分布最广,已鉴定出8个种,包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、炭疽芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、环状芽孢杆菌．Bacillusspp．总量占根系内生细菌总量比苗期和成株期分别为75．5％和76．6％．内生细菌在不同玉米品种和不同生育期之间存在程度不同的差异．研究发现,品种的遗传背景与其内生细菌的种类和数量显著相关．     

重金属污染土壤超积累植物修复关键技术的发展

我国土壤重金属污染问题日益突出,严重影响食品安全和人类健康,同时也制约了社会经济的可持续发展。在众多土壤重金属修复技术中,超富集植物修复技术以廉价高效、操作简单、安全可靠、环境友好等优点,被认为是最具发展潜力的绿色修复技术之一。本文回顾了该技术在国内外的发展历程,并对超积累植物的筛选鉴定、对重金属的吸收转运机制、强化修复措施及植物安全处置与利用等几个关键技术进行了阐述,对该技术今后的发展方向和突破点进行了展望。     

水体重金属污染植物修复研究进展

植物修复技术作为一种废水处理新技术,具有投资少、效果好、产出高、环境效益好等优点,现已得到迅速发展及广泛应用。介绍了水生超富集植物的3种生态类型,造成水体污染重金属元素类型,植物应答重金属污染的检测方法,并对植物修复水体重金属污染的发展前景提出展望。     

重金属污染土壤植物修复中细胞分裂素的作用与机制

植物修复因投资成本低、环境扰动少、二次污染易控制、美化环境等优点成为重金属污染土壤修复重要的治理技术。植物内源细胞分裂素调控植物生理活动,外源细胞分裂素对植物生理生态特征产生显著影响,且在植物修复中逐渐受到研究人员的关注。细胞分裂素能够调控植物根茎发育、叶片衰老、激素传递等过程,同时在重金属胁迫下也参与蒸腾、光合、抗性、解毒等系统的运转。以细胞分裂素对植物生理活动的调控作用研究为基础,阐述了细胞分裂素在植物修复中的作用机制。主要包括：增强光合作用,延缓叶片衰老,提升植物抗性能力;调控根茎叶发育,增加植物生物量,强化植物富集效果;增强转运蛋白表达,提高叶面蒸腾作用,促进重金属吸收转运;参与解毒过程,降低重金属毒性,调控重金属体内转化。最后提出了细胞分裂素在重金属污染土壤植物修复中的研究方向,这对促进细胞分裂素在植物修复中的实际应用具有重要意义。     

根系分泌物在重金属污染土壤生态修复中的作用机制研究进展

我国土壤重金属污染问题日益突出.作为一种绿色、安全的生物修复技术,植物修复技术备受关注.根系分泌物作为植物-土壤-微生物三者物质交换与信息传递的重要载体,是植物响应外界胁迫的重要生理生态指征,在植物修复过程中发挥关键作用.研究表明,根系分泌物能够有效调控根际微环境,提升植物抗逆能力,影响重金属在根际微域中的环境行为.传...     

Perspectives of plant-associated microbes in heavy metal phytoremediation

"Phytoremediation" know-how to do-how is rapidly expanding and is being commercialized by harnessing the phyto-microbial diversity. This technology employs biodiversity to remove/contain pollutants from the air, soil and water. In recent years, there has been a considerable knowledge explosion in understanding plant-microbes-heavy metals interactions. Novel applications of plant-associated microbes have opened up promising areas of research in the field of phytoremediation technology. Various metabolites (e.g., 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase, indole-3-acetic acid, siderophores, organic acids, etc.) produced by plant-associated microbes (e.g., plant growth promoting bacteria, mycorrhizae) have been proposed to be involved in many biogeochemical processes operating in the rhizosphere. The salient functions include nutrient acquisition, cell elongation, metal detoxification and alleviation of biotic/abiotic stress in plants. Rhizosphere microbes accelerate metal mobility, or immobilization. Plants and associated microbes release inorganic and organic compounds possessing acidifying, chelating and/or reductive power. These functions are implicated to play an essential role in plant metal uptake. Overall the plant-associated beneficial microbes enhance the efficiency of phytoremediation process directly by altering the metal accumulation in plant tissues and indirectly by promoting the shoot and root biomass production. The present work aims to provide a comprehensive review of some of the promising processes mediated by plant-associated microbes and to illustrate how such processes influence heavy metal uptake through various biogeochemical processes including translocation, transformation, chelation, immobilization, solubilization, precipitation, volatilization and complexation of heavy metals ultimately facilitating phytoremediation.     

