砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征
高砷地区植物的生态与化学特征
WEI Chao- Yang and CHEN Tong-Bin 3
( Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research , the Chinese Academy of Sciences , Beijing 100101 , China)
Abstract Arsenic contamination in soil is a severe environmental problem. Currently , there is economical and effective remediation technique for arsenic. The study of using tolerant and hyper-accumulating plants to remediate heavy metal contaminated soils , termed Phytoremediation , has become an intensive topic field. Chi2 na has long history of arsenic mining and smelting , especially in the south. The tailings and smelting stove residue contain large concentration of arsenic that produced severe arsenic contamination to local waters , soils and organisms. China has a large plant diversity. Therefore , a survey for screening arsenic tolerant and hyper2 accumulating plants , as well as their ecological and chemical characteristics may provide useful insight and contribute to the field of phytoremediation.
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)
三一文库()〔砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)〕*篇一:蜈蚣草对砷的生物富集研究蜈蚣草对砷的生物富集研究摘要:砷具有致癌、致突变和致畸性,是一种对免疫系统有害的物质。
高砷地下水严重威胁全球数百万人的健康。
超富集植物以其对重金属的耐性、富集性等特性展示了它在重金属污染修复方面的巨大潜力。
利用超富集植物修复环境污染的研究获得了学术界和公众的普遍关注。
近年来,发现蜈蚣草可高效去除污染土壤和水环境中的砷。
关键词:砷、超富集植物、蜈蚣草、植物修复1.1砷的危害及研究现状1.1.1砷的危害砷是一种原浆型毒物,具有致突变、致癌和致畸性(郑凤英等,2006),是我国砒霜的主要成分。
砷化物是可由呼吸道、食物或皮肤接触中进入人体,能抑制酶的活性,干扰人体代谢过程,使中枢神经系统发生紊乱,并导致毛细血管扩张(Saha,1999)。
如果人类长时间暴露在含砷环境中,会诱发肝癌、皮肤癌等,还会诱发畸胎。
现在越来越多的癌症与含砷饮用水密切相关(肖细元,2003)。
砷的慢性作用可导致皮肤有色素沉着以及手脚有角质物质生成,从而进一步发展为皮肤癌。
长期饮用含砷的地下水,爆发肝癌、皮肤癌及其它癌症的几率将高达10%。
另外土壤和水体的砷污染还会导致粮食减产,造成经济损失。
1.1.2砷的来源自然界中的矿物燃料煤和石油中含有一定量的砷,在冶炼燃烧过程中进入大气后产生大量砷化物,通过植物吸收和火山活动等自然过程可连续地将砷化物分散到土壤环境中。
在世界各地,由于稀有金属矿的开采和铜矿、金矿的工业活动、居民燃用的高砷煤还有冶金、玻璃、陶瓷、制革、农药、某些有机和无机化学品制造、炼油和稀土提取等领域工业废水的排放,以及农业含砷杀虫剂的使用,使得多数区域遭受砷污染。
过量的自然和人为来源砷,由于地球化学作用,使砷广泛存在于地表和地下水体中,进入地质大循环和生物地球化学小循环后,将表现出其地球化学危害行为(郑凤英等,2006)。
1.1.3砷的污染现状由不同来源的砷化物进入环境后,在局部地区聚集,引起环境中砷含量升高,进而造成砷污染公害的事件时有发生。
超累积植物简介-蜈蚣草
超累积植物简介与普通植物相比,学术界认为,超富集植物一般应具备4个基本特征:首先,临界含量特征,即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准,如锌、锰为10 000毫克/千克;铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克;镉为100毫克/千克;金为 1毫克/千克。
其次,转移特征,即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。
第三,耐性特征,即植物对重金属具有较强的耐性。
其中对于人为控制试验条件下的植物来说,是指试验中与对照相比,植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。
对于在自然污染状态下生长的植物来说,是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。
第四,富集系数特征,即植物地上部富集系数(定义:指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值)大于1。
一般来讲,植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高重金属超量积累植物,是指能够超量吸收和积累重金属的植物,超积累植物体内的重金属含量要达到一般植物的100倍以上,不同元素有不同的临界值,一般业内公认的标准是,镉1000ppm,铜、镍、铅等为1000ppm,锰、锌为10000ppm.我国目前发现的超积累植物有:砷--蜈蚣草;锌--东南景天;锰--商陆;镉--龙葵等蜈蚣草蜈蚣草,蕨类一种,凤尾蕨科凤尾蕨属多年生草本。
叶簇生,一回羽状。
孢子囊群生于羽片侧脉顶部的联结脉上,线形。
广布于长江以南,生于路旁、石缝或石灰岩山地,是钙质土或石灰岩的标示植物。
蜈蚣草对砷超强喜好,它能通过根系大量吸收泥土中的砷,然后存进自己的叶片中。
生于海拔2000-3100m的空旷钙质土或石灰岩石上。
蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷的超富集植物,对重金属具有超常规吸收与富集能力。
将蜈蚣草植于污染土壤,吸收重金属加以回收,可达到“清污与回收”双重目的。
蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。
在自然条件下,蜈蚣草可生长在砷含量40~50mg/Kg土壤中,甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长;在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg,室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。
2019年砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)
2019年砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1) 篇一:蜈蚣草对砷的生物富集研究蜈蚣草对砷的生物富集研究摘要:砷具有致癌、致突变和致畸性,是一种对免疫系统有害的物质。
高砷地下水严重威胁全球数百万人的健康。
超富集植物以其对重金属的耐性、富集性等特性展示了它在重金属污染修复方面的巨大潜力。
利用超富集植物修复环境污染的研究获得了学术界和公众的普遍关注。
近年来,发现蜈蚣草可高效去除污染土壤和水环境中的砷。
关键词:砷、超富集植物、蜈蚣草、植物修复1.1砷的危害及研究现状1.1.1砷的危害砷是一种原浆型毒物,具有致突变、致癌和致畸性(郑凤英等,20XX),是我国砒霜的主要成分。
砷化物是可由呼吸道、食物或皮肤接触中进入人体,能抑制酶的活性,干扰人体代谢过程,使中枢神经系统发生紊乱,并导致毛细血管扩张(Saha,1999)。
如果人类长时间暴露在含砷环境中,会诱发肝癌、皮肤癌等,还会诱发畸胎。
现在越来越多的癌症与含砷饮用水密切相关(肖细元,2003)。
砷的慢性作用可导致皮肤有色素沉着以及手脚有角质物质生成,从而进一步发展为皮肤癌。
长期饮用含砷的地下水,爆发肝癌、皮肤癌及其它癌症的几率将高达10%。
另外土壤和水体的砷污染还会导致粮食减产,造成经济损失。
