黑麦草-AMF联合修复铀污染土壤的根际效应

为探究丛枝菌根真菌对植物根际铀的迁移和形态的影响,以铀矿山周边土壤为基础配置多种铀浓度土壤,选取黑麦草作为供试植物,根内球囊霉（Glomus intraradice,Gi）为供试菌株进行盆栽试验。结果显示：黑麦草接种Gi后会促进土壤中的铀向根际和植物根部迁移,铀浓度分布由高到低依次为黑麦草根部、根际土和非根际土;接种Gi改变了根际土中铀的存在形态,黑麦草根际土中的活性态铀占比由32.6%降到30.0%,惰性铀占比由24.9%降至16.3%,潜在活性铀占比由42.5%升至53.7%。接种Gi能促进黑麦草根部对活性态铀的吸收和根际土中惰性态铀向潜在活性态铀的转化。     

螯合剂诱导五节芒强化修复铀污染土壤

以典型铀矿山周边铀污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,以五节芒为试验材料,研究乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸(CA)、乙二胺二琥珀酸(EDDS)等不同浓度螯合剂(0、2.5、5.0、7.5 mmol/kg)对五节芒修复铀污染土壤的影响。结果表明,五节芒的生长及富集吸收铀与螯合剂浓度及种类有关。EDTA对五节芒有明显的毒害作用,随浓度的提高消极影响越大,修复效果不理想;2.5 mmol/kg和5.0 mmol/kg的CA与EDDS均可促进五节芒的生长和富集吸收铀的效果,但CA效果优于EDDS,CA在5.0 mmol/kg处理组时,地上、根部生物量分别增加27.06%、12.88%,铀富集量分别提高68.05%、43.21%,且根部的铀含量远远大于地上部,说明螯合剂促进土壤溶液中残渣态铀逐渐向活性态铀转换,促进了植物的吸收富集。     

黑麦草和小白菜间作强化修复铀污染土壤的动态特征研究

以矿区铀污染土壤为研究对象,选取黑麦草与小白菜进行间作处理,通过盆栽模拟试验,探究植物间作对土壤铀的动态吸收特征以及间作体系中植物根系对根际土壤有机酸种类和含量的影响。结果表明,在植物生长的不同阶段采样,间作模式下黑麦草和小白菜的地上部生物量均在接近收获期的第7周和第6周达到最大值,分别为562.577和344.507mg/盆;在生长的中后期,黑麦草和小白菜的地上部和根部铀累积量也达到最大值,分别为142.969和65.727g/盆;间作模式下黑麦草和小白菜根际土壤铀含量在不同收获时间下存在显著性差异,在生长期的前4周,根际土壤铀含量下降速度缓慢,从第5周开始,根际土壤铀含量呈显著下降趋势,在接近收获期分别降至为124.5和145.167mg/kg,较生长初期降低了40%左右;黑麦草和小白菜在间作模式下根际土壤中有机酸的种类均多于其它处理组;间作黑麦草和小白菜地上部和根部铀含量与根际土壤微环境中主要指标之间均呈正相关关系。     

螯合剂与AM真菌联合修复铀污染土壤

以典型铀矿山周边铀污染土壤为基础，选取铀矿周边植物五节芒为试验样本，分析螯合剂与AM真菌联合对植物生物量、铀富集量、土壤pH及营养元素的影响。结果表明，施加柠檬酸(CA)与接种摩西球囊霉菌(Glomus mosseae，Gm)对五节芒生长、铀富集存在不同程度的促进作用，以二者联合处理效果最明显。虽然施加柠檬酸会降低土壤的pH，但接种Gm与五节芒形成的菌根共生体系可以通过自身调节来适应酸性土壤环境；且有效促进了五节芒对矿质营养元素N、P、K的吸收。根际土与植物灰样扫描电镜图显示，联合处理组表面附着颗粒更大更密集，修复效果最佳。螯合剂与AM真菌联合处理植物，对于铀污染土壤能够起到有效的修复作用。     

