石灰及其后效对玉米吸收重金属影响的田间实例研究

通过田间试验方法,研究了在铅锌矿废水污染的土壤上施用石灰1 a后,继续施用石灰和石灰后效处理对后续第1、2季低累积玉米（Zea mays）的产量以及重金属Cd、Pb、Zn和Cu含量的影响,并分析了土壤pH、土壤DTPA提取态重金属含量和土壤重金属全量的变化。结果表明,连续施用石灰和石灰后效均显著提高玉米产量,其中连续施用石灰处理效果最佳,第1季籽粒产量是对照（无石灰）的6倍,第2季是对照的3.8倍。与对照相比,连续施用石灰处理显著降低了2季玉米籽粒Cd、Pb、Zn和Cu含量,石灰后效只能降低第2季玉米茎叶Cd、Pb和Cu含量,而籽粒Cd、Pb含量与对照相比略有升高,说明石灰后效能维持一年半左右。对照处理土壤Cd和Zn全量显著低于石灰处理,可能是土壤中Cd和Zn随着雨水的淋洗向下层迁移造成的。施用石灰可防止Cd和Zn对地下水的污染。     

改良剂对重金属污染红壤的修复效果及评价

采用盆栽试验,研究了施用改良剂—石灰、有机肥、海泡石对红壤上小油菜生物产量、镉锌吸收量、pH、吸收系数的影响。结果表明,施用改良剂,连续种植3季小油菜 (Brassia campestris L.) 的生物产量都显著提高,石灰、有机肥和海泡石配施的产量是对照的15倍。改良剂能不同程度提高红壤的pH,以石灰的效果最好,土壤pH平均升高了2个单位;而且小油菜对镉锌的吸收也较低。小油菜对镉的吸收系数大于对锌的吸收系数,说明镉容易在土壤-植物体系中迁移,施用改良剂后吸收系数降低。施石灰的小油菜中锌含量达到食品卫生标准。改良剂对提高土壤pH的后效逐渐减弱,对抑制小油菜吸收锌的后效不如抑制镉的后效好。     

四种改良剂对铜和镉复合污染土壤的田间原位修复研究

研究了石灰、磷灰石、蒙脱石和凹凸棒石对冶炼厂周边Cu、Cd污染土壤的原位修复效果。以黑麦草(Lolium perenne L.)作为田间修复植物,采用植物重金属吸收性、土壤重金属化学提取性及土壤溶液重金属浓度变化等作指标来评价修复效果,并研究了黑麦草对Cu、Cd的吸收与土壤、土壤溶液中Cu、Cd含量的相关性。结果表明,石灰高添加剂量(石灰占污染土壤耕作层质量的0.4%)处理黑麦草对重金属的富集效果最好,显著降低了重金属毒性,促进了黑麦草的生长及其对重金属的富集;石灰和磷灰石各添加剂量均显著降低了污染土壤交换态Cu含量;石灰、磷灰石和蒙脱石各添加剂量均显著提高了土壤溶液pH并显著降低了其Cu、Cd浓度。黑麦草地上部、根中Cu浓度与土壤交换态Cu及土壤溶液Cu浓度呈显著或极显著正相关关系。     

石灰对红壤中磷肥有效性的影响

为了研究石灰物质对红壤磷肥肥效的影响及其本质,分别进行了盆栽和化学试验。盆栽试验以荞麦和蚕豆为指示作物,试验表明石灰对红壤磷肥肥效有显著影响,但这种影响的方向(即良好的影响和不良的影响)和强度,则视石灰用量、磷肥水平以及石灰物质的性质等而异。红壤施用石灰后显著地增加供试植物的吸磷总量。在本试验的条件下,石灰影响红壤磷肥肥效的主要原因可能是由于对磷肥固定量的影响所致。因施用石灰而促进了植物利用磷肥的能力,也可能是重要原因之一。当pH 5.0左右以下时,CaO 对磷有效性的影响是由于改变了土壤的pH,因而加速了磷酸铁铝的水解所致。超过pH 5.0,则因磷酸钙盐沉淀(包括磷灰土型盐类)的逐渐形成,而使磷的肥效降低。对于MgCO_3和NaOH 来说,则因不能与磷盐形成难溶性化合物,故不致显著影响磷的溶解度,而且随着这些物质用量的增加,由于pH 的升高,还可以提高已被固定的磷酸铁、铝盐类的水解。     

