土壤镉污染及其生物修复研究进展

随着工农业发展,土壤中镉污染程度日趋严重。镉通过在作物体内富集而进入食物链,对人畜健康构成巨大威胁。文中概述了土壤中镉污染来源、赋存状态及其生物有效性、对人体及生物健康危害等的研究情况,分析了土壤镉污染生物修复的研究动态,并提出了今后的研究方向。     

节肢动物生物指示研究综述

从生物指示的概念和首要目标,指示生物的定义、类别和功能,生物指示研究的步骤,指示生物和环境变量之间关系的可预测性及定量化,以及指示值方法,综述了节肢动物作为指示生物研究概况,列举了常见的节肢动物指示类群及其指示目标,剖析了当前生物指示研究中存在的问题,指出了在科学方法论基础上多学科合作进行多个类群生物指示研究,建立较完善的生物指示系统,服务于地区土地管理、生态建设及生物多样性保护等,将成为生物指示研究的发展趋势和主要方向。     

土壤动物对土壤环境的生物指示作用

土壤动物对土壤环境生物指示作用的研究已成为国际土壤生态学领域的热点和前沿课题。土壤线虫对土壤环境(化肥、农药、除草剂和重金属)污染的生物指示研究,土壤原生动物对土壤中残留的有机污染物、农药和重金属的污染诊断的应用,蚯蚓物种多样性作为土壤环境污染的指示生物研究,土壤螨类种类组成和密度与土壤环境的变化的研究等越来越被国内外学者重视。笔者阐述了土壤动物对土壤环境变化生物指示作用的必然性和重要性。     

生物炭及其对酸性土壤改良的研究进展

近年来,生物炭以其特殊的性质及环境生态效应日益成为众多学科研究的前沿热点,特别是其在酸性土壤改良方面有较大的应用前景.随着中国农业种植方式和结构的不断变化,一些区域的土壤酸化现象逐渐加重.主要从生物炭的性质及其对酸性土壤改良方面的最新研究成果进行了阐述,并对今后生物炭的研究方向进行了展望.     

土壤农药污染原位生物修复技术及其研究进展

介绍了农药污染土壤的生物修复和原位生物修复技术及其研究现状,分析了其研究方向与发展趋势,以期为农药污染土壤原位生物修复技术的理论研究和应用提供参考。     

生物发展的辩证法

本文从生物的量变与质变、遗传与变异、生物发展中否定之否定规律的作用等不同侧面。论述了生物发展的辩证法,阐明唯物辩证法揭示了生物的发展是生物系统的保持与变化这两个方向相反趋势的矛盾的统一,对于推动生物科学和遗传育种学的研究,对于保护生态环境的平衡,对于工农业生产和医药卫生事业的发展,都有重大的理论和实践意义.     

生物有机无机复混肥肥料效应

为了解决日益增长的禽畜固体排泄物带来的环境问题,以及长期施用无机肥料对土壤肥力的负面影响,将化肥、有机肥和微生物肥料的优点相结合,研制新型生物有机无机复混肥料是未来肥料的发展方向之一.以树脂包膜尿素作为载体,生物有机肥作为包衣原料,利用滚筒造粒机制备生物有机无机复混肥.采用玉米盆栽试验对生物有机无机复混肥的肥效进行研究,定期对各处理玉米的生理性状进行测定,并采集土壤样品,对各处理土壤的理化性质、微生物含量、酶活性、土壤呼吸、硝化和反硝化速率进行检测和分析.结果 表明:生物有机无机复混肥处理与普通尿素处理相比,可以显著提高土壤中微生物的活性,土壤细菌、真菌、放线菌含量分别提高2855.88％、4414.14％和1153.16％,土壤中各种酶活性也明显提高,土壤的硝化、反硝化速率和呼吸速率有所降低,玉米增产15.41％.     