AMF添加与植物组合方式对黑麦草生长和铀富集效果的研究

植物-微生物联合修复因其绿色经济的特点已成为解决土壤铀污染的主要方法之一。选取小白菜(Brassica chinensis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)与黑麦草(Lolium perenne)作为供试植物,构建植物组合,以黑麦草为研究中心,在是否添加丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF),两种铀浓度土壤条件下探究不同植物组合方式对黑麦草生长和铀元素富集效果的影响。结果表明,植物组合增加了黑麦草地上部分生长量的投入,紫花苜蓿-黑麦草-小白菜组合以及紫花苜蓿-黑麦草组合促进黑麦草地上生长,添加AMF提高了单独种植的黑麦草对铀元素的富集能力,促进了植物组合种植条件下黑麦草的生物量积累。植物组合以及植物-AMF的联合是生物修复未来的研究方向,本研究可为探索植物组合修复铀污染的土壤提供理论和实践参考。     

Gm-柠檬酸联合植物对矿山污染土壤的修复

以典型铀矿山周边放射性核素污染土壤为研究对象,采用盆栽试验,分析螯合剂与丛枝菌根真菌联合植物对强化修复放射性污染土壤的影响,揭示螯合剂和丛枝菌根真菌联合植物修复污染土壤的特征。结果表明：施加柠檬酸（CA）与摩西球囊霉菌（Glomus mosseae,Gm）对黑麦草-空心菜间作模式下的生长、铀富集存在不同程度的促进作用,以二者联合处理效果最明显;联合修复不仅增强了植物地下部分对放射性核素的固定,同时也降低了土壤中有机质的浓度,增强了放射性核素的附着能力;根际土样、植物灰样的扫描电镜分析和能谱图显示,接种Gm或施加CA对植物修复起到积极作用,以联合修复效果最好。     

植物与微生物协同修复土壤铅污染修复效应

通过室内盆栽试验研究外源添加不同浓度Pb处理下黑麦草、黑心菊与拟青霉菌、嗜麦芽窄食单胞菌联合修复效果。结果表明:拟青霉菌、嗜麦芽窄食单胞菌均能促进Pb胁迫下黑心菊和黑麦草的生长,缓解Pb对植物的毒害,对植株的促生作用有胁迫诱导的特性。当土壤中外源添加Pb浓度为1500mg/kg时,拟青霉菌能显著提高黑心菊的富集系数和转运系数,有效促进植株对Pb的吸收,增加Pb向地上部分的转移。两种菌株均能够促进黑麦草生长,显著提高黑麦草对Pb的富集能力,将Pb固持在植株根部,有效抑制Pb向植株地上部迁移,两种菌株同时接种时效果最优。     

接种微生物对黑心菊铅镉耐性的影响及联合修复效果

采用室内盆栽试验，外源添加不同浓度的Pb、Cd混合污染，研究单、双接种淡紫拟青霉菌、拟青霉菌、嗜麦芽窄食单细胞菌对黑心菊耐受力的影响和联合修复的效果。结果表明，接种微生物能有效缓解不同浓度铅镉复合污染土壤对黑心菊的毒害，拟青霉菌和淡紫拟青霉菌组合接种后黑心菊生物量提高73.1%～207.31%,表现出最好的耐受能力。除淡紫拟青霉菌、嗜麦芽窄食单细胞菌双接种外，其余五种接种方式黑心菊Pb、Cd富集系数及转运系数大于1,双接种在富集能力上表现优于单接种。接种微生物后土壤有效态Pb、Cd含量分别提高8.91%～702.22%和0.13%～23.26%,在土壤Pb 1 500 mg/kg、Cd 1 mg/kg浓度下，黑心菊-微生物联合修复具有良好的效果，有利于对土壤中Pb、Cd的活化，其中拟青霉菌和淡紫拟青霉菌组合接种效果最佳。     

