香根草和百喜草对铅锌尾矿重金属的抗性与吸收差异研究

铅锌尾矿是一类重金属含量极高,对植物生长产生毒害的生境.盆栽实验的结果显示,香根草和百喜草在纯尾矿或由尾矿和垃圾组成的混合基质上都能生长,但植物的长势随基质中重金属含量的增加而减弱,其中香根草的生物量所受的影响比百喜草的更大,即百喜草有比香根草更强的重金属抗性.2种植物体内的重金属含量高低均为Zn＞Pb＞Cu,但二者对它们的富集能力大小分别是,香根草为Zn＞Cu＞Pb,百喜草则为Cu＞Zn＞Pb.香根草和百喜草的根系对3种重金属都有较强的滞留效应,滞留率均在50%以上;其中香根草对重金属的滞留率又明显高于百喜草;而且,同一植物对不同的重金属的滞留率也明显不同,香根草对Pb的滞留率最高,而百喜草对Cu的滞留率显著高过对Zn和Pb.由于香根草的生物量明显大于百喜草,结果香根草对Pb、Zn的吸收量比百喜草高.当用25%的垃圾改良金属尾矿时,百喜草对重金属的吸收量即达最大;而香根草则在尾矿和垃圾各占50%的基质中吸收最多的重金属;因此,添加一定量的垃圾(25%～50%左右)用于尾矿改良时,不仅能使尾矿得到更快的植被恢复与更高的植物修复效果,而且能使垃圾资源得到充分合理的利用.总之,当开展对金属尾矿的植被恢复时,可选择种植抗性强、覆盖快的百喜草,但如果要对尾矿中的重金属进行生物净化,则应选择种植生物量大的香根草,种植香根草还可较好地防止重金属的二次污染或生物富集.     

玉米在重金属污染条件下的生态分化与品种退化

通过易地栽种实验,研究了经历不同重金属污染时期的玉米种群在正常条件下的平均相对生长率、不同时间的开花百分率及其整株重、株高、穗重、５０ 粒种子重、有效穗长和无效穗长等数量性状在不同玉米种群间的差异．结果表明,经历较长时期重金属污染适应的玉米种群在正常条件下栽种,具有较低的平均相对生长率,生活史缩短,植株矮化,产量降低．可以看出,玉米对重金属污染的适应导致了生态分化和品种退化,并讨论了玉米对重金属污染适应的耐性代价．     

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。     

铅镉抗性菌株JB11强化植物对污染土壤中铅镉的吸收

研究了铅、镉抗性菌株(JB11)和生物降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(S,S)-EDDS)提高高羊茅和红三叶草吸收土壤中铅、镉的能力。从土壤样品中筛选出1株对Cd、Pb具有较强抗性的菌株JB11,经鉴定为成团泛菌属(Pantoea agglomerans)。JB11对Pb2+、Cd2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+、Ni2+等多种重金属和卡那霉素、氨苄青霉素、链霉素、四环素等抗生素具有抗性,在温度15—35℃和pH为5.0—9.0范围内生长良好,最适生长温度为30℃,最适pH值为7.0左右,在低于3%的NaCl浓度下生长良好。盆栽试验研究了菌株JB11、EDDS及1/2EDDS+JB11 3种处理下对生长在Cd 100 mg/kg、Cd 200 mg/kg、Pb 500 mg/kg和Pb 1000mg/kg的土壤中的高羊茅和红三叶生长及从土壤富集Cd、Pb能力的影响。结果表明,外加JB11能使高羊茅和红三叶的干重分别比对照都有增加。除外加JB11后在经Pb 1000 mg/kg处理的土壤中高羊茅地上部的Pb浓度、经Cd 200 mg/kg处理的土壤中红三叶地上部的Cd浓度以及经Cd 100 mg/kg处理的土壤中高羊茅和红三叶根部的Cd浓度以外,外加JB11后对其他重金属处理植物中Pb和Cd的含量都显著增加。外加EDDS后除在经Pb 500 mg/kg的土壤中高羊茅根部的Pb浓度增加差异不显著,对其余重金属处理都可产生显著的影响(P0.05)。1/2EDDS+JB11的复合处理下植物重金属吸收量多数高于JB11和EDDS单独处理,JB11用于植物修复土壤Pb和Cd污染具有很大的潜力。     

三七对土壤中镉、铬、铜、铅的累积特征及健康风险评价

我国传统珍贵草本药用植物三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen重金属污染问题已引起广泛关注,但相关研究却非常有限。调查了三七种植区土壤重金属污染状况,揭示了三七对土壤中重金属的吸收转运规律及其健康风险。结果表明,三七种植区土壤镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)的超标率分别为75%、38%、50%,污染程度分布表现为丘北县文山县砚山县马关县;种植区三七存在较为严重的Cd、Cr、铅(Pb)污染,其不同部位的超标率范围分别为81%—100%、75%—100%、25%—63%;三七具有较强的Cd富集能力及Cd、Cu转运能力;三七不同部位Pb、Cd、Cr、Cu对人体的摄入风险贡献依次为13.46%—46.40%、8.67%—24.67%、1.90%—14.40%、0.38%—0.79%,其中主根中Cd、Cr、Cu对人体的健康风险与土壤中相应的重金属浓度呈线性正相关。研究可为解决三七种植区,乃至其他中草药种植区的重金属污染问题提供重要的科学依据。     

