摘要:生物修复技术，作为可持续发展的重要方向，因其环境友好、高效且无二次污染并能从根本上解决土壤污染问题而受到关注，已经在土壤污染治理中得到了广泛的应用。为了梳理和凝练生物修复技术的发展状况，本专刊收录了该研究领域的16篇论文，分别从植物修复、微生物修复、联合修复、重金属吸收积累的相关分子机制、资源化再利用等方面，详细阐述生物修复技术的发展动态，展望未来的发展趋势，为促进生物修复技术的发展提供参考。

摘要:砷是一种毒性很强的类金属元素，土壤砷污染可引发一系列食品安全问题，进而威胁人类健康。蜈蚣草具有极强的富集砷的能力，在砷污染土壤的植物修复中具有重要的应用价值。深入阐释蜈蚣草超富集砷的分子机制是植物修复技术的核心理论基础。文中综述了蜈蚣草超富集砷的组学研究进展，以及目前鉴定到的砷富集过程中的重要分子元件，并对未来的研究方向和趋势进行了展望。

摘要:常见的沉水植物 (苦草、狐尾藻、金鱼藻、黑藻) 对水体中的砷 (As) 有着较强的富集能力，研究沉水植物对As的富集特征对利用沉水植物控制水体As污染及保护人体健康有着重要意义。沉水植物对As的富集能力与水环境中As的浓度、形态、共存离子如磷酸盐、Zn离子等因素相关，其对As的耐受性及富集能力可以通过合适的化学、生物方法得到增强，从而提高沉水植物对含As污水的修复能力。但由于植物基因多样性及水环境因素复杂性，沉水植物对As的运输和解毒机制，以及沉水植物后期的处理和管理技术，仍是今后该领域需要重点关注的问题。

摘要:植物修复是重金属污染土壤修复的重要方法之一。利用高生物量经济植物修复重金属污染土壤，能够兼顾生态和经济效益，具有很大的应用前景。本文系统分析了植物修复现状及存在的问题，提出利用高生物量经济植物修复重金属污染土壤的优势，总结了近年来利用高生物量经济植物吸收重金属的研究进展，探讨了改善高生物量经济植物修复重金属污染土壤效率的方法，以期为提高植物修复经济效益、促进植物修复广泛应用提供参考。

摘要:随着近代工业的发展，土壤重金属污染问题日益严重。重金属即使在极低浓度下仍然可以对人畜造成健康上的威胁，因此迫切需要有效的修复方法对土壤进行修复。生物修复，特别是植物修复目前已经成为重金属污染修复的重要手段之一，了解相关植物的重金属解毒和积累分子机制是提高修复效率、解决重金属污染问题的基础。文中以土壤修复方式为起点，结合植物吸收积累重金属以及解毒的相关分子机制研究，探讨了植物修复的发展现状以及趋势。

摘要:植物采矿是利用超积累植物高量吸收土壤中的重金属，并从中提取、冶炼金属产品，在修复污染土壤的同时实现金属的资源化。全世界广泛分布着自然风化的镍污染土壤，植物采矿因其重要的环境、生态及资源价值，被作为一种环境友好且具备经济效益的土壤修复技术，在此类地区具有广阔的应用前景。该植物采矿技术关键过程主要包括超积累植物镍高选择性根际环境响应、植物镍高效吸收转运以及生物质中镍高附加值资源化等过程。近30年，污染土壤中镍的植物采矿已经在美国、阿尔巴尼亚、马来西亚等多个国家进行了野外实践，取得了良好效果。然而，相关技术在我国的研究与应用仍然处于起步阶段。文中通过综述植物采矿技术的关键过程的研究进展，发现其中的瓶颈，为接下来植物采矿的科学研究和技术在全世界推广提供理论基础和技术指导。

摘要:在砷污染环境中，许多微生物进化出了砷抗性，对地球环境中砷的命运起着决定性的作用。其次，由于自然条件下铁有效浓度低，微生物一般会表达嗜铁素，协助微生物吸收铁。嗜铁素除了与铁结合外，还可与多种金属离子形成稳定的复合物，促进环境中砷酸盐的溶解和亚砷酸盐的氧化。最后，产嗜铁素微生物有促进植物生长和促进或减弱植物吸收砷的可能性。因此，产嗜铁素砷抗性微生物可能具有在砷污染环境的修复中发挥作用的潜力。

