附件重金属污染土壤植物富集和去除机理研究

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1、附件：重金属污染土壤植物富集与去除机理研究 项目名称重金属污染土壤植物富集与去除机理研究完成单位陕西理工大学，中国科学院沈阳应用生态研究所，西北农林科技大学完成人代惠萍，魏树和，吉普辉，孙慧敏，陈德经，徐皓，吴三桥，张倩茹，曾祥峰，殷宪强，李新生项目简介1.所属科学技术领域：本项目属于农学研究中的农田污染土壤修复与农业生态保护技术领域。应用领域涵盖农业、林业、环境保护等领域，具体包括重金属污染农田土壤的修复、农产品安全生产、开发利用珍惜植物种质等。2.立项背景与意义：陕西省是我国矿产资源较为丰富的中西部省份，由于不适当的金属矿业开采、冶炼等行为，造成了一些农田重金属污染问题，进而使一

2、些农产品受到污染，威胁着人们的身体健康，如凤县铅锌冶炼厂周边铅锌污染农田土壤，汉台区部分锌污染农田土壤，宝鸡市陈仓区部分镉污染农田土壤等。相关的研究也表明，全国农田土壤重金属污染问题如镉等污染也较突出。因此，针对陕西省重金属污染农田展开的修复机理研究对于全国重金属污染土壤的修复，从修复机理上来讲具有一定的共性与适用性。3.总体研究思路：针对陕西省较为严重的锌铅镉土壤污染现状，筛选高富集锌的苜蓿品种以开展强化富集与资源化利用机理研究。对于铅镉污染水平较高的土壤，开展强化淋滤去除与植物强化富集机理研究。对于镉污染土壤开展植物富集与强化去除机理研究。为陕西省乃至全国重金属污染土壤修复提供理

3、论与实践支持。4.主要研究内容与结果1）高富集苜蓿品种对锌的富集去除及资源化利用机理研究：①筛选出紫花苜蓿敖汉为高富集锌的苜蓿品种；②紫花苜蓿对锌富集去除的强化作用机理；③利用富集锌的苜蓿制作富锌畜牧饲料添加剂和土壤微锌肥机理研究。通过上述研究，利用富集锌的苜蓿，提出了“锌微肥可利用”这一使废物变为再生资源的新思路。初步研究表明，利用富集锌苜蓿制作的富锌畜牧饲料添加剂可以提高牧草的营养与经济价值。2）高水平铅镉污染土壤的强化淋滤去除与植物富集强化去除机理研究：①研究了胶体强化土壤中铅的淋滤影响条件与机理；②揭示了EDTA强化土壤中铅镉的淋滤影响条件与机理；③开展了黑曲霉SY1菌株对镉

4、的生物淋滤机理研究；④开展了生物淋滤-芬顿反应相给合去除沉积土壤中镉影响条件与机理。⑤研究了苎麻对铅镉的强化富集机理研究。即EDDS和EDTA都会促进苎麻各部分对镉、铅的富集。EDDS的毒性较小。3.镉污染土壤植物富集与强化去除机理研究：①揭示了灰杨对镉的富集机理：构建了灰杨植株再生体系；茉莉酸诱导的H2O2活化MEK1/2上调机理；揭示了镉对灰杨的叶片光合功能影响；揭示了灰杨体内防御系统的生理解毒机制以及对镉的较强修复能力。②揭示了超富集植物球果蔊菜富集镉的主要根际机理。③揭示了超富集植物龙葵富集镉的选择性吸收运输与生态型相似性机理。④研究了超富集植物龙葵富集镉的强化机理。5.主要

5、创新点（1）首次筛选出高富集锌的苜蓿品种，提出与揭示“锌微肥”和“新型锌源饲料添加剂”对锌污染土壤进行资源化的利用思路与机理，对于有益重金属锌污染土壤修复具有重要的实践意义。（2）首次筛选出对镉高去除率的黑曲霉SY1菌株，并揭示了高水平铅镉污染土壤的强化淋滤去除与植物富集强化去除机理。（3）首次揭示了富集植物灰杨的富集机理，以及超富集植物球果蔊菜和龙葵对镉的富集强化机理，对于修复植物种质革新具有重要意义。围绕以上研究，在一区SCI期刊JournalofHazardousMaterials(IF2016=6.065)，BioresourceTechnology(IF2016=5.651

6、)和PlantandSoil(IF2016=3.052)等发表19篇代表性论文和一本著作。知识产权类别项目名称著作代惠萍.植物对非生物胁迫的生理响应机制.西南交通大学出版社.成都.2013文章1.DaiHuiping,Chang-JuanShan，ZhaoHua,LiJunchao,JiaGenliang,JiangHai,WuSanqiao,WangQi.ThedifferenceinantioxidantcapacityoffouralfalfaspeciesinresponsetoZn.EcotoxicologyandEnvironmentalSafety，2015,114:3

7、12-317，二区，IF2016=3.7432.ZengXiangfeng,TwardowskaIrena,WeiShuhe*,SunLina,WangJun,ZhuJianyu，CaiJianchao.RemovaloftracemetalsandimprovementofdredgedsedimentdewaterabilitybybioleachingcombinedwithFenton-likereaction.JournalofHazardous