生物可降解螯合剂GLDA强化电动修复Cd污染土壤研究

本研究以环境友好的新型螯合剂GLDA作为增强剂,对Cd污染土壤开展电动修复实验。与对照组相比,三个处理组土壤pH均显著降低,土壤EC均显著增加。增强组体系电流高于常规组,两组体系电渗流、柠檬酸消耗量及电耗均与修复时长成正相关关系,其中增强组电渗流拟合速度接近常规组的3倍,柠檬酸消耗拟合速度也高于常规组,但两者电耗并无显著差异。电动修复过程中产生的废液,经加碱、破络、混沉等工艺处置后,可达标排放。本研究结果表明,Cd污染土壤强化电动修复技术可行,GLDA强化可将土壤Cd去除率由75.92%提升至95.29%,修复后土壤Cd含量远低于我国GB 36600-2018规定的第一类用地管制值,且不会大幅增加治理成本,在场地修复中易于推广。     

外源柠檬酸对3种观赏植物吸收和转运镉的影响

为了探究柠檬酸与植物联合修复镉污染土壤的效果,采用盆栽试验,研究外源柠檬酸的添加对萱草(Hemerocallis fulva)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)和美人蕉(Canna indica L.)3种观赏植物修复镉污染土壤的影响.结果表明:(1)与CK和未添加柠檬酸处理组相比,柠檬酸添加显著降低了土壤的pH值.(2)柠檬酸的添加显著改善了萱草、鸢尾和美人蕉的生长状况,植物的株高、根长和生长量最大值均出现在添加柠檬酸中浓度镉污染(Tm)处理中,其单株生物量最高值分别为13.97、23.92和56.95 g.(3)在CK和未添加柠檬酸处理组中,萱草、鸢尾和美人蕉的地上部分镉含量低于地下部分,其差值变化范围分别为-5.09～-41.06、-6.44～-49.77和-15.35～-53.80mg·kg-1;而柠檬酸的添加促进了地下部分镉向地上部分的转移,使地上部分镉含量高于地下部分,其差值变化范围分别为9.98～42.50、9.51～44.93和16.10～47.59 mg·kg-1.(4)萱草、鸢尾和美人蕉3种观赏植物在添加柠檬酸处理组中的转运系数大于1,显著增加了植株地上部分的镉积累量,且美人蕉的地上部分和地下部分镉积累量明显高于萱草和鸢尾,其最高值分别为7 603.39和1 545.60 μg·株-1.综上所述,萱草、鸢尾和美人蕉3种观赏植物均可作为土壤镉污染修复植物使用,添加柠檬酸可有效提高3种观赏植物对镉污染土壤的修复效率.美人蕉由于植株高大和块状根茎的特性,使其表现出比萱草和鸢尾更强大的镉修复能力.     

镉污染稻草还田对土壤镉形态转化的影响

采用模拟培养实验,研究了镉污染稻草还田后清洁土壤(pH=4.72)和镉污染土壤(pH=7.90)中有效态镉含量及镉形态分布的变化特征。结果表明:添加稻草和淹水培养使土壤pH值向6.0~7.5的区间转变,并显著提高了土壤可溶性有机碳(DOC)含量。清洁土壤添加镉污染稻草后,土壤DTPA(Diethylene triamine pentacetate acid)提取态Cd含量增加23.5%~225.0%,土壤酸提取态和可还原态镉的相对比例显著提高,而残渣态和可氧化态镉的比例则相对降低,其效果随稻草添加量的增加显著增强;镉污染土壤添加镉污染稻草后,DTPA提取态镉仅在培养初期(2 d)略有提高,随培养时间的延长,DTPA提取态镉含量显著降低(28.6%~41.1%),且添加稻草促使酸提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转化。研究表明,镉污染稻草进入清洁土壤会带来镉污染的扩散风险,而进入供试污染土壤后则能在一定程度上降低污染土壤中镉的有效性。     

纳米矿物基土壤调理剂对水稻的降镉效果

将纳米矿物基土壤调理剂应用于湖南省株洲市镉污染稻田进行修复效果验证。结果表明:施用矿物基土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但可显著降低稻米中的镉含量,并在一定程度上减少土壤有效态镉含量。施用该土壤调理剂100~300 kg,土壤有效态镉含量下降18.52%~31.48%,稻米镉含量则下降19.23%~38.46%,降镉效果随其施用量的增加而增强。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响.结果表明,秸秆还田显著提高了2 种镉污染土壤的pH值.镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量,秸秆还田后2 周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%～33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显.模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量影响不明显.镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%.还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量.     