1.1.2砷的来源自然界中的矿物燃料煤和石油中含有一定量的砷,在冶炼燃烧过程中进入大气后产生大量砷化物,通过植物吸收和火山活动等自然过程可连续地将砷化物分散到土壤环境中。
在世界各地,由于稀有金属矿的开采和铜矿、金矿的工业活动、居民燃用的高砷煤还有冶金、玻璃、陶瓷、制革、农药、某些有机和无机化学品制造、炼油和稀土提取等领域工业废水的排放,以及农业含砷杀虫剂的使用,使得多数区域遭受砷污染。
过量的自然和人为来源砷,由于地球化学作用,使砷广泛存在于地表和地下水体中,进入地质大循环和生物地球化学小循环后,将表现出其地球化学危害行为(郑凤英等,20XX)。
1.1.3砷的污染现状由不同来源的砷化物进入环境后,在局部地区聚集,引起环境中砷含量升高,进而造成砷污染公害的事件时有发生。
超富集植物的研究进展
安徽农业科学。
Joumal0fAnhuiA91.Sci.2007,35(16):4895—4897责任编辑刘月娟责任校对胡先祥超富集植物的研究进展亢希然,范稚莲。
,莫良玉,陈海凤(广西大学农学院,广西南宁530004)摘要找到合适的超富集植物是植物修复的关键。
通过查阅文献,综述了当前超富集植物的研究进展。
关键词植物修复;金属;超富集植物中图分类号X173文献标识码A文章编号0517—6611(21307)16—04895—03R酋阻曲Progress缸HyperaeetmmhtorsKANGXi-ranetal(AgriculturalCollege,GtmngxiUniversity,Nanning,Gu肌斟530004)AhsemletItplaysimoortantroletofmdsuitablehyperaccumulator.Inthepaper,researchprogressinhyperaccumulatorswasintroducedKeywordsPhytorewediation;Metal;Hyperaceumtdator在工业废水、汽车尾气、农药和化肥施用的过程中都会排出大量重金属。
金属矿山中的尾矿库也是环境体系中重金属污染的重要来源。
随着土壤重金属污染的加重,农用耕地面积锐减,相当数量农田的土壤质量也日趋下降。
尤为严重的是,有毒重金属在土壤系统中所产生的污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。
进入土壤的重金属元素在一定时限内不表现出对环境和作物的危害,但当其积累量超过土壤承受能力或土壤容量时,就会对作物和人体产生危害,从而导致严重的生态问题Llj。
传统的土壤污染治理方法主要有基于机械物理或物理化学原理的工程措施,包括客土换土法、隔离法、清洗法、热处理法、电化学法等;基于污染物土壤地球化学行为的改良措施,如添加改良剂、抑制剂降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性,以减轻污染物对生态环境的危害。
利用蜈蚣草植物修复西藏矿区土壤砷问题可行性探究
《西藏科技》2019年9期(总第318期)利用蜈蚣草植物修复西藏矿区土壤砷问题可行性探究张景舜(西藏农牧学院,西藏林芝860000)摘要:砷污染是全球范围内最常见的重金属污染之一,矿区附近的土壤通常会发生砷元素含量超标的现象。
西藏矿产资源丰富,现在因开采矿石而造成的生态问题已经开始显现,而其中关于土壤重金属的污染,尤其是砷元素超标的问题也渐渐被人们所关注。
近些年多位学者使用蜈蚣草作为植物修复土壤砷含量超标问题的手段,并取得了诸多成果。
作为一种超富集植物,蜈蚣草对土壤中砷具有良好的富集效果,这也为解决西藏地区矿区周边等土壤被砷严重污染的问题提供了新的思路。
经过对西藏地区自然气候等五个方面进行分析后,最终得出的结论为:蜈蚣草是较适宜治理西藏土壤砷污染的植物种类。
关键词:西藏矿区砷污染蜈蚣草植物修复砷(Arsenic,As)是一种广泛存在于自然界中的化学元素,而砷污染是全球范围内最常见的重金属污染之一,同时砷污染也是世界范围内的一个治理难题。
矿区附近的土壤通常会因黄铁矿等矿石的氧化过程和酸化过程导致砷元素含量超标[1]。
经过近几年的地质勘探调查,西藏地区已经发现了三江成矿带、雅江成矿带班公-怒江成矿带、冈底斯成矿带的存在,西藏独特的地质结构和丰富的矿藏资源引起了世界范围内的关注。
而现在的问题是若将西藏地区的矿藏资源进一步开发,为西藏地区的经济发展注入动力,并为内地城市提供经济发展后劲,那么势必会造成西藏生态环境不可逆的恶化。
当今因开采矿石而造成的一些生态问题已经初见端倪:草地被严重破坏、水污染问题日益严重、矿区周边垃圾污染严重等等。
而其中关于土壤重金属的污染问题也渐渐被人们所关注,刘青枰等学者[1]对西藏尕尔勤矿床区域的835件样品土壤进行分析,发现砷是超标最严重的元素之一。
植物修复是当前最为经济有效的砷污染土壤修复技术之一,它主要利用砷超富集植物的超积累特性实现砷的容纳和转移,以达到净化土壤的目的,具有成本低、操作简单、对环境扰动较小等优点。
蜈蚣草对砷锑镉的富集效果及体内存在形态研究
蜈蚣草对砷锑镉的富集效果及体内存在形态研究朱桓毅;杨爱江;胡霞;徐鹏;邓秋静;范佳宇【摘要】[目的]探究在水培条件下,蜈蚣草受到As、Sb、Cd单一胁迫及交互胁迫后,对其富集特征及体内的赋存形态变化.[方法]选用重金属耐受植物蜈蚣草为载体,利用改良霍格兰营养液水培7 d,通过不同梯度As、Sb、Cd胁迫探究富集特征,并探究浓度为50 mg/L时不同处理条件下As、Sb、Cd在蜈蚣草中的赋存形态特征.[结果]重金属单一胁迫下,蜈蚣草地下部As、Sb、Cd富集浓度最大值分别为337.56、7020.90、2742.58 mg/kg,地上部最大富集浓度分别为886.60、3058.60、4045.80 mg/kg,蜈蚣草仅对As的转移系数稳定>1;在浓度50 mg/L下,单一胁迫或交互胁迫时,蜈蚣草体内As乙醇态与盐酸态浓度占比为69.49%~94.25%,Sb残渣态浓度占比为47.48%~78.36%,Cd盐酸态浓度占比为93.67%~98.46%;加入Sb后,蜈蚣草地下部、地上部对As的吸附浓度分别提高60.83、144.40 mg/kg,As、Cd的加入能大幅降低蜈蚣草根、茎、叶中Sb乙醇态浓度,降幅为72.9%~97.0%,As、Sb的加入会促进蜈蚣草根部Cd盐酸态浓度,升幅达38.2%~206.5%.[结论]蜈蚣草对Sb、Cd的富集能力较强,但仅为高富集作用.在胁迫浓度50 mg/L下,蜈蚣草体内As以乙醇提取态与盐酸提取态为主,Sb以残渣态为主,Cd以盐酸提取态为主,Sb可以提高蜈蚣草对As的富集能力,As、Cd 对Sb毒性具有拮抗作用,As、Sb对蜈蚣草根部Cd盐酸态有促进作用,蜈蚣草对As、Sb复合污染的土壤具有更好的修复能力.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2019(046)006【总页数】11页(P68-78)【关键词】蜈蚣草;水培;转运能力;重金属形态;多金属互作;拮抗作用【作者】朱桓毅;杨爱江;胡霞;徐鹏;邓秋静;范佳宇【作者单位】贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学环境工程规划设计研究所,贵州贵阳550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学环境工程规划设计研究所,贵州贵阳 550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550025;贵州大学环境工程规划设计研究所,贵州贵阳 550025;贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】X173;X53;Q945.78【研究意义】砷、锑、镉是毒性极强的3种重金属,且其矿山在中国分布广泛,长期开采与冶炼对矿山周边土壤、运输线路周边农田与河流造成严重的重金属污染,导致农作物难以生长,受影响生物、植物进入食物链后甚至会对人体健康造成不可逆作用甚至是死亡[1-8]。
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征的报告,600字
砷超富集植物蜈蚣草为裸子植物,全世界栽培地广泛分布。
它可以承受一定程度的毒性,是一种过滤作用的污染物富集植物,具有非常重要的地球化学控制作用。
砷超富集植物蜈蚣草大多数情况下都可以富集砷,其对砷的富集能力比其他植物强,可以有效分离砷污染物,通过生物修复技术把污染的土壤变得环境安全。
蜈蚣草的富集机制是通过吸收有机物、硫离子、氧离子和砷等来富集砷,以促使砷从土壤中抽出,然后可以在根内产生大量砷沉淀物,达到净化土壤的作用。
砷超富集植物蜈蚣草的发展,为土壤修复及污染物治理提供了新的方法。
目前,该树的栽培已经被用来修复污染的土壤,改善环境质量,净化污染土壤。
然而,蜈蚣草富集砷的能力仍然有一定的局限性,它的根系生长速度慢,不能在十分短的时间内完成污染物的治理任务;根系生长缓慢,不能有效把砷污染物从土壤中抽出;还有,在某些低温,低pH,低磷条件下,蜈蚣草可能无法正常生长。
总而言之,砷超富集植物蜈蚣草是一种重要的污染物富集植物,它的发展为土壤修复提供了新的机遇。
但是,它的富集能力有一定的局限性,治理污染土壤的效率有待提高。