应用于碱性土壤上重金属污染的超积累植物种植研究

以调查区的严格管控区土壤为研究对象,挑选了酸模、龙葵、月季、金盏菊、万寿菊、油牡丹、凤仙花7种植物进行了大田试验,考察超积累植物对土壤中Cd、Pb富集的影响。结果表明,不同植物体内或同种植物体内各部位重金属的含量存在较大差异;酸模、金盏菊、龙葵、月季地上部分重金属含量明显高于地下部分,说明重金属在这几种植物的茎叶里积累较多。金盏菊、凤仙花、万寿菊、龙葵对Cd的富集较强,有利于修复Cd污染的土壤。除凤仙花外,其他6种植物对Cd的转运系数均大于1,对Cd的转移能力由强到弱的顺序依次为酸模、金盏菊,龙葵、油牡丹、月季、万寿菊。就单株而言,积累生物量从大到小依次是酸模、金盏菊、万寿菊、月季;就每亩而言,积累生物量从大到小依次是金盏菊、酸模、月季、万寿菊。综合植物对重金属的富集系数、植物自身的转运系数、整株生物量以及植物的经济价值等考量,万寿菊、金盏菊、月季在修复土壤重金属污染的同时还可兼顾提升经济效益,酸模作为有效降低Cd、Pb含量的重金属修复植物,可推广应用于碱性耕地的重金属污染修复。综上所述,从植物对重金属的富集系数、植物自身的转运系数、整株生物量以及植物的经济价值等综合考量,万寿菊、金盏菊、月季作为修复土壤重金属污染的同时兼顾提升经济,酸模作为有效降低Cd、Pb含量的重金属修复植物,可推广应用于碱性耕地的重金属污染修复。     

轻稀土矿区土壤和植物中铀和钍核素的分布特征

研究轻稀土矿区土壤和植物中放射性核素含量,采用内梅罗综合分析法对土壤中污染物分布进行分析,用富集系数、转移系数分析植物体内核素的分布特征。设置11个采样点,用γ能谱仪法测定土壤和5种优势植物。结果显示:矿区土壤中放射性核素含量未高于中国或世界背景值,但高于包头市对照组背景值,土壤中放射性核素含量西北侧最高,东南侧最低,该区域属于轻度污染;5种植物的铀核素富集、转运和根滞留系数范围分别为0.01~0.05、0.10~0.45、0.55~0.90;钍核素富集、转运和根滞留系数范围分别为0.01~0.09、0.26~0.84、0.16~0.74。5种植物富集、转运系数均小于1,且钍核素>铀核素,当地植物的耐受性有利于生态修复土壤中的铀和钍核素。     

铀矿区放射性污染土壤修复技术研究进展

放射性核素导致的土壤污染受到人们的日益关注,铀矿山生产引起的矿区生态环境污染治理与修复已成为环保行业研究热点。铀矿区核素污染土壤修复技术包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复等。土壤挖掘、覆盖和清洗是应对突发事件的首选方法,可发挥拓展污染场地的实际利用功能。对复杂的污染场地应当根据实际情况,发挥多学科交叉的作用,制定具有成本效益和环境友好的不同的修复技术方案,成为铀矿区放射性污染土壤修复技术的主流选择。系统总结了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术的基础理论、作用机制和发展现状,探讨对不同场地修复需求制定特定的修复方案路径,展望铀矿区核素污染土壤修复标准制定方向,为铀矿区放射性核素铀污染土壤修复提供理论支撑和指导依据。     

化学淋洗法对铀污染土壤的修复效果研究

采用振荡淋洗方法对三种粒径(+2mm、-2mm+0.15mm、-0.15mm)某尾矿库周边铀污染土壤进行去污试验,选用盐酸、硝酸、柠檬酸、草酸为淋洗剂,通过控制淋洗浓度、液固比、时间、温度、混合淋洗等因素来确定较优的淋洗条件。结果表明:各淋洗剂对铀污染土壤的去污效果为草酸盐酸硝酸柠檬酸;当淋洗浓度大于0.5mol/L、淋洗时间大于8h或液固比大于10∶1时,其淋洗效果都逐渐趋于稳定;提高淋洗温度可显著提升淋洗效果;选用草酸+盐酸和草酸+硝酸两组较优混合淋洗组合对全粒径土壤进行淋洗时,土壤中铀去除率均达50%以上,总含铀量分别降至27.15、24.32mg/kg,均达到土壤修复目标(40mg/kg)。