被污染土壤的植物修复研究

植物修复是利用植物吸收、降解、挥发、根滤、稳定、泵吸等作用机理,达到去除土壤、水体中污染物,或使污染物固定以减轻其危害性,或使污染物转化为毒性较低化学形态的现场治理技术.植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义.已有研究在累积与超累积植物的寻找筛选、植物对重金属等有害物的耐毒和解毒机理、植物修复现场环境调控及根际处理技术等方面取得了大量成果.现代分子生物学、基因工程技术发展有可能使植物修复技术取得重大突破.     

环境硒污染的植物修复研究进展

硒污染已成为全球性的环境问题,严重威胁人类健康和环境安全。本文概述了环境硒污染植物修复技术的研究进展,包括硒富集植物的应用、富集硒的机理及生物技术对它们的改造。指出了当前研究在硒富集植物富集机理及田间应用时的不足;并展望了今后如何进一步寻找和使用生物技术培育硒超富集植物、探求富集机理和田间试验。     

砷的植物修复研究进展

由于砷的毒性和"三致"效应,砷已成为人们普遍关注的环境污染之一.文章总结了砷在土壤和砷超富集植物中的形态、砷污染条件下超富集植物的生长、砷污染的植物修复以及植物超富集砷的相关机理和分子生物学研究进展.文章就砷的植物修复研究做了展望:寻找、筛选更多砷超富集植物;深入研究砷超富集机理;砷富集相关基因识别和克隆;砷超富集植物应用研究;砷超富集植物用于环境修复工程时的环境影响评价;砷超富集植物后处置与资源化技术开发.     

超富集植物蜈蚣草在中国的地理分布及其生境特征

根据本研究小组多年来对我国南部近20个省、市(区)的调查,结合前人的文献资料,编制了蜈蚣草在中国的分布图,总结了蜈蚣草对日照、水分、热量和土壤等因素的生态适宜性。研究发现,蜈蚣草在中国主要分布在秦岭以南的热带、亚热带地区。蜈蚣草生长需要的水热条件为:年均温高于10℃、1月均温大于0℃、7月均温大于20℃、≥10℃积温超过3800℃、无霜期不短于200天和年降水量大于500 mm。冬季的低温(1月均温和无霜期)可能是蜈蚣草进一步向高纬度分布的主要限制性因素。蜈蚣草对土壤pH的适应范围较宽。本研究结果为蜈蚣草的引种及其在植物修复中的潜在应用价值的确定提供了科学依据。     

广西典型矿区中植物对Cu、Mn和Zn的富集特征与潜在的Mn超富集植物

本文对广西锰矿区、铅锌矿区和金矿区土壤和植物的重金属含量进行了调查分析。在所调查的24种植物中,Cu含量在30.8~183.8mg/kg范围,Mn含量在143.6~27514mg/kg范围,Zn含量在113.3~1773mg/kg范围。相对于正常条件下生长的普通植物来说,其Cu、Mn和Zn含量都较高。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27514、16144和11516mg/kg,相应的富集系数为11.4、6.7和4.8。这3种植物均达到Mn超富集植物的相关标准,因此是潜在的Mn超富集植物。     

植物修复技术在土壤重金属污染中应用的研究进展

当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。重点涉及了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。而超积累植物由于其独有的生理特性非常适用于大规模应用。最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、发展趋势和研究重点。     

Accumulation and speciation of selenium in Cardamine sp. in Yutangba Se Mining Field,Enshi, China

A naturally selenium-accumulating Cardamine sp. is growing in Yutangba Selenium Mining Field, Enshi area, Hubei Province, China, where the geochemical environment is selenium-enriched and endemic selenosis ever occurred in humans. The present study investigated the characteristics of accumulation, speciation and quantity of selenium in Cardamine sp. with HPLC-ICP-MS. Results show that Cardamine sp. can accumulate Se at most 1427 mg/kg in seedling leaves. Even after the biomass incensement of growing up, the plant still could accumulate Se up to several hundred of mg/kg in concentration. Moreover, the biomass enrichment coefficient （BEC） of Se is exceedingly high, in the seedling leaves mostly, higher than 50 mg/kg; in the range of 43.7-68 mg/kg; and the lowest value is higher than 3 mg/kg in mature fronds. Se is present in the plant predominantly in form of SeCys2 with the highest concentration in seeds; up to 1081 mg/kg as Se. In contrast, SeCysz levels are low during early growth period; they are 136.1 mg/kg as Se in seedling fronds and 39.4 mg/kg as Se in mature fronds, respectively. SeMet concentration is comparatively low; 10.6 mg/kg as Se in seedling frond and 5.3 mg/kg as Se in half mature fronds, respectively. This indicates that Cardamine sp. is extremely efficient in extracting Se from soil and translocating it into its above-ground biomass. Therefore, Cardamine sp., found in Yutangba Se Mining Field may be a new Se hyperaccumulator. It is still uncertain whether the Se-accumulation or detoxification of Cardamine sp. happens through the pathway of SeCys methylated to form Se-methylselenoCys or through the formation of Se-carboxymethyl- selenohomocysteine. Indeed, further study should be carried out on the determination of more Se species to explain the high Se hyperaccumulation in Cardamine sp.     

超富集植物与重金属相互作用机制及应用研究进展

社会发展过程中对矿产资源的勘查和开采利用所带来的重金属污染已对生态系统和人类健康造成严重威胁。超富集植物对重金属具有超富集、超耐受能力,是降低环境重金属污染、保障人类健康、实现绿色矿产勘查的有效途径,在植物修复、植物采矿和植物找矿中已获得了广泛应用。深入探索超富集植物的富集和耐受机制,揭示重金属-植物相互作用规律,提高植物对重金属的富集能力,是当前国际上研究热点。本文在简要介绍重金属对植物作用的基础上,阐述了重金属诱导氧化应激机制,重点关注重金属超富集植物富集机理研究,对其在解毒和耐受机制等领域的研究进展进行了评述。当前研究认为:(1)对超富集植物而言,根系分泌物与根际微生物的共同作用促进了重金属溶解,经共质体、质外体途径吸收后,重金属通过木质部向上转运,并隔离在液泡中,实现对重金属的超富集;(2)重金属通过与小分子有机酸、细胞壁、植物螯合肽结合,以及液泡隔离,可降低细胞质中游离金属离子浓度,增强植物耐受性;(3)重金属胁迫下,植物将激活多种特异性抗氧化酶,抵御氧化应激反应,实现对重金属的超耐受。(4)本文分析认为,植物中砷诱导的氧化应激反应机制可能是由砷的还原与甲基化过程及Haber-Weiss反应三部分构成。对重金属超富集植物的富集与耐受过程所涉及的生理与生化作用进行深入研究,揭示关键性影响因素与相关规律,寻找提升其特异性富集与指示能力的有效途径,将有助于超富集植物研究与应用向纵深发展。