苎麻对镉污染土壤功能修复的初步研究

通过野外调查和采样分析,研究了湖南安化矿区的镉污染土壤种植苎麻前后土壤的微生物活菌量、有机质、pH值和镉含量等指标的变化。结果表明,镉污染土壤种植苎麻后,土壤微生物活菌量明显增加,土壤细菌活菌量增加幅度最大的为1.33倍,土壤真菌增加幅度最大的达2.42倍;土壤的酸碱度变化受苎麻品种与季别的影响;镉污染土壤种植苎麻可提高土壤有机质含量,明显减少土壤中镉含量,起到修复土壤镉污染的作用。同时,可收获苎麻原麻912.0~3 450.0 kg/hm2,生态和经济效益十分显著。     

马络葵对镉的吸收累积特征及对镉胁迫的生理响应

[目的]探讨马络葵对镉的吸收累积特征及对镉胁迫的生理响应,为利用马络葵对镉污染土壤进行植物修复提供理论依据。[方法]以马络葵为材料,采用砂培方法,设计0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mg/L 6个镉浓度处理,研究马络葵对镉胁迫的生理响应及对镉的吸收累积和运转能力。[结果]镉处理后,马络葵株高和地上部鲜重均显著高于CK;地上鲜重和根系鲜重均以3.0 mg/L浓度时最大;镉浓度低于1.0 mg/L时,有利于叶绿素含量合成;可溶性糖含量均显著高于CK,可溶性蛋白质含量除0.5 mg/L镉处理外,其他浓度镉处理均显著高于CK。[结论]马络葵地上部和根系对镉的吸收累积均随着镉浓度增大呈增加趋势,且镉运转能力和对镉的耐受性较强,可在镉污染土壤中种植利用,并作为土壤重金属污染修复植物进一步研究。     

生物炭对水稻镉吸收的影响

为明确施用生物炭对水稻镉吸收的影响,研究了不同生物炭施用量(1.5%、3.0%、6.0%)对土壤pH、土壤有效态镉含量、水稻产量、水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明:施用生物炭能够显著提高土壤pH,比对照组分别增加0.05,0.11,0.16。施用生物炭能够降低土壤中有效态镉的含量,比对照组分别降低2.4%、3.8%、7.1%。施用生物炭能够增加水稻产量,施用生物炭的3个处理水稻产量均高于对照处理,但差异不显著。施用生物炭能够抑制镉向水稻植株中迁移,显著降低水稻籽粒中镉的含量,比对照组分别降低20.2%、21.5%、25.8%。在镉污染土壤中施用生物炭可显著降低镉的有效性,降低了水稻镉污染的风险,对保障粮食安全具有重要意义。     

高活性土壤调理剂在镉污染酸性稻田中应用

通过田间试验,研究了土壤调理剂对中轻度镉污染稻田土壤的修复效果。结果表明:施用该土壤调理剂可显著提高土壤pH值,提高幅度最高可达0.47个单位,在施用量为1 125和1 500 kg/hm~2条件下,土壤有效态镉平均浓度分别降低了0.114和0.127 mg/kg,精米镉含量分别下降了34.8%和39.2%,稻谷产量分别增加了8.7%和11.6%。该产品可有效改善酸性土壤理化性质、降低土壤镉的可移动性、减少水稻镉吸收、提升稻谷产量,进而提高经济效益。     

土壤镉污染对马铃薯块茎氮·磷·钾·镉含量及积累量的影响

[目的]为了研究土壤镉污染对马铃薯氮、磷、钾、镉含量与积累量的影响。[方法]采用盆栽方式,以费乌瑞它马铃薯为试验材料,测定采收后的马铃薯产量、氮磷钾镉含量及积累量。[结果]轻度的镉胁迫降低了马铃薯块茎氮含量,而中度和重度镉胁迫下马铃薯块茎氮含量增加,镉污染各处理氮积累量均显著低于对照处理;随着土壤镉浓度的增加,磷含量在0.01水平显著增加,而磷积累量变化不大;土壤不同镉处理马铃薯钾含量均在0.01水平显著高于对照处理,土壤轻度镉处理马铃薯钾积累量最高,随着镉污染程度的加大,钾积累量降低;土壤不同浓度镉处理下马铃薯块茎镉含量与积累量均呈直线0.01水平显著正相关。[结论]土壤镉污染马铃薯氮肥施用量降低,磷肥施用量不变,轻度镉污染增加钾肥施用量,土壤镉重度污染不适合种植马铃薯。     

铅镉胁迫下柠檬酸、胡敏酸对刺槐幼苗根系发育及土壤特性的影响

为探究柠檬酸(CA)、胡敏酸(HA)对铅镉胁迫下刺槐幼苗的根系发育及其对土壤修复的调控效应,对铅镉混合污染土添加CA与HA,并测定幼苗根系与土壤特性指标。结果表明,在铅镉胁迫下,中高浓度胡敏酸明显提高刺槐根系活力。添加CA与HA后,铅镉胁迫植株的根系发育较稳定;土壤pH值下降,由碱性改善成微酸性;土壤中铅离子浓度降低,而镉离子浓度升高。因此,高浓度柠檬酸、胡敏酸可促进刺槐修复铅污染土壤,改善土壤特性,其中10 mmol·kg^-1HA效果最优,但两者对镉污染调控效果均不明显。     