砷污染土壤的蜈蚣草修复研究进展_潘志明
土 壤(Soils), 2007, 39 (3): 341~346砷污染土壤的蜈蚣草修复研究进展①潘志明, 邓天龙*(成都理工大学材料与生物工程学院,成都 610059)摘 要:本文评述了As污染土壤的蜈蚣草植物修复及其对As的解毒机制的研究进展,内容着重包括蜈蚣草对As的富集特征, As在蜈蚣草中的赋存形态、迁移及其转化,土壤以及土壤中P、Ca和K等元素对蜈蚣草吸收、转运As的影响等方面。
关键词: 蜈蚣草;植物修复;砷污染土壤中图分类号: X53;O627.52自2001年Ma等[1]和陈同斌等[2]分别在美国佛罗里达州中部、中国湖南发现了首例As的超富集植物蜈蚣草后,国内外针对蜈蚣草修复土壤重金属As污染的研究十分活跃。
归纳起来,主要集中在:①蜈蚣草对As的富集特征;②As在蜈蚣草中的存在形态及其转化;③P、Ca、K等元素对蜈蚣草吸收、转运As的影响;④蜈蚣草对As的耐性机制等方面。
1 土壤中砷的赋存形态及其对蜈蚣草生长、吸收的影响在土壤中,As的存在形态决定其生物有效性和毒性[3],而土壤中水溶性As浓度与植物有效性的相关性极高,而与总As的含量似无相关性[4-5],土壤有效As 的含量可显著影响蜈蚣草对As的富集。
研究表明:土壤中的As主要以无机形态和少量的有机形态存在[6-9],其有机形态的As主要以单甲基胂(monomethyl arsenic,MMA)、二甲基胂酸(dimethyl arsenic acid,DMA)等形态存在;无机形态的As有:①难溶性砷酸盐,如砷酸铁、砷酸钙、砷酸铝等;②包蔽在其他金属难溶盐的沉淀中;③吸附在土壤黏粒和其他金属难溶盐的沉淀界面中;④存在于土壤颗粒的晶体结构中;⑤溶解在土壤溶液中。
土壤中的无机As,主要以As(V)形态存在[8],且其存在形态主要与土壤中Al、Fe、Ca 的含量有关,而与有机质和Si的含量关系不大[10]。
土壤对As的吸附能力随着土壤黏粒含量的减少而减弱[11]。
蜈蚣草在治理含砷污水中的神奇作用
蜈蚣草在治理含砷污水中的神奇作用作者:李启亨周又红毕欣来源:《中国科技教育》2010年第08期[摘要]作者从可以治理土壤中砷的超富集植物蜈蚣草入手,探究蜈蚣草能否治理水中的砷。
设计并实施了在含砷营养液中培养蜈蚣草的试验,得出了蜈蚣草对于水中砷的吸收能力强,可去除水中砷污染的结论;通过对比抑制、促进和正常蒸腾,得出了蒸腾作用对蜈蚣草吸收水中砷的能力影响显著,抑制或促进蒸腾能够降低或者增加蜈蚣草对砷的富集量的结论;由此提出了建设人工湿地、用蜈蚣草治理修复砷污染水体的建议,具有广阔的应用前景。
[关键词]水污染砷蜈蚣草蒸腾一、研究背景2008年,我从媒体上得知了震惊全国的云南省阳宗海砷污染事件后,就开始关注砷污染问题。
通过上网、到图书馆和科研机构查阅资料、请教专家和老师等,得知有一种叫蜈蚣草的超富集植物可以治理土壤中的砷。
同时我了解到超富集植物能够将根系吸收的重金属大量转运到植物叶片中。
研究表明,蒸腾作用是植物吸收矿质营养元素的一种主要动力。
目前,蒸腾作用和重金属富集能力之间的关系已经成为研究热点之一。
目前对于蜈蚣草吸收水中砷的能力,以及蜈蚣草在水污染治理方面的应用研究较少,特别是蒸腾作用对于蜈蚣草吸收砷的影响还没有公开的文献报道。
于是,我想到下列一些问题:1既然蜈蚣草能够吸收土壤中的砷,是不是也能够用它来去除水体中的砷呢?2蜈蚣草富集砷这样毒性很强的重金属与蒸腾作用有关吗?3湖泊污染了是不是也可以用成本相当低廉的植物修复技术进行治理呢?带着这些疑问,我开展了前期调查,并在实验室进行了模拟试验与研究。
二、研究目的1分析蜈蚣草对水中砷的吸收能力;2研究蒸腾作用对蜈蚣草吸收砷的影响:3提出解决水体砷污染的建议。
三、研究内容1研究技术路线具体技术路线见图1。
2研究时间安排与内容(见表1)3具体研究方法在研究过程中应用环境科学、生物科学等原理,采用了资料查阅法、专家咨询法、野外考察法、实验室植物培养试验法、比较法、统计等科学方法。
生态学论文_砷超富集植物蜈蚣草的研究进展
砷超富集植物蜈蚣草的研究进展摘要:砷具有致癌、致突变和致畸性,是一种对免疫系统有害的物质。
高砷地下水严重威胁全球数百万人的健康。
超富集植物以其对重金属的耐性、富集性等特性展示了它在重金属污染修复方面的巨大潜力。
利用超富集植物修复环境污染的研究获得了学术界和公众的普遍关注。
蜈蚣草是最近发现的砷超富集植物,具有生长快、适应性广和吸收积累砷能力强等特点,是一种理想的砷超富集植物,而我国蜈蚣草野生资源丰富。
本文从蜈蚣草的发现,它的砷富集原理,富集量,富集砷能力的基因型差异及其对环境因子的反应,地下水中氟-和pH对蜈蚣草除砷的影响及应用,筛选对对蜈蚣草除砷的影响,砷形态、HCO3并利用抗砷菌与蜈蚣草互作用以及蜈蚣草产后处置及其资源化等方面进行了系统的阐述。
关键词:超富集植物;蜈蚣草;产后处置;资源化Abstract:Arsenic is carcinogenic and mutagenic and teratogenic nature, is a substance that is harmful to the immune system. High arsenic groundwater seriously threatened the health of millions of people around the world. For its patience with the heavy metal hyperaccumulation plants and enrichment characteristics shows its great potential in the aspect of heavy metal pollution repair. Repair the pollution of the environment research hyperaccumulation plants using won the attention of the academia and the public. Centipede grass hyperaccumulation plants is the recent discovery of arsenic, with fast growth, wide adaptability and strong ability of absorbing accumulation of arsenic etc, is a kind of ideal hyperaccumulation plants arsenic, and the centipede grass wild resources are rich in our country. This article from the centipede grass found that arsenic enrichment principle of it, enrichment, arsenic enrichment capability of genotype differences in response to environmental factors, reviewing the centipede grass in addition to the influence of arsenic in groundwater fluorine, arsenic form, HCO3-, and the effect of pH on the centipede grass arsenic removal and application of filter and use the arsenic resistant bacteriaand the centipede grass interaction, and the centipede grass postpartum disposal and resource recovery and so on has carried on the system in detail.Keywords: Hyperaccumulator; centipede grass; postpartum disposal; resources 1983 年,美国科学家 Chaney et al. (1997)首次提出了植物修复技术的设想,它就是利用植物物种的特殊选择性的特点,来去除地下水或者土壤中的重金属污染物的一种新型方法。
抗砷菌对蜈蚣草生长及其砷吸收能力的影响
第一作者 : 曾
东 , ,9 4年 生 , 士 研究 生 , 要从 事 环境 系 统控 制 工程 的技 术 研 究 。 讯 作 者 。 男 18 硕 主 通
r i n eo g o d u e o c t ,mo i a e ( i o t n a s ) t o l tmu a e ln sg o h b e r td a tv n z a d b l n st e tr my e e a n l l s Rh z c o i p. .I u d s i l t sp a t r wt y s c e e c i e i c
效率 , 缩短 修复 时 间提供 参考 。
1 试 验 部 分 1 1 菌株 的 筛 选 .