土壤健康及土壤动物生物指示的研究与应用

对土壤健康的概念、土壤健康指示生物－土壤动物的特性、土壤动物及其作为土壤健康生物指示作用研究的进展及发展方向进行了论述，为我国从土壤动物学角度开展土壤健康质量研究提供参考。     

生物炭对土壤肥力与环境的影响

生物炭是生物体在完全或部分缺氧环境中经高温裂解后形成的含碳率较高的产物。目前对生物炭的研 究仍属于起步阶段,不同学科领域采用不同研究方法和手段,研究结论也不尽一致。阐述了目前生物炭对土壤结构、 土壤污染、土壤碳氮转化过程以及生物炭施用对土壤微生物群落、酶活性等方面的国内外研究进展,并且提出目前 生物炭在改土培肥研究过程中存在的问题,以期为今后生物炭的研究工作提供理论指导。     

生物炭对土壤肥料的作用和未来解析

生物炭的应用,能够有效提升土壤中有机碳的含量,对土壤的保水、保肥性能进行改善,减少养分的损失.通过将生物炭与肥料的相互结合,能够起到相互补充,促进作业的生长,增加产量的效果.本文结合生物炭的相关概念,分析了其对于土壤肥料的作用,并就其未来的研究方向进行了讨论和阐述.     

北京农田土壤重金属年际变化及其特征分析

 【目的】揭示土壤中重金属的变化趋势,为土壤环境监控提供参考。【方法】通过对2005—2009年北京农田土壤重金属含量的持续监测,分析了该地区农田土壤中As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属的统计特征和年度变化趋势,并结合采样点的土壤类型、地理位置和土地利用类型等信息,研究了农田土壤中重金属的来源。【结果】2005年至2009年间,As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属中, Hg和Cr的含量有逐年上升的趋势,Hg的含量逐年为 0.053、0.065、0.077、0.090和0.116 mg•kg -1,Cr含量为50.0、53.3、55.8、56.1和61.8 mg•kg-1。其它重金属含量呈上下波动,无上升或下降的变化趋势。进一步将土壤中的重金属含量与背景值相比,土壤中重金属的累积水平Cr＞Hg＞Cd＞Cu＞As＞Pb。不同类别土壤中重金属含量存在显著性差异,As在潮土和褐土中,Hg和Pb在近郊和远郊农田土壤中的含量有显著差异,不同农业土地利用类型土壤中未发现重金属的含量差异。【结论】北京农田土壤中As来源于成土母质,Hg和Pb来源于城市污染的大气扩散,Cu 、Cr和Cd来源于农业活动中肥料的过量使用。     

基于标准化方法和统计分析法的土壤重金属环境基线值分析比较

通过监测研究区域208个监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的含量,并以此为基础获得区域表层土壤重金属环境基线值,以及区域表层土壤重金属环境基线值相对于本底值的变化累积情况,以此来判断区域表层土壤重金属受人为活动的扰动程度。采用标准化方法和相对累积频率统计方法,分别获得基于这两种方法的重金属环境基线值及偏差,以两者的平均值作为研究区域表层土壤重金属环境基线值。结果显示:研究区域监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn分别有17.3%、1.0%、4.3%、0.0%、2.4%、3.8%、1.9%、0.0%的监测点位超出了农用地土壤污染风险筛选值限值,分别有26.9%、26.0%、29.8%、17.3%、16.8%,20.2%、28.4%、21.6%的监测点位较区域本底值均有不同程度累积;基于标准化方法和相对累积频率统计方法两种方法获得的重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值平均值分别为0.22、0.09、13.34、30.7、82.0、29.7、38.0、89.1 mg/kg,相对偏差为0.5%～12.0%;土壤中重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值较区域本底值的累积指数分别为1.5、1.2、1.0、1.1、1.0、1.0、1.0、1.0、1.0,重金属Cd的环境基线值较区域本底值有轻度累积,说明土壤重金属Cd已经受到一定程度的人为因素干扰,但影响程度较小,Hg有轻度累积的风险,As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn无明显累积。     