摘要:土壤是人类赖以生存的物质基础。我国土壤重金属污染状况不容乐观，给人类健康构成严重威胁。生物修复重金属污染土壤被广泛认为是可持续的修复技术，但当前仍存在修复效率不高的科学瓶颈问题。土壤中生活着丰富的微生物、植物和动物，且这些生物之间存在着复杂的相互作用，并且通过物质循环和能量传递形成了错综复杂的食物网联系。土壤生物间的相互作用能深刻影响土壤中污染物的迁移转化和生物修复的效率，多元生物协同的修复技术集合了单一生物修复方法的优势，具有强化生物修复效果的巨大潜力。文中综述了土壤中微生物-植物-动物之间的相互作用，及其对土壤重金属迁移转化和生物修复效果的影响，并对定向调控土壤食物网结构、提高重金属污染土壤的生物修复效果、建立基于食物网的多元生物协同修复技术进行了展望。

摘要:随着工业化与农业化进程的加快，土壤重金属污染问题日益突出。铜 (Cu) 既是生命体生长发育的必需微量元素，也是重金属污染物之一。土壤中过量的Cu不仅会对植物产生毒害，而且能够通过食物链的富集作用，对人类健康造成严重威胁。生物修复技术作为治理重金属污染土壤的一种新型技术受到广泛关注。文中对生物修复的主要技术如植物修复、微生物修复、植物-微生物联合修复、动物修复等在治理Cu污染土壤方面的研究进展进行综述，以期为重金属污染土壤有效治理和可持续农业的发展提供理论依据。

摘要:滩涂和内陆盐碱地是重要的后备土地资源。近年来镉 (Cd)、铅 (Pb) 等土壤重金属和锂 (Li) 污染对盐碱地开发利用和生产安全造成严重威胁。利用盐生植物修复污染盐土是最经济有效的方法。本研究以盐生植物盐角草Salicornia europaea L.为材料，采用盆栽方式，通过比较分析盐角草在不同浓度Cd (0?50 mmol/L)、Pb (0?50 mmol/L)和Li (0?400 mmol/L) 处理下的生长和生理生化指标及离子含量的变化，研究盐角草对3种金属污染物胁迫的耐性及积累特性，以期探讨盐角草在Cd、Pb、Li污染盐土修复中的应用潜力。结果显示，随着Cd、Pb处理浓度升高，盐角草的株高、鲜重和干重均显著下降。低浓度Li (≤20 mmol/L)处理促进盐角草的生长，而高浓度Li (≥20 mmol/L) 处理则抑制植物生长。盐角草对Cd、Pb、Li的耐受性顺序为Li>Pb>Cd。Cd、Pb、Li胁迫可能降低了盐角草对Na和K的吸收与转运而影响植株的生长。另一方面，盐角草抗氧化酶系统对Cd、Pb、Li胁迫表现出不同的响应机理，多种抗氧化物酶协同作用，抵制Cd、Pb、Li胁迫造成的氧化毒害。盐角草根和地上部分Cd、Pb、Li含量随着处理浓度的升高而增加，其中Cd和Pb的分布特征为根＞地上部分，Li的分布特征为地上部分>根。研究结果表明盐角草对Cd、Pb、Li的胁迫均具有较强的耐受性与自我调节能力，且具有富锂特性，具备修复Cd、Pb、Li污染盐土的潜力。本研究为深入研究盐角草耐受Cd、Pb、Li胁迫的机制奠定了基础，揭示了利用盐角草修复高盐碱土壤中Cd、Pb、Li污染的应用潜力。

