重金属复合污染不仅是土壤重金属污染的普遍特征,也是重金属污染植物修复的限制因素。本项目拟通过(1)研究多重金属超富集植物的应用与多种超富集植物生态配置,评估人工群落的生物量、稳定性与修复效率,提出用于复合污染植物修复的优化生态配置技术和相应的水肥措施;(2)研究重金属在土壤-植物根系统中的形态动态变化,以及根际与非根际区域理化因子差异,建立重金属在非根际土、根际区、根器官迁移过程形态及动态变化模型,揭示复合污染植物修复的根际机理,并为重金属生物活性人工调控措施提供依据;(3)基于室内研究成果展开野外重金属复合污染土壤植物修复的中试研究。本项目的实施将重点解决重金属复合污染植物修复周期太长的制约因素,从而达到迅速、有效修复土壤重金属复合污染的目的。
实验证明杨桃是一种能超富集镉的木本植物。室内水培和土培实验证明宝山堇菜为Cd和Pb的超富集植物,同时对Zn也有很高的耐性和富集能力。在对重金属超富集植物、大生物量植物等植物在重金属污染农田土壤上对重金属吸收、运输及积累的研究过程中发现香根草具有最高的生物量,并对Pb、Zn和Cd具有较高的耐性,在重金属污染土壤植物稳定修复技术中具有潜在的利用价值,同时证明施加化学添加剂增强植物对重金属吸收能力、增加其地上部生物量、加速其生长速度,进而可以提高植物修复的效率,并探讨了超富集植物宝山堇菜根系分泌物在植物修复技术中的作用机制;研究表明,超富集植物宝山堇菜根系分泌的琥珀酸、柠檬酸、苹果酸和草酸对Cd和Pb有一定的活化作用,可能与Cd和Pb的富集有一定的相关性。同时,对植物修复过程中重金属沿食物链迁移情况进行了评估,不同重金属元素在土壤-植物-昆虫-雏鸡系统中分布与迁移存在较大差异,特定动物器官中重金属过量积累的现象不容忽视。研究了重金属富集植物的种群遗传学,发现长期的重金属胁迫使鸭跖草和东南景天种群出现生态分化。