在已有的工作基础上,采用盆栽模拟与大田试验相结合的方法,进一步就各种具有超积累特征的蕨类植物对砷污染土壤的修复过程与机理,进行不同土壤条件与不同气候条件的比较研究;采用已基本确认的超积累植物凤尾蕨(Pteris vittata)和沈阳地区某些农田杂草植物(如蒲公英Taraxacum mongolicum、龙葵Solanum nigrum和小白酒花Conyza canadensis)等实验材料,开展砷-镉复合污染土壤的植物修复过程与机理的研究,为重金属污染土壤的绿色治理提供方法依据和技术参数。这不仅将有利于促进那些已筛选到的超积累植物迈向实际应用和最佳工艺优化,而且对于国内合作单位该研究领域科研水平的进一步提升和与国际接轨及学术交流方面,具有积极的推动作用。
本项目在美国Florida大学和中国沈阳的实验室联合进行, 按计划开展了以下4个方面的研究:1)蕨类植物修复砷污染土壤的过程与机理;2)沈阳地区农田杂草植物镉耐性机理分析;3)复合污染土壤的植物修复过程与机理;4)铅超积累花卉的筛选与螯合强化。经过3年的努力工作,超额完成了预期目标,取得以下主要成果:1)介质中适量施入硫、谷胱甘肽和组氨酸能显著提高超积累植物蜈蚣草对砷的富集,其机理可能在于提高了植物对砷的螯合解毒能力;2)沈阳地区8种蕨类植物对砷和镉的富集能力较差;3)超积累植物龙葵对镉的耐性机理主要表现在酒石酸等有机酸、SOD等抗氧化系统以及脯氨酸对镉的解毒机制;4)镉超富集植物球果蔊菜、龙葵和三叶鬼针草对镉-砷复合污染耐性较强,但对砷的富集能力较弱;5)18种花卉对As的富集能力均明显低于对Cd的富集能力,其中3种花卉具明显的Cd超积累特征, 所有植物均不具有砷超积累特征;6)紫茉莉具镉超积累特征,但对铅的富集能力较低;7)30种花卉中, 满天星和火炬鸡冠具铅超积累特征;8)螯合剂的施加可提高植物修复效率,其中EDTA、NTA强化效果较好。