染 严 重 的土 壤上 生 长缓 慢 、 系不 发 达 、 蜈蚣 草 的生 长 条 5 ] 改
件 , 进蜈 蚣 草 根 系 在 砷胁 迫 下 的生 长发 育 , 大 促 扩 或延 长 蜈蚣 草 根 系 与 污 染 土 壤 的 接 触 面 积 以增 强 蜈蚣 草 对 土壤 中砷 的 吸 收 , 改 善其 土 壤 修 复效 率 对 具有 一定 意 义 。
分别采 用根 内筛 选与 根外筛 选 2种 方 法筛 选 抗
砷 菌 , 内筛 选 中 , 新 鲜 的 蜈 蚣 草 根 放人 研 钵 中 , 根 将 加入 一 定 乙醇浸 泡 5ri , n 然后 用无 菌水 反复 漂洗直 a
至无 味 , 加入 少量 的石 英砂 辗碎后 , 接入 灭菌 牛 肉膏 蛋 白胨 液体 培养 基 中 , 并用 Na 调节 p 至 7 O OH H . ~
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)篇一:蜈蚣草对砷的生物富集研究蜈蚣草对砷的生物富集研究摘要:砷具有致癌、致突变和致畸性,是一种对免疫系统有害的物质。
高砷地下水严重威胁全球数百万人的健康。
超富集植物以其对重金属的耐性、富集性等特性展示了它在重金属污染修复方面的巨大潜力。
利用超富集植物修复环境污染的研究获得了学术界和公众的普遍关注。
近年来,发现蜈蚣草可高效去除污染土壤和水环境中的砷。
关键词:砷、超富集植物、蜈蚣草、植物修复1.1砷的危害及研究现状1.1.1砷的危害砷是一种原浆型毒物,具有致突变、致癌和致畸性(郑凤英等,2019),是我国砒霜的主要成分。
砷化物是可由呼吸道、食物或皮肤接触中进入人体,能抑制酶的活性,干扰人体代谢过程,使中枢神经系统发生紊乱,并导致毛细血管扩张(Saha,1999)。
如果人类长时间暴露在含砷环境中,会诱发肝癌、皮肤癌等,还会诱发畸胎。
现在越来越多的癌症与含砷饮用水密切相关(肖细元,2019)。
砷的慢性作用可导致皮肤有色素沉着以及手脚有角质物质生成,从而进一步发展为皮肤癌。
长期饮用含砷的地下水,爆发肝癌、皮肤癌及其它癌症的几率将高达10%。
另外土壤和水体的砷污染还会导致粮食减产,造成经济损失。
1.1.2砷的来源自然界中的矿物燃料煤和石油中含有一定量的砷,在冶炼燃烧过程中进入大气后产生大量砷化物,通过植物吸收和火山活动等自然过程可连续地将砷化物分散到土壤环境中。
在世界各地,由于稀有金属矿的开采和铜矿、金矿的工业活动、居民燃用的高砷煤还有冶金、玻璃、陶瓷、制革、农药、某些有机和无机化学品制造、炼油和稀土提取等领域工业废水的排放,以及农业含砷杀虫剂的使用,使得多数区域遭受砷污染。
过量的自然和人为来源砷,由于地球化学作用,使砷广泛存在于地表和地下水体中,进入地质大循环和生物地球化学小循环后,将表现出其地球化学危害行为(郑凤英等,2019)。
1.1.3砷的污染现状由不同来源的砷化物进入环境后,在局部地区聚集,引起环境中砷含量升高,进而造成砷污染公害的事件时有发生。
最新-砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1) 精品
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1) 篇一:全世界已发现的重金属超富集植物有500多种全世界已发现的重金属超富集植物有500多种,其中360多种是的超富集植物。
韦朝阳,陈同斌等[16]通过野外调查和栽培实验,发现了砷超富集植物蜈蚣草。
其叶片含可达5070,在含砷9的正常土壤中,蜈蚣草地下部和地上部对砷的生物富集系数分别高达71和80。
韦朝阳等[17]发现了另一种的超富集植物大叶井口边草,其地上部分平均含量为418,最大含量可达694,生物富集系数为13~48。
杨肖娥、龙新宪等[18]发现了一种新的的超富集植物东南景天,天然条件下东南景天的地上部分平均含量为4515。
营养液培养试验表明,其地上部分含量最高值可达19674。
李华和姜理英[19]等研究了耐性植物海洲香薷对的吸收和积累,指出虽然地上部分积累水平未达到超富集植物的要求,但由于其生物量大,根系能超富集,植株总积累较高,可考虑将其用于污染土壤的植物修复。
李红艳等[20]报道菊科植物艾蒿和滨蒿对也表现出高的富集能力,其中艾蒿地上部分的含量为91-698,滨蒿为42~259。
范稚莲,莫良玉[21]在对典型矿区进行调查后发现,生长在锰矿区的狗牙根,香附子和菜蕨中的含量分别达到27514,16144和11516,相应的富集系数为114,67和48。
这3种植物均达到超富集植物的相关标准,是潜在的超富集植物。
柯文山等在温室砂培盆栽条件下对十字花科芸薹属5种植物芥菜,芥兰,鲁白,竹芥,甘蓝进行铅吸收和耐性的研究,认为鲁白,芥菜不仅生长快,生物量高,且其地上铅的含量超过1000,迁移总量和迁移率都很高,是很好的潜在修复铅污染的材料。
近期对富集植物品种的筛选的研究还有,聂俊华等对生长于铅锌尾矿区的36种植物进行了筛选,以叶片叶绿素含量,株高,植株含量为富集植物的筛选指标进行实验筛选。
筛选出6个富集的植物品种,分别是香根草、绿叶苋菜,裂叶荆芥,羽叶鬼针草,紫穗槐和苍耳。
砷在超富集植物蜈蚣草羽片中的分布规律
砷在超富集植物蜈蚣草羽片中的分布规律王学礼;韦燕燕;何冰;雷梅;顾明华【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2015(046)005【摘要】[目的]探明砷在超富集植物蜈蚣草不同叶位羽片中的分布,为优化采样方法进而准确评估植物修复效率提供依据.[方法]采用大田取样与室内分析相结合的方法,研究不同叶位的蜈蚣草羽片中砷分布的规律.[结果]蜈蚣草不同叶位羽片中砷浓度差异较明显:中部羽片砷浓度分别是基部羽片和顶部羽片的35%和37%,由基部羽片到顶部羽片砷浓度变化现先降低后升高的变化趋势,随着羽片叶位增加呈“U”型分布.蜈蚣草羽叶中部羽片砷富集量是基部羽片的3.1倍,是顶部羽片的2.8倍,蜈蚣草羽叶砷富集量中部羽片较高,基部羽片和顶部羽片较低,呈倒“U”型分布.[结论]中部羽片砷浓度较低,但砷累积量较大,因此通过采集羽片样品来评估蜈蚣草修复效率时要兼顾底部羽片、中部羽片和顶部羽片.【总页数】5页(P755-759)【作者】王学礼;韦燕燕;何冰;雷梅;顾明华【作者单位】广西大学农学院,南宁530005;中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;广西大学农学院,南宁530005;广西大学农学院,南宁530005;中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;广西大学农学院,南宁530005【正文语种】中文【中图分类】X171.5【相关文献】1.砷超富集植物蜈蚣草丛枝菌根观察方法的优化 [J], 邱丹;杜芮萍;孟德凯;黎宁;顾明华;王学礼2.砷在超富集植物蜈蚣草羽片中的分布规律(英文) [J], 王学礼;韦燕燕;何冰;雷梅;顾明华;3.改良FIASCO方法筛选砷超富集植物蜈蚣草SSR分子标记 [J], 李磊;敖日格乐;王玢琪;葛台明4.砷超富集植物蜈蚣草原生质体的分离及其抗砷性分析 [J], 詹宝;徐文忠;麻密5.砷超富集植物蜈蚣草中磷和钙的亚细胞分布及其与耐砷毒的关系 [J], 肖细元;廖晓勇;陈同斌;阎秀兰;谢华;翟丽梅;武斌因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)
砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征(1)篇一:全世界已发现的重金属超富集植物有5_多种全世界已发现的重金属超富集植物有5_多种,其中360多种是Ni的超富集植物.韦朝阳,陈同斌等[_]通过野外调查和栽培实验,发现了砷超富集植物蜈蚣草.其叶片含As可达5_0 mg/kg,在含砷9 mg/kg的正常土壤中,蜈蚣草地下部和地上部对砷的生物富集系数分别高达71和80.韦朝阳等[_]发现了另一种As的超富集植物大叶井口边草,其地上部分平均含As量为4_ mg/kg,最大含As量可达694 mg/kg,生物富集系数为1.3~4.8.杨肖娥.龙新宪等[_]发现了一种新的Zn的超富集植物东南景天,天然条件下东南景天的地上部分Zn平均含量为45_ mg/kg.营养液培养试验表明,其地上部分含量最高值可达_674 mg/kg.李华和姜理英[_]等研究了耐性植物海洲香薷对Cu的吸收和积累,指出虽然地上部分Cu积累水平未达到超富集植物的要求,但由于其生物量大,根系能超富集Cu,植株Cu总积累较高,可考虑将其用于Cu污染土壤的植物修复.李红艳等[_]报道菊科植物艾蒿和滨蒿对Cu也表现出高的富集能力,其中艾蒿地上部分的Cu 含量为91-698 mg/kg,滨蒿为42~259 mg/kg.范稚莲,莫良玉[_]在对典型矿区进行调查后发现,生长在锰矿区的狗牙根,香附子和菜蕨中Mn的含量分别达到275_,__4和_5_ mg/kg,相应的富集系数为_.4,6.7和4.8.这3种植物均达到Mn 超富集植物的相关标准,是潜在的Mn超富集植物.柯文山等在温室砂培盆栽条件下对十字花科芸薹属5种植物芥菜,芥兰,鲁白,竹芥,甘蓝进行铅吸收和耐性的研究,认为鲁白,芥菜不仅生长快,生物量高,且其地上铅的含量超过1_0 mg/kg,迁移总量和迁移率都很高,是很好的潜在修复铅污染的材料.近期对Pb富集植物品种的筛选的研究还有,聂俊华等对生长于铅锌尾矿区的36种植物进行了筛选,以叶片叶绿素含量,株高,植株含Pb量为Pb富集植物的筛选指标进行实验筛选.筛选出6个富集Pb的植物品种,分别是香根草.绿叶苋菜,裂叶荆芥,羽叶鬼针草,紫穗槐和苍耳.吴双桃等人首次报道了土荆芥是一种铅超富集植物,其茎叶Pb质量分数高达3888 mg/kg.杨远祥在四川汉源县普陀山铅锌矿区筛选到了铅和锌的超富集之物小鳞苔草,其地上部分锌最大积累量91.85 mg/kg,铅最大积累量1_3.23 mg/kg;铅,锌转运系数分别为1.961和0.996.铅,锌胁迫处理发现,小鳞苔草根部和地上部分对铅含量最高分别可达_95.96 mg/kg和_34._ mg/kg,对锌含量最高分别可达483.93 mg/kg和4_.23 mg/kg;植株对铅富集系数最高可达3.1,对锌则富集系数最高可达4.76.篇二:环境工程湖南省重金属污染及其修复摘要:最近二十年,随着经济列车的不断加速,我国进入了环境高风险时期,各种环境污染事件层出不穷,尤其是最近十年,环境污染事件的发展规模.损害后果.污染类型等都日趋扩大.这里搜集整理了湖南省_年至_年最近十年的重大重金属环境污染事件,并在综合评价湖南省主要有色金属矿区土壤重金属污染现状的基础上,通过对矿区周边优势植物物种进行现场实地筛选和研究,论述了利用累积和超累积植物修复矿区重金属樗染土壤的可行性.从而为矿区土壤重金属樗染治理.土地复垦和生态植被恢复提供了科学依据,也希望能以这些沉重的纪录,打捞那些并不遥远的惨痛记忆,催生起共同保护家园的意识和行动. 关键字:重金属污染事件后果植物修复一.有色金属矿区重金属污染对周边生态环境的破坏效应湖南省有色金属矿藏十分丰富,素有〝有色金属之乡〞之称.迄今为止,在湖南境内已发现有色金属(含贵金属)矿产_种,已探明有色金属矿床340多处【1】.有色金属矿产的大规模开发一方面给湖南省带来巨大经济效益,另一方面又加重了对矿区周围生态环境的污染和破坏.有色金属矿由于品位低.提取工艺复杂,固体废弃物产量大,破坏和压占了大量土地.多年积累下来,面I临的土地复垦与生态恢复问题十分严重.有色金属矿产的开采会导致大量尾矿的产生.据统计,平均每开采l t矿石将产生O.92 t尾矿砂,其中包含的高浓度重金属对绝大多数植物的生长发育都将产生严重抑制和毒害作用.矿区周边地区的生态环境破坏几乎都是直接或间接的由矿山开采所排放的大量酸性矿井水和尾矿砂中所包含的高浓度重金属造成的,其中尤以土壤重金属污染危害最大.土壤重金属污染主要通过以下途径对环境产生危害:(1)土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透,可能导致地下水的污染.(2)受污染的土壤直接暴露在环境中,通过土壤颗粒物等形式直接或间接地为人或动物所吸收.(3)外界环境条件的变化如酸雨.施加某些土壤添加剂等因素提高了土壤中重金属的生物可利用性,使得重金属较容易为植物吸收利用而进入食物链,对食物链级上的生物产生毒害.(4)有毒重金属进人土壤后不易分解而转化或富集,所以它所产生的污染过程具有隐蔽性,长期性和不可逆性的特点,对环境和生物的潜在危害极大.在湖南省境内土壤重金属污染表现为以Pb.Zn 2种重金属为主,同时伴生着Cd.Cu.As 3种重金属复合污染为主要特征,极大地增加了重金属污染土壤治理和土地复垦的难度.二.污染事件(一)湖南岳阳砷污染事件_年9月8日,湖南省岳阳县城饮用水源地新墙河发生水污染事件,砷超标_倍左右,8万居民的饮用水安全受到威胁.经调查,造成此次污染的祸首是上游3家化工厂,因日常性排放工业污水,致使大量高浓度含砷废水流入新墙河【2】.(二)湖南浏阳镉污染事件_年,湖南省浏阳市镇头镇双桥村通过招商引资引进长沙湘和化工厂,次年4月,该厂未经审批建设了1条炼铟生产线,并长期排放工业废物,在周边形成了大面积的镉污染,进而导致植被大片枯死,部分村民因体内镉超标出现头晕.胸闷.关节疼痛等症状,两名村民因此死亡._年7月29日.30日,当地上千名村民因不堪污染之害,围堵镇政府.派出所.事后,与制造污染有关的企业负责人.政府官员等受到刑事追究.停职等处理【2】.(三)〝有色金属之乡〞饮水告急_年有调查报告披露,被称为〝有色金属之乡〞的湖南,采选.冶炼.化工等企业多分布于湘江流域,由此导致了严重的重金属污染.多年以来,湖南的汞.镉.铬.铅排放量位居全国第一位,砷.二氧化硫和化学耗氧量(COD)的排放量居全国前列.湘江流域鱼类大幅减少,数以千亩的农田无法耕种,相当地域的鱼类.粮食.蔬菜不能食用,4_0万人口的饮用水安全受到威胁【2】.三.湖南省境内累积和超累积植物的调查.筛选及可行性分析(一)重金属污染土壤的植物修复技术植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元索的理论为基础,利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术,它是一门新兴起的应用技术,已被当今世界迅速而广泛接受,正在全球应用和发展【3】.该项技术根据其作用过程和机理可分为植物提取.植物挥发(PhytoV0latilization).植物稳定或固化.植物根系过滤等.与传统方法相比,植物修复具有治理效果的永久性.治理过程的原位性.治理成本的低廉性.环境美学的兼容性.后期处理的简易性等优点,在一定程度上弥补了传统修复方法的不足.(二)湖南省境内具有修复潜力植物物种的筛选利用植物吸收并通过收割以去除重金属元素,是治理土壤中这类污染物的根本途径.不管是植物提取.挥发还是植物稳定.植物根滤作用,植物本身的特性是决定污染治理效率的关键.因而,累积.超累积植物对于土壤金属污染修复具有异乎寻常的意义.,通过对湖南省部分有色金属矿区周边优势植物物种的筛选和其对重金属复合及单一污染抗性的研究,取得了一些突破性研究成果:现已在湖南省某铅锌矿区发现雀稗.双穗雀稗.黄花穗.银合欢4个优势种植物能够成功地在铅锌尾矿上定居..另外,在超累积植物的发掘方面也取得了一些进展,例如薛生国等人在湖南省发现了一种锰超累积植物——商陆【4】;陈同斌等在湖南常德发现了超富集砷的风尾蕨植物——蜈蚣草【5】;中科院韦朝阳等人在湖南发现砷超累积植物——大叶井口边草【6】;湖南农业大学曾清如等人在湖南郴州东坡铅锌尾矿砂的严重污染区发现并种植了对重金属有明显抗性的杨树【7】.(三).可行性分析利用累积或超累积植物修复矿区重金属污染土壤具有物理.化学和其他生物修复方法无可比拟的优势.具体表现在以下几个方面:(1)利用植物的吸收.富集.提取和挥发可以永久地解决土壤重金属污染问题.