摘要:为探究重金属复合胁迫对金川镍铜矿区广布植物碱蓬Suaeda salsa (L.) Pall.的影响，根据当地环境条件及预实验结果设置胁迫梯度，测定分析重金属胁迫下碱蓬种子萌发和芽期生理指标，并从野外站台取样研究碱蓬重金属富集能力。结果表明：无论是单一胁迫还是低浓度复合胁迫 (Cu20和Ni20复合)，发芽期碱蓬的生长均呈现“低促高抑”的趋势，即低浓度 (≤40 mg/L) 时促进碱蓬生长，高浓度 (≥80 mg/L) 时抑制碱蓬生长；高浓度复合胁迫 (Cu320和Ni320复合) 下均抑制碱蓬的生长。MDA (丙二醛) 的含量随胁迫浓度的增加而增加；胁迫组可溶性蛋白和游离脯氨酸含量整体上高于对照组；单一胁迫下POD (过氧化物酶) 活性随胁迫浓度增加而增加；复合胁迫下低浓度提高POD活性，高浓度抑制POD活性；碱蓬叶片的平均转移系数 (TF) 大于茎部，且平均转移系数大于1.00；碱蓬叶片的富集系数(BCF)大于根部大于茎部。碱蓬对Cu和Ni均具有很高的耐受性，但对于Cu的耐性强于Ni；低浓度时Cu、Ni复合胁迫对碱蓬生长的促进作用强于Cu、Ni单一胁迫，高浓度时则相反；碱蓬具有较高的重金属富集和转移能力；在当前矿区土壤环境背景下，碱蓬可以作为矿区生态恢复和重金属污染修复的备选植物。

摘要:通过盆栽和大田试验研究扫帚菜Kochia scoparia对土壤中镉 (Cd) 的富集效率，并利用盆栽试验将其与4个白菜品种进行轮作试验，验证扫帚菜对土壤Cd污染的修复效果。结果表明，扫帚菜各部位富集能力表现为叶>根>茎，富集系数分别为15.07、5.44和2.96；种植扫帚菜后土壤总Cd降低6.02%?13.60%；土壤脲酶和酸性磷酸酶活性也有所提高。盆栽轮作结果表明，扫帚菜-白菜轮作系统中白菜地上部Cd含量与未轮作的对照组相比平均降低17.21%，生物量有略微增加，地上部对Cd的转运系数无明显变化。结果显示，通过扫帚菜与白菜轮作不仅可以增加白菜产量，而且可以有效降低白菜可食部Cd含量，实现边生产边治理的绿色农业理念。

摘要:为探究间作对作物吸收重金属镉 (Cadmium，Cd) 的影响，以Cd相对高积累番茄 (中蔬4号) 和相对低积累玉米 (金珠蜜甜玉米) 为试验材料，在Cd 3.70 mg/kg的污染水平下以单作、限制性间作、间作 3种种植方式进行了盆栽试验，研究间作后作物各部位Cd积累差异及其形成原因。结果表明，番茄和玉米间作和限制性间作所产番茄根、茎、叶中Cd含量均有所提高 (叶中Cd含量从13.52 mg/kg分别升高至24.94 mg/kg和27.30 mg/kg)；与未种植作物的对照组相比，非单作条件下番茄根围土壤的pH有所下降，酸性磷酸酶活性上升，而脲酶活性下降，且间作组变化幅度较大；间作还能改变作物根围微生物种群结构,提高对重金属吸收有促进作用的微生物种群的丰度，最终实现Cd高积累番茄对Cd的吸收能力提高。研究结果可为利用间作模式修复土壤重金属污染和保障食品安全提供参考。

摘要:为探究不同改良剂对酸性土壤铝 (Al) 胁迫条件下镉 (Cd) 锌 (Zn) 超积累植物伴矿景天Sedum plumbizincicola生长以及镉和锌吸取修复效率的影响，分别添加不同种类改良剂 (钙镁磷肥 (CMP)、MgCO3、KH2PO4) 和不同浓度CMP进行温室盆栽试验。结果表明，CMP能够一定程度上提高土壤pH值并降低土壤交换性Al的浓度，MgCO3能够显著提高土壤pH值和降低土壤交换性Al的浓度，KH2PO4能够降低土壤中交换性Al浓度但未改变土壤pH值。施用适量的CMP (9.39 mg/kg) 能够提高伴矿景天生物量和Cd、Zn吸取修复效率，用量过高会抑制伴矿景天生长和Cd、Zn修复效率；施用MgCO3可增大伴矿景天生物量和Cd、Zn修复效率，施用KH2PO4反而抑制了伴矿景天生长。酸性土壤上施用适量的CMP和MgCO3能够缓解伴矿景天的铝毒作用，维持较高的重金属吸收效率。