重金属超富集植物及植物修复技术研究进展

植物修复技术（Phytoremediation)是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术,重金属超富集植物（hyperaccumulator)及植物修复技术是当前学术界研究的热点领域,目前虽已有Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等超富集植物发现的报道,但尚无一例报道来自于中国,中国具有广袤的国土面积、丰富的植物类型和多种（处）古老的矿山开采与冶炼场所,在中国开展超富集植物的寻找,研究与开发工作,将会有重要突破,并具有重要的理论与实践意义,本文拟就国内外在这一领域的研究进展作一简要综述。     

Role of soil microbes in the rhizospheres of plants growing on trace metal contaminated soils in phytoremediation

This article reviews recent developments in in situ bioremediation of trace metal contaminated soils, with particular reference to the microbial dynamics in the rhizospheres of plants growing on such soils and their significance in phytoremediation. In non-agricultural conditions, the natural role of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), P-solubilizing bacteria, mycorrhizal-helping bacteria (MHB) and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in maintaining soil fertility is more important than in conventional agriculture, horticulture, and forestry where higher use of agrochemicals minimize their significance. These microbes initiate a concerted action when a particular population density is achieved, i.e. quorum sensing. AMF also recognize their host by signals released by host roots, allowing a functional symbiosis. AM fungi produce an insoluble glycoprotein, glomalin, which sequester trace elements and it should be considered for biostabilization leading to remediation of contaminated soils. Conclusions drawn from studies of metal uptake kinetics in solution cultures may not be valid for more complex field conditions and use of some combination of glasshouse and field experiments with organisms that occur within the same plant community is suggested. Phytoextraction strategies, such as inoculation of plants to be used for phytoremediation with appropriate heavy metal adapted rhizobial microflora, co-cropping system involving a non-mycorrhizal hyperaccumulator plant and a non-accumulator but mycorrhizal with appropriate AMF, or pre-cropping with mycotrophic crop systems to optimize phytoremediation processes, merit further field level investigations. There is also a need to improve our understanding of the mechanisms involved in transfer and mobilization of trace elements by rhizosphere microbiota and to conduct research on selection of microbial isolates from rhizosphere of plants growing on heavy metal contaminated soils for specific restoration programmes. This is necessary if we are to improve the chances of successful phytoremediation.     

Changes in rhizosphere bacterial populations during phytoextraction of heavy metal contaminated soil with poplar

Abstract

The objective of this paper was to study the response of rhizosphere ammonia‐oxidizing bacterial (AOB) populations during phytoextraction. Hybrid poplars were grown in compartmented root containers with an aged heavy metal (HM)‐contaminated soil for 13 weeks. Bulk and poplar rhizosphere soils were analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of amoA gene fragments. DGGE patterns revealed that amoA‐containing populations in the contaminated soils were markedly different from those in the uncontaminated soils. AmoA profiles appeared to be stable over time in the bulk soils. In contrast, contaminated rhizosphere soils revealed a clear shift of populations with removal of HMs. Rhizosphere AOB populations of the HM‐contaminated soils became similar to the populations of the uncontaminated soils during phytoextraction. The effect of phytoextraction was, however, not evident in the bulk samples, which still contained large amounts of HMs. This study suggests that rhizosphere AOB populations are able to recover after the relief of HM stress by phytoextraction practices.     

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。