(2)修复植物的稳定作用可以绿化污染土壤,使地表稳定,防止污染土壤因风蚀或水土流失而带来的污染扩散问题.(3)可以尽可能减少由于土壤清洁造成的场地破坏,对环境扰动少,减少来自公众的关注和担心.(4)经植物修复过的土壤,其有机质含量和土壤肥力都会增加,一般适用于农作物种植,符合可持续发展战略.(5)修复植物的蒸腾作用可以防止污染物质对地下水的二次污染.(6)重金属超累积植物所累积的重金属在技术成熟时可进行回收,从而也能创造一些经济效益.(7)植物修复的过程也是绿化环境的过程,易被社会所接受.(8)植物修复成本低,可以在大面积污染土壤上使用.植物修复的以上众多优点证明了利用超累积植物修复重金属污染土壤在实际应用中的可行性.尽管利用植物修复和复垦矿区污染土壤存在众多优势并具有实践可行性,然而目前仍然存在一些技术上的难点.这些难点仍需要做进一步的研究.四.讨论利用累积或超累积植物修复有色金属矿区重金属污染的土壤,无论从技术上还是从实践应用方面都是切实可行的,尽管目前这种技术还不十分成熟和完善,然而其以其它修复方法无可比拟的优势逐渐引起了人们的重视,成为了当今国内外学术界相关领域研究的热点.目前在湖南省用累积或超累积植物治理和复垦重金属污染土壤虽然还主要集中在试验和尝试性阶段,但不乏也有一些成功的工程应用实例.例如王凯荣等人在湖南安化镉污染严重的铀矿区调整农田种植制度,建立新的生产经营模式,应用种桑养蚕.种植纤维作物,达到了镉污染土地的安全高效利用,农民.政府.矿区三满意的效果【8】 ;曾清如等人在湖南郴州东坡铅锌尾矿砂的严重污染区种植对重金属有明显抗性的杨树,利用该种树生长快.富集土壤中的重金属和净化土壤的特点,不仅美化了环境,净化了土壤,且利用该树材质来生产火柴,可产生明显的经济效益等【7】.在对矿业废弃地复垦中, 不但要求在废弃地上重新种上植物,而且还要使废弃地可以重新利用来进行农业生产.这就需要逐渐将基质中的重金属浓度减少到可接受的水平,这时候累积或超累积植物就可以极大地发挥其富集高浓度重金属的修复潜力了.为了在有毒金属矿区的土地上建立一个可自我维持的植被,可以先选择一些能够同时耐受特定金属.干早和低营养水平胁迫的先锋植物.在这些耐性先锋种生长过一段时间或经一定程度修复后的金属污染地上种累积或超累积植物将更有助于把重金属从污染地中清除.加快矿区土地的复垦.生态植被恢复和减少地下水的污染,从而将重金属对环境和生物的危害减小到最低限度.五.结束语人们为了眼前的利益,大量的开采矿产,从而对矿区周围的居民.生物及环境造成了严重危害.现在国家.政府以及一部分人已经意识到环境污染的严重后果,环境保护的重要性.国家.人们正采取一些措施对重金属污染的地区以及其他污染地区进行修复,并提倡以后要走经济稳定发展.保护环境的可持续发展道路.参考文献【1】谢炳庚,李晓青.湖南有色金属矿产资源及其地域开发研究[J].经济地理._96,_(4):79—82.【2】民主与法制周刊,近年来重大环境污染事件记录,环保资讯,_-_-_.【3】Salt D E.Blaylock M,Kumar N P B A,et a1.PhytoremediationIa novel strategy for the removal of to_icetals from the environment using plant [J].Bio—technology._95,_:468~474.【4】薛生国.中国首次发现的锰超积累植物一商陆[J].生态学报._t23(5);935—937.【5】陈同斌,韦朝阳,黄泽春,等.砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征 [J].科学通报,_,47(3);2_—2_.【6】Wei C Y,Chen T B,Huang z C,eta1.Cretan Brake(Pteris cretica L.)j a Arsenic—accumulating Plant[J].Acta Ecological Sinica,_, _(5):777—778.【7】曾清如,杨仁斌.铁柏清,等,郴县东西河流域重金属污染农田的防治技术和生态利用模式[J].农业环境保护,_,_(5)z428-432.【8】王凯荣,陈朝明,龚惠群,等.工矿污染农田生态整治与安全高效利用模式研究[J].中国环境科学,_98,_(3):97-1_.篇三:富集金属的植物与普通植物相比,学术界认为,超富集植物一般应具备4个基本特征:首先,临界含量特征,即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准,如锌.锰为_ _0毫克/千克;铅.铜.镍.钴.砷均为1 _0毫克/千克;镉为1_毫克/千克;金为 1毫克/千克. 其次,转移特征,即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量. 第三,耐性特征,即植物对重金属具有较强的耐性.其中对于人为控制试验条件下的植物来说,是指试验中与对照相比,植物茎.叶.籽.实等地上部分的干重没有下降.对于在自然污染状态下生长的植物来说,是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状. 第四,富集系数特征,即植物地上部富集系数(定义:指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值)大于1.一般来讲,植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高.世界上已发现超富集或具有超富集性质的植物多达几百种,涉及十字花科.凤尾蕨科.菊科.景天科.商陆科.堇菜科.禾本科.豆科.大戟科等.在我国,科研人员已经发现了蜈蚣草.东南景天.龙葵.宝山堇菜.商陆.圆锥南芥.李氏禾等砷.锌.镉.锰.铅.铬等超富集植物,转移系数(translocation factor)是地上部元素的含量与地下部同种元素含量的比值,即:转运系数﹦地上部植物中元素含量/地下部植物中元素含量.用来评价植物将重金属从地下向地上的运输和富集能力.转移系数越大,则重金属从根系向地上器官转运能力越强滇白前 .调查,表明其地上部中含Zn.Pb 和Cd 平均为(_ _3±3 537).(1 546±1 _4)和(391±_6)mg·kg -1 ,富集系数(地上部和土壤金属质量分数之比)分别为 0.35.0._ 和 1._,转运系数(地上部和根中金属质量分数之比)均超过1,均值分别为8._.3.90 和8.36.野外调查数据表明,滇白前是一种Pb/Zn/Cd 共超富集植物.滇白前对Zn. Pb 富集系数小于1,主要是由于其对应土壤中Zn.Pb 质量分数太高(平均分别为(45 778±32 8_).(_ 5_±_ 6_)mg·kg -1 )所致.李氏禾李氏禾(Leersia He_andra Swartz)是中国境内发现的第一种铬超富集植物.通过水培实验,评价了李氏禾对水中Cr.Cu.Ni的去除潜力.结果表明,李氏禾能够有效去除水体中的Cr.Cu.Ni污染物,重金属初始浓度分别为_和_ mg·L-1的营养液,_ d 后Cr浓度降低到原子吸收分光光度法检出限以下,_ d后Cu浓度降低到 1._ mg·L-1和1.25 mg·L-1,_ d后Ni浓度降低到1._和2._mg·L-1.收获的植物根.茎.叶中重金属含量均较高,根中重金属含量显著高于茎.叶.单株生物量的比较结果表明,含Cr培养液中生长的李氏禾生物量与对照相比无显著减少(P 0._),含Cu.Ni营养液中生长的李氏禾生物量均显著低于对照(P 0._),表明李氏禾对Cr的耐性强于Cu和Ni.李氏禾适宜于湿生环境中生长,能对多种重金属产生大量富集,对Cr.Cu.Ni等重金属污染水体的修复表现出较强的潜力.宝山堇菜通过野外调查和温室试验,发现并证实宝山堇菜(Viola baoshanensis)是一种Cd超富集植物.自然条件下,宝山堇菜地上部Cd平均含量为_68 mg/kg,变化范围为465~23_ mg/kg;地下部Cd平均含量为981 mg/kg,变化范围为233~_46 mg/kg.