摘要:超积累植物由于其对重金属具有地上部超积累以及超耐受等特性，不仅是研究植物离子转运及毒性耐受的理想模式，而且在植物修复的发展和应用中具有不可替代的作用。伴矿景天是近年在我国境内发现的一种景天科镉 (Cd)/锌 (Zn) 超积累植物。为鉴定其富集和耐受Cd的关键基因，笔者构建了其酵母表达cDNA文库，利用酵母的遗传互补系统筛选到一个极大提高了酵母抗Cd能力的基因SpMT2。SpMT2属于富含半胱氨酸 (Cys) 的金属硫蛋白 (Metallothionein) 家族。亚细胞定位表明SpMT2表达于酵母细胞质中，并特异地提高酵母对Cd的抗性。进一步研究发现SpMT2的表达显著降低了酵母液泡中Cd含量，但酵母吸收的总Cd含量无显著变化。推测抗性增加是由于SpMT2在酵母细胞质中通过螯合Cd从而降低Cd对酵母的毒害。qRT-PCR分析表明SpMT2在伴矿景天的根和地上部都高丰度表达，且不受Cd诱导变化。鉴于SpMT2也定位于植物细胞质中，结合上述结果，推测SpMT2可能在伴矿景天细胞质中螯合Cd，在降低Cd毒害的同时可能还保持Cd在细胞质中的流动性，从而在Cd长途转运过程中也发挥重要作用。

摘要:伴矿景天Sedum plumbizincicola是我国发现和报道的镉/锌 (Cd/Zn) 超积累植物，在土壤Cd污染修复方面已开展实际应用。由于超积累植物伴矿景天在不同类型土壤下的生长能力以及对镉锌的去除效果存在较大差异，因此需引入强化修复技术为植物修复提供辅助作用。作为大型土壤动物，蚯蚓对植物生长的促进作用已有较多研究，但其对伴矿景天生长和重金属吸取效率的影响则鲜有报道，为探究赤子爱胜蚓对不同类型土壤种植下的伴矿景天是否具有强化修复效应，以及不同类型土壤下的强化修复效应差异，设计以下盆栽试验。通过在常湿淋溶土 (Perudic Luvisols)、水耕人为土 (Stagnic Anthrosols)、湿润雏形土 (Udic Cambisols) 3种土壤上种植伴矿景天、引入赤子爱胜蚓Eisenia foetida，探究赤子爱胜蚓对伴矿景天生长及Cd/Zn吸收性的影响。选取Cd有效性较高、修复潜力较大的水耕人为土 (Stagnic Anthrosols) 进行第二季盆栽修复试验。第一季修复结果显示，在酸性的常湿淋溶土中，添加赤子爱胜蚓使伴矿景天地上部生物量较对照处理增加了106%，Cd和Zn吸收量分别提高了72.0%和36.0%，且蚯蚓结合伴矿景天的处理修复后土壤Cd有效性进一步降低，其余两种土壤仅添加蚯蚓无强化修复效应；第二季结果显示，同时添加秸秆和蚯蚓，可强化中性的水耕人为土上种植的伴矿景天生长，增大植物地上部生物量和Cd/Zn吸收量。结果表明，添加蚯蚓可增强伴矿景天在常湿淋溶土中的养分吸收，提高生物量，以此强化其修复效应。在水耕人为土中，外加秸秆可作为蚯蚓强化伴矿景天修复的配套技术。

摘要:为解决氯嘧磺隆残留对土壤、水体污染及后茬敏感作物药害问题，为污染土壤微生物修复提供降解菌种资源，文中采用富集培养、逐级驯化等方法，从氯嘧磺隆污染土壤中分离到1株高效氯嘧磺隆降解菌T9DB-01，经形态特征、生理生化及16S rDNA序列分析，鉴定为假单胞菌Pseudomonas sp.。采用单因素实验探究温度、pH值、底物浓度、装液量和接种量对菌株T9DB-01降解氯嘧磺隆的影响，采用正交试验及验证，优化菌株T9DB-01对氯嘧磺隆降解条件。结果表明，在30 ℃，pH 8.0，底物浓度200 mg/L，装液量100 mL/250 mL，接种量4%的条件下，5 d后降解率达到93.7%。该降解菌株对氯嘧磺隆污染土壤原位生物修复具有一定的应用潜力。

摘要:

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