土壤镉污染对马铃薯块茎氮·磷·钾·镉含量及积累量的影响（英文）

[目的]为了研究土壤镉污染对马铃薯氮、磷、钾、镉含量与积累量的影响。[方法]采用盆栽方式,以费乌瑞它马铃薯为试验材料,测定采收后的马铃薯产量、氮磷钾镉含量及积累量。[结果]轻度的镉胁迫降低了马铃薯块茎氮含量,而中度和重度镉胁迫下马铃薯块茎氮含量增加,镉污染各处理氮积累量均显著低于对照处理;随着土壤镉浓度的增加,磷含量在0.01水平显著增加,而磷积累量变化不大;土壤不同镉处理马铃薯钾含量均在0.01水平显著高于对照处理,土壤轻度镉处理马铃薯钾积累量最高,随着镉污染程度的加大,钾积累量降低;土壤不同浓度镉处理下马铃薯块茎镉含量与积累量均呈直线0.01水平显著正相关。[结论]土壤镉污染马铃薯氮肥施用量降低,磷肥施用量不变,轻度镉污染增加钾肥施用量,土壤镉重度污染不适合种植马铃薯。     

不同土壤调理剂对桂东中度镉污染农田的修复效果

为桂东地区镉污染农田的安全生产提供依据,在桂东中度镉污染农田开展田间试验,比较诺地康、隆昌LC-SOl、格丰GF-TD2、格丰GF-TP3和石灰5种不同的土壤调理剂对土壤pH、土壤有机质、全镉、有效态镉和糙米镉含量的影响,探明不同土壤调理剂在中度镉污染农田上的修复效果。结果表明：与对照相比,施用5种土壤调理剂均显著提高土壤pH,土壤pH增加0.26～0.91个单位;土壤有效态镉含量显著降低31.8%～56.6%;水稻糙米中的镉含量降幅为45.9%～80.8%,土壤pH与土壤有效态镉含量密切相关,土壤有效态镉含量与土壤pH呈极显著负相关（R=-0.676）;但5种土壤调理剂对水稻产量、土壤全镉含量和土壤有机质含量影响较小。从水稻产量、土壤pH、土壤有效镉含量和糙米镉含量来看,格丰GF-TP3土壤调理剂对土壤有效态镉含量和糙米镉含量的控制效果最佳,其降幅分别为56.6%和80.8%。     

重金属镉污染农田土壤修复改良剂的制备及应用

针对江西省重金属镉污染农田,制备了一种土壤修复改良剂,该土壤修复改良剂是将生物炭与肥料等按一定比例混合后形成的一种混合肥料。选择早稻和晚稻为试材,设置了5个不同用量的土壤改良剂处理,同时以不施肥和常规施肥为对照,考察该土壤修复改良剂对降低镉污染农田中稻米镉含量有无作用。结果表明,随着土壤修复改良剂用量的增加,稻米中镉含量表现出降低趋势,但产量与常规施肥对照无显著差异。     

GLDA对狼尾草镉吸收、富集及转运能力的影响

【目的】探究可降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）以不同浓度施加时,对狼尾草镉（Cd）吸收、富集及转运的影响,为充分利用螯合剂与植物联合修复Cd污染的土壤提供科学依据。【方法】以狼尾草为试验材料,采用盆栽试验法,分析不同浓度GLDA［0（对照）、1、2、3、4和5 mmol/kg］处理下狼尾草生长特性、生理指标及狼尾草各部位对Cd的富集量,并进行GLDA浓度与狼尾草理化性质的相关性分析。【结果】与对照相比,随着GLDA浓度的增加,狼尾草株高、根长和总生物量均呈先升高后降低的变化趋势,在GLDA浓度为2 mmol/kg时分别增加8.23%、4.41%和7.75%;狼尾草叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b也呈先升高后降低的变化趋势,在GLDA浓度为2 mmol/kg时达最大值,分别为对照的1.16、1.09和1.19倍。在GLDA处理下狼尾草富集系数（BCF）与对照相比明显升高且表现为根>叶>茎;在GLDA浓度为2 mmol/kg时,狼尾草转运系数（TF）高于1.00,植物修复系数（PRF）达最大值,为1.93。相关分析表明,螯合剂GLDA处理浓度与狼尾草株高、叶绿素含量、地上部生物量及地下部生物量呈极显著负相关（P<0.01,下同）,而与地下部Cd含量呈极显著正相关。【结论】低浓度GLDA可通过促进狼尾草叶绿素的生成提高光合效率,促进其生长,提高其富集及转运能力,高浓度则抑制狼尾草生长。GLDA对狼尾草修复Cd污染的最适浓度为2 mmol/kg,可显著提升狼尾草修复Cd污染的效率。     