地上与地下部Cd含量比值变化范围0.41~2._,平均为1.32.Cd生物富集系数变化范围为0.7~5.2,平均为2.38.营养液培养试验研究表明,宝山堇菜地上部Cd 含量随生长介质中Cd浓度的增加而呈线性增加.营养液Cd浓度为50 mg/L时,地上部Cd平均含量达到4825 mg/kg,在Cd浓度为30 mg/L时,生物量达到最大值;地上与地下部Cd含量的比值变化范围为1._~2._,平均为1.67,显示宝山堇菜不仅可以超量吸收Cd,而且可以从地下向地上部有效输送.宝山堇菜的发现将为Cd超富集植物的生理.生化.遗传和进化及其在Cd污染土壤修复方面的研究提供新的重要材料.圆锥南芥随着Cd添加浓度的增加,圆锥南芥的生物量.叶片数.直径长以及Cd含量均呈增加趋势.Cd添加浓度为240mg kg-1时,生物量增加了_7%,叶片数增加了1._倍,直径较对照增加了_0%,叶片中Cd含量达到451mg kg-1.NO3--N和NH4+-N呈先降低后升高的变化趋势,在Cd浓度为240mg kg-1时,达最大值东南景天形态特征多年生草本;茎基部横卧,着地生根;花茎高10-20厘米,有分枝;叶互生,下部叶常脱落,条状楔形.匙形至匙状倒卵形,长1.2-3厘米,顶端钝,有时微缺,基部狭楔形,有距;蝎尾状聚伞花序花多,苞片似叶而小;花无梗,直径1厘米;萼片条状匙形,不等长,基部有距;花瓣黄山;鳞片5,匙状正方形,长1-2毫米,顶端钝截形;心皮5,卵状披针形,直立,基部合生;骨突果斜叉开.环境作用东南景天是近年在浙江衢州.湖南郴州古老的铅锌矿区发现的一种锌.镉.铅超积累植物,能将镉.锌.铅等较多地吸收到植株的地上部,有效减轻土壤重金属污染. 东南景天不仅对土壤过量的锌.镉.铅具有强忍耐能力和超积累特性,并具有多年生.无性繁殖.生物量较大及适于刈割的特点.同时,它适应性强,耐瘠薄.干旱及强光等恶劣生境,观赏性强,是实施植物修复与生态绿化的优良植物.以下列举了一些常见的可作修复重金属元素污染的超富集植物.这种植物具有很强的超富集能力,其叶片含碘量可达千分之八,能够抵受含碘量为 3%的受污染环境.它的富集能力随着生长发育不断增强,超富集特性还可以遗传给下一代.在我国南方的湖南.广西等地大面积存在,其生长旺盛,个体高大. 紫茬苜蓿对铅有很强的富集能力,其根.茎.叶的富集能力依次为根〉茎〉叶,紫茬苜蓿的生物量很高,可大面积种植.芥(gai)菜不仅可吸收铅,也可吸收并积累铬.镉.镍.锌和铜等重金属元素,春天时在野外大面积生长,是一种野生植物.凤眼莲素称水葫芦,是一种浮生植物,每公顷凤眼莲 1 天可从污水中吸收银1.25 千克,吸收金.铅.镍.镉.汞等有毒金属2. _5 千克.除了以上这些植物,一些其它的水生和沼生植物如水浮莲.水风信子.菱角.芦苇和蒲草等都能从污水中吸收金.银.汞等多种总金属元素.地榆达到对Cd.Cu具有超富集能力,其富集系数分别为1.78和1._;苦荬菜对Cd.Zn的富集系数分别为2.76和1.37;白花败酱对Cd和Pb的富集系数分别为1._和1._.种群爆发种群爆发(Population outbreaks ),是指动物密度比平常显著增加的现象.合适的气候条件和食物条件.天敌控制的解除.种群内部机制等常为爆发的原因.多种农作物害虫.森林害虫都具有突然爆发的特征,一旦发生,如果控制措施跟不上就会形成严重虫灾.像红蜘蛛.蝗虫.松毛虫等都可能经过相当时间低密度期以后,在某一特别有利的时间突然大爆发,造成大面积虫害.大面积单一种植易于引起虫害大爆发.农药的滥用造成天敌减少以后也容易引起害虫大爆发. 植物也有形成严重危害的例如,贯叶金丝桃,多年生有毒杂草,欧亚大陆.__年被带入美国加洲北部,到 _44年,扩展到80万公顷._67年,新疆北部农区小家鼠种群大发生,波及3个专区_多个县,粮食损失达1.5亿kg. 小家鼠有特别强大的生殖潜能,但其潜能的发挥受到其自身种群密度和多种环境因素的制约.种群密度的改变可导致个体极显著的生理变化和行为改变,在高密度的种群中,观察到肾上腺皮质增生,幼体胸腺萎缩和雌雄个体生殖腺的萎缩,表现出繁殖受到强烈的抑制.加上气候.农业收成和疾病的影响,使得小家鼠种群动态十分复杂多变.在个别年份,其数量可猛增千倍左右.如新疆天山北麓于_67年,伊犁谷地于_70年,都曾发生过小家鼠的大暴发,造成极大的危害.小家鼠数量的年间变化幅度也很大,并无一定周期,但并非没有规律.如在高数量年后,一般紧接着一个或几个低数量年,而且前一年数量越高,随后的数量越低,影响越久.根据其数量水平和危害特点,可将小家鼠的数量分为大暴发年.小暴发年.中暴发年和低数量年..(1)数量高各主要栖息地捕获率均超过50%.由于夹日法的固有缺点,不能反映高密度种群的数量,所以其实际密度更高.(2)发生早,持续期长,消退急骤两大暴发年5月份鼠密度很高,6~_月份成群危害,到下第一场雪时则突然消失.(3)行为改变集结流窜,白天也活动,无所不食.(4)危害烈,破坏力特强可以成片毁灭庄稼,咬毁室内各种物品,酿成地区性特大灾害.(5)鼠个体趋小,抗逆性变弱数量中常年份小家鼠平均体重_.2g,每千克58只,大暴发年平均体重不足_g,每千克72只.中常年份雪后小家鼠仍很活跃,在野外也能保持相当数量,大暴发年的头场雪后鼠群骤逝,表明其耐寒性极弱.(6)生理改变生殖腺萎缩,_月上旬即全部停止繁殖,雌成鼠无一怀孕.(7)种群崩溃大暴发后次年种群数量必降至最低点,即种群〝爆炸〞以后出现〝崩溃〞现象. _57年,索马里蝗灾,蝗虫约_0亿只,总重5万吨. _-_年,锡盟发生蝗灾,造成严重损失蝗虫属直翅目,昆虫纲.蝗科.虫体一般绿色或黄褐色.咀嚼式口器.后足大,适于跳跃.不完全变态,幼虫称为〝蝻〞,主要以禾本科植物为食.蝗虫种类很多,世界上共有1万余种,我国有3_余种,如飞蝗.稻蝗.竹蝗,意大利蝗.蔗蝗.棉蝗等.蝗虫是农林业的主要害虫.人类很早就注意到严重的蝗灾往往和严重旱灾相伴而生.我国古书上就有〝旱极而蝗〞的记载.近几年来非洲几次大蝗灾也都与当地的严重干旱相联系.造成这一现象的主要原因是,蝗虫是一种喜欢温暖干燥的昆虫,干旱的环境对它们繁殖.生长发育和存活有许多益处.因为蝗虫将卵产在土壤中,土壤比较坚实,含水量在_%~_%时最适合它们产卵.。
砷_钙对蜈蚣草中金属元素吸收和转运的影响
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生 态 学 报
23 卷
It is show n tha t the M g and Zn concen tra tion s in roo ts w ere sign ifican tly reduced by enhancing the A s levels w herea s the concen tra tion s of K, M n, Fe and Cu in the roo ts w ere no t influenced. T here w a s no sign ifican t effect of the added A s on the m eta l concen tra tion s in shoo ts, and M n concen tra tion in p etio les and Fe concen tra tion in shoo ts. A decrea se of Fe tran sloca tion from underground to aboveground and an increa se of tha t from p etio le to leaf w ere found w ith increa sing A s concen tra tion in the m edium. T he app lied A s w a s benefit to tran spo rt M n from p etio le to leaf and Zn from roo t to leaf.