石灰用量对污染红壤和黄泥土中有效态铜锌含量的影响

采用外源加入重金属铜锌硝酸盐的方法,制成铜、锌单一及复合污染的三级污染红壤和黄泥土（Cu 200mg/kg、Zn 400 mg/kg）,稳定一个月,施入低（0.50 g/kg）、中（1.50 g/kg）和高（2.50 g/kg）3种不同用量的石灰,稳定两个月后测定土壤有效态铜、锌含量和pH值,以阐明石灰用量对不同污染土壤中重金属有效态含量的影响。结果表明,随石灰用量的增加,复合污染红壤中有效态铜含量较对照依次降低31%、76%和87%;而石灰用量对黄泥土中有效态铜影响的差异不显著;两种土壤中有效态锌含量均随石灰用量的增加而显著减少;复合污染较单一污染相比,有效态铜及有效态锌的含量差异不显著。在复合污染下,低、中量石灰使黄泥土中有效态铜含量较红壤减少89%和63%,有效态锌减少27%和65%。但加入高量石灰,两种土壤差异不显著。石灰能够降低单一与复合污染铜、锌有效态的含量,但其效果因土壤类型而异,在红壤上选择施用高量石灰而在黄泥土上则适宜施用低中量石灰,以取得最佳的修复效果和效益。     

石灰和磷酸盐结合稳定石灰性重金属污染土壤的研究

为了探讨磷酸盐和石灰对重金属污染土壤的稳定效果,采用铅冶炼污染石灰性土壤(镉、铜、铅和锌全量分别为4.12、81.0、455和115 mg·kg-1)、设置磷酸盐和3个不同石灰用量及磷酸盐和石灰同时施用及间隔15 d施用的处理,培养后测定土壤性质。结果表明,两种添加剂间隔15 d施用且石灰用量为250和500 mg·kg-1时,土壤pH和磷有效性均高于同时施用处理。两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉有效性显著低于二者同时施用时(P<0.05,低6.63%～11.82%)、土壤锌有效性显著高于同时加入的处理(P<0.05,高17.64%～28.39%)。两种添加剂的不同施用方式对土壤铅和铜的有效性影响较小。石灰用量为1000 mg·kg-1且两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉和铅有效性最低。以上说明,对于石灰性镉污染土壤,磷酸盐和石灰的施用方式对土壤镉的稳定效果存在重要影响。     

不同有机物料与石灰对小麦吸收镉的影响

采用盆栽试验,研究了在镉污染土壤上不同有机物料、石灰及有机物料与石灰配合施用对小麦生长和吸收重金属镉的影响。结果表明,施用猪粪能显著增加小麦产量,小麦产量随猪粪用量的增加而增加;石灰用量超过一定数值后则显著降低小麦产量;而其他处理对小麦产量的增、减作用不显著。施用高量猪粪(Z4)或石灰+低量猪粪(Z2)能显著降低小麦对镉的吸收,使籽粒的镉浓度降至国家食品镉污染限量标准(GB2762-2005)以下。所有石灰+机物料处理都比对照处理明显降低小麦籽粒和秸秆中的镉,但籽粒中的镉浓度都未达到国家食品镉污染限量标准。在受重金属Cd污染土壤上施用高量猪粪或猪粪配施石灰,表现为显著的负交互作用,对控制小麦对镉的吸收以及从秸秆向籽粒的转移,都有显著的效果。石灰与泥炭或活性炭配合施用表现为正的交互作用,会在一定程度上促进小麦对镉的吸收。     

石灰和双氰胺对红壤酸化和硝化作用的影响及其机制

施用石灰是改良酸性土壤的重要措施,但其对土壤硝化作用的增强不仅加速土壤酸化,也增加硝态氮流失风险.传统的硝化抑制剂双氰胺(Dicyandiamide,DCD)能否在石灰改变pH的条件下始终有效抑制硝化是当前红壤区生产中亟需解决的问题.采用短期土壤培养试验,探讨了不同用量石灰与DCD配合施用对土壤酸化和硝化作用的影响及其...     