Effects of Cd and Pb pollution on soil enzymatic activities and soil microbiota

Based on a representative sampling method and pot experiment with different concentrations of Cd and Pd, the enzymatic activities (urease, phosphatase, catalase, invertase), population of bacteria, fungus and actinomycete in the soil, the Cd and Pd pollution status of soil samples (from the wastewater-irrigated area of Baoding suburb) were appraised. Unitary linear and nonlinear curve-fitting optimization models were applied in the research, and the relationship between Pb and Cd causing pollution and enzymatic activities of the tested soils were discussed. The research may provide a theoretical basis for protecting the environment in the region of Baiyangdian Lake, Hebei province, prevent soil pollution, and ascertain biochemical indexes, which reflect soil heavy metal pollution levels. The research results indicated that: (1) there was obvious accumulation of Pb and Cd in the wastewater-irrigated area, also the accumulation in wastewater-irrigated soil is more than that in fresh water-irrigated soil, and accumulation on surface layer was more than that in the lower layer. Pb and Cd contents in the tested soils exceeded the standards of soil background values for some major cities at home and abroad and the world soil Cd and Pb contents range. This means that the tested soil had reached a lightly polluted level; (2) there existed an obvious negative correlation between soil enzymatic activities and Pb and Cd contents in wastewater-irrigated soil, where the soil urease and catalase activities decreased obviously with the increase of Pb and Cd contents in soil. Therefore, the urease and catalase can be considered as biochemical indexes that reflect the degree of soil Pb and Cd pollution; (3) the pot experiments indicated that the influence of Cd on soil enzymatic activities was greater than that of Pb. Generally, the effect of Cd on soil phosphatase, urease, catalase is more obvious than that on invertase, while Pb has a more obvious effect on invertase than Cd; (4) pot experiments of triple cropping showed that, Cd and Pb had an obvious inhibiting effect on microbes. The influence sensitivity of Cd and Pb on different microbes was ordered as bacteria > actinomycete > fungus. Cd had a greater inhibiting effect on microbes than Pb, the influence of Cd and Pb on actinomycete and fungus was relatively smaller, therefore, bacteria can be chosen as an important index that reflects the effect of Cd and Pb on microbe sensitivity.     

Cr3+对土壤脲酶活性特征的影响

采用模拟方法对Cr~(3+)的土壤脲酶效应进行了研究,结果表明,土壤pH对Cr~(3+)的生态毒性有重要影响;酸性土壤脲酶受到显著抑制,活性及动力学特征参数与Cr~(3+)浓度间达显著或极显著负相关,而且模型U=β0/(β1xC+1)揭示其间机理为完全抑制,动力学则进一步细化为非竞争性抑制;获得土壤轻微和中度污染时的生态剂量ED10和ED50分别为50.59和865.7 mg·kg~(-1);酸性土壤中脲酶活性、Vmax、k可作为土壤Cr~(3+)亏染的监测指标之一,而碱性土壤则反应不敏感,其随铬浓度增加,脲酶活性及动力学参数呈先增加后降低的规律性变化,总体变幅较小;两类土壤的差别可能主要是由于土壤环境引起了不同价态铬转变的缘故.     

江西省典型水稻土对铜、铅吸附解吸特性研究(英文)

[目的]研究江西省典型水稻土对铜、铅的吸附解吸特性。[方法]以江西省2种典型的水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究铜、铅在水稻土中的单一和竞争吸附-解吸情况,并利用吸附分配系数对铜和铅在水稻土中的环境风险进行评估。[结果]等比例条件下两种水稻土对铜和铅离子的吸附量为铅大于铜,且潴育型水稻土的吸附能力明显大于潜育型,但两种水稻土对铜和铅离子的解吸量则为铜大于铅,且解吸能力为潜育型水稻土大于潴育型;与单一体系相比,竞争条件下水稻土对铜和铅离子的吸附量均明显降低,但解吸率则明显升高;水稻土中铜污染的潜在环境风险大于铅,铜和铅离子的环境风险随p H升高而减小,且铜和铅共存时明显增大。[结论]研究表明在铜和铅离子共存于水稻土时,与铅污染相比,应重视和尽量避免铜的污染。     