不同材料生物炭对镉污染土壤修复和青菜镉吸收的影响

采用大田试验的方法研究水稻秸秆炭、竹炭、山核桃壳炭对镉污染土壤修复及青菜镉吸收的影响。结果表明,不同种类生物炭处理的土壤镉含量均显著降低,降幅达11.46%~17.54%。p H值增幅明显,比对照提高0.38~0.46个单位;施用不同种类的生物炭均可显著降低青菜地上部和根部的镉含量,降幅分别达10.8%~21.5%和9.1%~18.8%,青菜鲜产量也都有增加的趋势。     

土壤镉污染下生物炭对白菜生长及植株镉浓度的影响

以白菜为试验材料,研究土壤镉污染下分别向土壤中添加0%、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%生物炭对白菜植株生长及镉富集情况的影响。结果表明,添加0.5%的生物炭可显著提高白菜的株高和鲜质量(P0.05),但随生物炭添加量的增加,白菜株高并没有继续显著增加,白菜鲜质量却出现下降趋势,添加过量的生物炭对白菜生长产生抑制作用;随生物炭添加量的增加,白菜植株镉含量有显著下降(P0.05),生物炭的添加可有效降低白菜地上部的镉含量;白菜植株中,叶片镉含量显著高于叶柄,在土壤镉污染下白菜叶片可能是镉的主要储存器官。     

稻田土壤和稻米镉含量关系的研究进展

稻田土壤镉造成的稻米镉污染已成为危害人类健康的制约因子,摸清稻田土壤和稻米镉的含量关系,可以为稻米安全生产和维护人类健康作出重要贡献。通过从稻田土壤和稻米镉污染现状,稻田土壤和稻米镉的含量关系,土壤pH值、有机质对稻米镉含量的影响等方面总结稻田土壤和稻米镉含量关系的研究进展,并进行展望。我国稻田土壤和稻米镉污染现象形势严峻,主要体现在稻田土壤镉污染逐年增加、稻米超标率高等方面;稻田土壤和稻米镉含量关系复杂,因外界环境的不同,存在正相关性和非正相关性;土壤pH值、有机质对稻米镉含量具有显著性影响,增加或降低土壤pH值和有机质均可改变稻米对镉的吸收与累积。下一步可通过大量的调查研究,有针对性、全面地对稻田土壤和稻米镉含量的关系开展协同调查,建立不同环境条件下稻田土壤和稻米镉含量的耦合关系,以期为稻米安全生产和镉污染土壤修复治理提供科学依据。     

用于修复土壤超积累镉的油菜品种筛选

以锌、镉超积累植物印度芥菜为对照 ,通过镉处理水培试验 ,从 2 2个芥菜型油菜品种中筛选出了 3个修复能力较高的品种。通过模拟镉污染土壤的土培试验 ,研究 3个上述品种的累积镉特征及对镉污染土壤的修复效率。结果表明 :在土壤镉含量为 4 0mg·kg-1条件下 ,油菜川油Ⅱ 10的地上部生物量、相对生物量、地上部吸镉量及对土壤的净化率均高于对照植物印度芥菜和其他筛选出的油菜品种 ;当土壤镉含量为 80mg·kg-1时 ,油菜川油Ⅱ- 10的地上部镉含量达 12 0mg·kg-1以上 ,显著高于印度芥菜 ,具有明显的镉超积累特征和修复镉污染土壤的能力。     

成都平原农田镉污染情况及油菜镉吸收特征

为了解成都平原农田镉污染现状及油菜对农田土壤镉的吸收特征,在成都平原镉污染农田选取45个样点,通过田间实地取样的方法,研究了32个品种油菜的镉吸收特征及其生长农田土壤镉污染特征。结果表明:45个取样点中有19个样点土壤镉含量超过土壤环境质量标准农业用地二级污染标准,除广汉外,其余各市区农田土壤都存在镉污染威胁,尤以什邡为重;土壤有效镉含量随全镉含量增加而递增,两者呈极显著线性正相关;土壤镉污染生物有效性系数随土壤pH值升高而降低,两者呈极显著线性负相关。试验所用油菜对土壤镉均有一定吸收累积作用,且不同品种差异显著;同一品种油菜镉富集能力主要受土壤镉含量的影响;绿星油99(德阳)、821(绵竹)、德油5号(彭州)和德油4号(什邡)分别为各市区筛选出的具有较强镉富集能力的适栽品种,也是试验中发现的最适合各市区作为农田镉污染修复植物的油菜品种。油菜籽粒镉富集能力主要受茎秆镉含量的影响,且在镉存赋能力的品种差异上均表现为茎秆大于籽粒。