超累积植物简介-蜈蚣草
超累积植物简介-蜈蚣草超累积植物简介与普通植物相比,学术界认为,超富集植物一般应具备4个基本特征:首先,临界含量特征,即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准,如锌、锰为10 000毫克/千克;铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克;镉为100毫克/千克;金为1毫克/千克。
其次,转移特征,即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。
第三,耐性特征,即植物对重金属具有较强的耐性。
其中对于人为控制试验条件下的植物来说,是指试验中与对照相比,植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。
对于在自然污染状态下生长的植物来说,是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。
第四,富集系数特征,即植物地上部富集系数(定义:指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值)大于1。
一般来讲,植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高重金属超量积累植物,是指能够超量吸收和积累重金属的植物,超积累植物体内的重金属含量要达到一般植物的100倍以上,不同元素有不同的临界值,一般业内公认的标准是,镉1000ppm,铜、镍、铅等为1000ppm,锰、锌为10000ppm.我国目前发现的超积累植物有:砷--蜈蚣草;锌--东南景天;锰--商陆;镉--龙葵等蜈蚣草蜈蚣草,蕨类一种,凤尾蕨科凤尾蕨属多年生草本。
叶簇生,一回羽状。
孢子囊群生于羽片侧脉顶部的联结脉上,线形。
广布于长江以南,生于路旁、石缝或石灰岩山地,是钙质土或石灰岩的标示植物。
蜈蚣草对砷超强喜好,它能通过根系大量吸收泥土中的砷,然后存进自己的叶片中。
生于海拔2000-3100m的空旷钙质土或石灰岩石上。
蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷的超富集植物,对重金属具有超常规吸收与富集能力。
将蜈蚣草植于污染土壤,吸收重金属加以回收,可达到“清污与回收”双重目的。
蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。
在自然条件下,蜈蚣草可生长在砷含量40~50mg/Kg土壤中,甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长;在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg,室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。
小身体大能量蜈蚣草成土壤“吸金”利器
小身体大能量蜈蚣草成土壤“吸金”利器【技术前沿】利用某些特异植物来大量富集和移除土壤中的重金属等污染物,是当今颇受关注的植物修复技术。
前不久,一种叫做“蜈蚣草”的植物因每年可带走土壤10%至18%的重金属而备受关注。
小身体大能量蜈蚣草成土壤“吸金”利器在不久前举行的国家“十二五”科技创新成就展上,一种叫做“蜈蚣草”的植物给人们留下了深刻印象。
它是中科院地理所环境修复中心陈同斌研究员经过大量野外筛查和试验验证后发现的“宝贝”,种植、收割这种超量富集重金属的特异植物,每年可带走土壤10%至18%的重金属,3年内即可使轻微污染的农田恢复到国家土壤环境质量标准允许的水平。
在土壤污染形势日益严峻的今天,这么有价值的发现如何实现从工程应用到产业化的发展?刚刚出台的《土壤污染防治行动计划》对像“蜈蚣草”这样的土壤修复技将会产生什么样的影响?“吸毒神器”的前世今生利用某些特异植物来大量富集和移除土壤中的重金属等污染物,是当今颇受关注的植物修复技术。
早年,陈同斌将研究目标锁定在砷,一方面,由于我国有色金属矿产资源丰富,砷的储量占世界范围的70%,矿山开采和冶炼容易造成砷污染;另一方面,国际上报道重金属超富集植物有300种,但并没有发现砷的超富集植物。
结合地理学、地球化学、植物学、土壤学、生态学等多学科交叉知识,陈同斌判断,在我国南方地区有可能存在能够大量富集砷的超富集植物。
他们通过两年多的大量植物采集、室内分析和盆栽试验,对2000多个矿区植物样本的砷吸收、富集和转运能力等进行了筛选。
1999年,陈同斌课题组发现了世界上第一种砷的超富集植物——蜈蚣草,其砷富集能力是普通植物的20万倍。
2002年2月,《砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征》一文在国内某著名期刊以封面论文形式发表,被该刊评价为“推动植物修复领域迅速发展的里程碑”。
2001年,在国家“863”计划、“973”前期专项和国家自然科学基金重点项目的支持下,陈同斌带领课题组在湖南郴州建立了世界上首个砷污染土壤植物修复工程示范基地。
蜈蚣草的解剖结构与组织化学特征
蜈蚣草的解剖结构与组织化学特征李腾;周存宇;杨朝东;刘占峰【期刊名称】《植物研究》【年(卷),期】2023(43)1【摘要】蜈蚣草(Pteris vittata)是多年生的超积累砷植物,并用于修复受重金属污染的土壤。
利用光学显微镜和荧光显微镜来研究蜈蚣草的解剖结构及组织化学特征,以此明确该物种适应干旱岩生环境,以及具有离子超富集作用的特点。
结果表明(:1)蜈蚣草孢子体的根状茎、不定根和叶的结构均为初生结构,不定根的结构由内而外包括维管柱、内皮层、皮层、木质化厚壁组织层和表皮。
(2)根状茎结构由内而外包括网状中柱、内皮层、皮层、表皮外覆盖的角质层。
(3)羽状复叶的总叶柄的结构由内而外包括维管束、内皮层、皮层、厚壁组织层、表皮外覆盖的角质层。
叶片为异面叶,表皮内方具厚壁层,叶表皮具角质层,仅下表皮有气孔。
(4)蜈蚣草根表皮、皮层与根毛的表面富含果胶,皮层木质化;黄连素离子通透性试验结果显示,根毛、根表皮和皮层滞留大量黄连素离子。
综上,植物体的内皮层、木质化厚壁组织层、异面叶和厚的角质层结构说明蜈蚣草适应岩生环境,根具木质化皮层和富含果胶的组织化学特点,以及离子通透性试验表明其与离子超积累功能有关。
【总页数】10页(P20-29)【作者】李腾;周存宇;杨朝东;刘占峰【作者单位】长江大学园艺园林学院;中国科学院海岛与海岸带生态恢复重点实验室/中国科学院华南植物园【正文语种】中文【中图分类】Q944.5【相关文献】1.濒危水生植物莼菜茎叶的解剖与组织化学特征2.水芹适应湿地环境的解剖和屏障结构组织化学特征研究3.虉草适应湿地环境的解剖结构和组织化学特征研究4.湿地环境中蒌蒿解剖结构和组织化学特征5.荷叶铁线蕨孢子体解剖结构和组织化学特征研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。