王水——高氯酸与氢氟酸——高氯酸消解土壤的方法对比

为了确定使用王水——高氯酸法消解土壤,测定铜、铅,镍、锌和镉等元素的可行性,对控制样 B 号土、(土娄)土、褐土等进行了与氢氟酸——高氯酸法消解的对比实验。结果显示:后法所测结果稍高于前法。经 t 检验,只有(土娄)土中的铜,褐土中的铜和镍差异性显著,但其分析值均在平均值加减一个标准差(±1S)范围之内,符合分析要求。说明可以用王水——高氟酸法代替氢氟酸——高氯酸法测定土类中铜、铅、镍、锌和镉。     

外源Cd对中国不同类型土壤酶活性的影响

【目的】研究国家土壤环境质量二级镉（Cd）污染标准下,中国不同类型土壤的酶活性变化,初步探讨其间的关系,了解土壤酶作为污染程度监测指标及污染标准的可行性。【方法】采用模拟盆栽试验,设置对照、低浓度、高浓度3个水平,分析Cd污染玉米收获后不同类型土壤中7种酶活性的变化。【结果】Cd胁迫对不同土壤酶效应有所差别,在供试Cd浓度范围内,土壤酸性磷酸酶、过氧化氢酶对Cd胁迫反应不敏感;转化酶、FDA水解酶和脱氢酶活性显著受到抑制,而激活了脲酶和碱性磷酸酶;当Cd浓度达到国家土壤环境质量二级标准,Cd对土壤FDA水解酶和脱氢酶的平均抑制率分别达34.03%和31.14%;主成份分析构建的土壤酶、土壤酶-理化性质-Cd信息系统与总体酶活性达极显著正相关,可较好反映土壤Cd污染的影响。【结论】土壤脱氢酶、FDA水解酶、总体酶活性对土壤Cd较为敏感,可作为监测辅助指标之一;土壤酶与Cd间关系受到酶种类、土壤性质等的影响,其中尤以土壤有机质和pH影响最重要。     

浙江省嘉兴市南湖区土壤环境质量评价和无公害水稻生产

在浙江省嘉兴市南湖区按无公害水稻产地环境要求,对该区103个水稻土样品进行测定和评价。结果表明:该区土壤环境质量较好;耕层全砷、铅、铬、镉和汞的平均含量分别为7.7、23.7、88.9、0.18和0.22 mg.kg-1;被测定的土壤未受到砷和铅的污染,有94个点(占总样点数的91.3%)符合无公害水稻产地土壤环境质量要求,但有9个点(占总样点数的8.7%)受到镉和汞的污染。提出了加强污水和固体废弃物处理、农田施用石灰、增施磷肥和有机肥及选用抗逆性强的水稻良种等相应的措施。     

北京近郊耕作土壤重金属状况评价分析

以北京市近郊昌平、通州、顺义、海淀和大兴5个区县耕作土壤为对象,在对74个样点土壤中Cr、Cu、Cd、Pb、As和Hg 6种重金属含量调查分析的基础上,利用GB 15618—1995《土壤环境质量标准》评价北京市近郊耕作土壤重金属污染现状,并参考北京市土壤重金属背景值,采用环境质量指数与Hakanson环境生态潜在风险指数相结合的方法,探讨土壤中6种重金属的累积污染现状及潜在生态风险。结果表明:土壤中6种重金属含量均低于GB 15618—1995中的二级标准,Cu、Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量平均值分别为25.69、59.62、7.97、0.20、22.26和0.16 mg/kg;土壤中Pb、Cu和Cd 3种重金属有极大的同源可能性,但土壤Cr异源性明显;6种土壤重金属都表现出一定程度的累积效应,Cr的累积污染效应最大;土壤中Cd和Hg均处于较高的潜在风险等级,其中海淀部分样点土壤Hg含量已经达到极高潜在风险水平;17%左右的土壤样点已存在一定程度的潜在生态威胁。高累积污染和高风险潜在威胁区都集中在经济相对发达的海淀、通州、昌平。分析表明,近年来的人类生产活动已给北京市近郊耕作土壤的环境质量带来了负面影响,故应依照属地管理原则立即采取区域化重点监测管理措施。