重金属Cd2+和Cu2+胁迫下泥蚶消化酶活性的变化

为了探讨重金属Cd²⁺和Cu²⁺胁迫对泥蚶消化酶活性的影响,运用酶学分析的方法,按《渔业水质标准》（GB 11607）规定的Cd²⁺、Cu²⁺最高限量值的1、2、5、10倍设置重金属离子Cd²⁺、Cu²⁺浓度及其组合,研究了在重金属Cd²⁺、Cu²⁺胁迫下,30d内泥蚶3种消化酶活性的变化规律。结果表明：与空白对照组相比,在重金属Cd²⁺、Cu²⁺或其组合的胁迫下,较低浓度组泥蚶的淀粉酶活性实验前期增强（即被诱导）,实验后期减弱（即被抑制）,较高浓度组泥蚶的淀粉酶活性从实验一开始就减弱,并保持在较低水平,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合Cu²⁺ > （Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cd²⁺;泥蚶脂肪酶的活性实验前期增强,实验后期转为微减弱或减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺;泥蚶胃蛋白酶的活性实验前期增强,且活性呈现升高-降低-再升高-再降低的变化,实验后期分别表现微增强、微减弱和减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺。可见：环境中的Cd²⁺和Cu²⁺对泥蚶的消化酶活性起着明显的影响作用。     

铜对鲫鱼脾细胞超微结构的影响

应用透射电镜的方法,研究了三种铜离子浓度对鲫鱼脾细胞超微结构的影响。结果表明：脾细胞超微结构变化明显,主要表现在线粒体和内质网,线粒体双层膜解体,形成空白区,嵴断裂,膨大和扭曲,内质网亦变化明显。     

‘新选七叶’油菜对土壤3种重金属的吸收和累积特征

以‘新选七叶’油菜为研究对象,采用土培方法,研究在不同浓度重金属(镉、铅、汞)胁迫下,油菜对重金属的吸收和积累特征,并探讨重金属在土壤—蔬菜间的迁移情况。结果表明:不同重金属在植物不同部位的分布和积累规律存在差异,镉和汞在植株上的积累规律为根叶茎,而铅在植株上的积累规律为根茎叶。油菜根部对重金属的累积能力远高于茎和叶,根部对三种重金属的吸收富集能力为镉汞铅。油菜各部位重金属含量与土壤重金属浓度呈显著正相关(r20.859)。以蔬菜可食部位重金属含量的最大限量为标准(GB 15201-1994、GB 14935-1994、GB 2762-1994),计算得出土壤中对应的镉、铅、汞临界值分别为0.362、43.62、2.892μg/g。     

不同土地利用方式对城市土壤质量的影响

通过对兰州市西固区种土地利用类型(工业园区、道路两侧、农业、居民区和公园)320个土壤样品的测试,研究了不同土地利用方式对城市土壤理化性状和Pb、Zn、Cd、Cu、Hg元素积累的影响.在种类型土壤中,工业园区土壤的pH值最低而电导率最高,道路两侧土壤有机碳含量显著高于居民区、公园和农业土壤;Pb、Zn、Cu、Cd和Hg的含量在种类型土壤中存在显著差异,并明显高于兰州市土壤背景值;计算得到的工业园区、道路两侧、农业、居民区和公园土壤的内梅罗综合污染指数分别为4.9、3.7、4.0、2.4和2.2.结果表明,不同土地利用方式对城市土壤质量的影响不同,工业活动的影响最大,交通污染次之,再依次为农业活动及居民生活.     

硫营养对重金属胁迫下玉米和小麦根系导水率的影响

以‘秦单4号’玉米和‘小偃22’小麦为供试材料,通过室内玉米水堵和小麦盆栽试验,采用静态压力室法测定了不同硫营养水平与不同重金属胁迫处理下根系导水率（Lpr）的变化。结果表明：玉米Lpr经100μmol／LHg^2＋、Zn^2＋、Cu^2＋胁迫处理后分别降低到CK的13％、79％和45％,Cu^2＋、Zn^2＋对其Lpr的抑制效应分别为同浓度Hg^2＋的62．9％及24．3％;施硫处理的玉米Lpr在无Cu^2＋胁迫条件下都极显著高于无硫处理,且低硫处理显著较高,在Cu^2＋胁迫条件下亦都极显著高于无硫处理,并且Cu^2＋胁迫对其Lpr的抑制效应随着硫浓度增大而逐渐减小;不施硫和施硫处理的小麦Lpr在500mg／kgZn^2＋胁迫下分别比相应CK降低36．89％和37．71％,在400mg／kgCu^2＋胁迫下则分别比相应CK降低了34．61％和12．29％。研究发现,重金属Cu^2＋、Zn^2＋对玉米和小麦根系导水率具有显著的抑制作用且Cu^2＋〉Zn^2＋,施硫对Cu^2＋胁迫下的玉米和小麦根系导水率都具有显著的保护作用,并随硫浓度增加而增强。