磷酸盐、石灰和膨润土降低冶炼厂污染石灰性土壤重金属活性的研究

通过土壤培养试验探讨了磷酸盐配合石灰或膨润土对铅冶炼污染石灰性土壤(全铅和全镉含量分别为497和5.22 mg kg-1)中铅、镉等重金属的稳定效果。石灰和膨润土均可使土壤pH明显上升,而磷酸盐使土壤pH下降。各处理措施均使土壤EC上升。膨润土、石灰有利于土壤磷有效性下降。稳定剂施用后30 d时,与对照相比,磷酸盐单独施用、石灰单独施用、膨润土单独施用、磷酸盐配合膨润土施用处理土壤DTPA-Pb含量分别下降了5.92%、16.7%、9.24%和17.9%;培养60 d时,以上处理DTPA-Pb含量与对照相比下降比例分别为6.15%、17.6%、14.5%和16.4%,而磷酸盐施用30 d后再施用一半石灰的处理DTPA-Pb含量下降14.2%。与铅相比,稳定措施对镉的有效性影响较小,仅有石灰单独施用和磷酸盐施用30 d后再施用一半石灰处理DTPA-Cd含量显著低于对照(P 0.05),降低比例分别为2.54%和5.51%。以上结果表明,对于铅冶炼污染石灰性土壤,磷酸盐配合膨润土施用、磷酸盐施用后一段时间再施用石灰均可促进镉、铅的稳定,磷酸盐配合石灰施用可降低土壤磷的风险。     

猪粪对红壤铝毒的缓解效应

利用盆栽实验研究了施用猪粪和石灰对红壤铝毒的缓解效应。结果表明 ,在对照土壤 (pH 4.2)上生长的小麦遭受铝毒害明显 ,出苗后 36d全部枯死 ,施用石灰和猪粪能不同程度地缓解铝毒害。施用猪粪和石灰都可以提高土壤pH ,降低交换性铝含量。与单施石灰相比 ,石灰猪粪混施可以提高土壤 pH ,降低交换性铝含量 ,增加小麦叶绿素含量、光合速率和地上部干物重。与单施猪粪相比 ,石灰猪粪混施使小麦地上部K、Mg和P含量减少。     

水分及干燥过程对土壤重金属有效性的影响

土壤水分变化可显著改变土壤性质进而影响土壤重金属有效性。本试验通过测定土壤溶液和采用薄层凝胶梯度法(DGT)表征的Zn、Cd、Cu、Ni浓度,研究土壤含水量变化对重金属有效性的影响。结果表明,不同水分处理显著影响土壤溶液中可溶性有机碳(DOC)含量和土壤中重金属的有效性;随土壤水分降低DGT表征的Zn、Cd、Cu和Ni浓度和土壤溶液中Cu和Ni浓度呈下降趋势,且随干湿交替次数增加而降低;与长期风干土壤相比,经干湿交替后风干土壤重金属有效性降低或显著降低;与土壤溶液法相比,DGT法能反映水分变化对土壤固相金属缓冲补给能力的影响,能更好地表征土壤金属有效性的变化。在农业生产中可通过适当水分管理措施降低重金属的有效性,从而缓解重金属的毒害作用。     

不同土壤改良剂对大豆富集重金属的影响

在广西环江开展了土壤改良剂对大豆富集重金属的影响研究,结果表明:土壤改良剂(煤灰、菌渣、蚕沙)均能在大豆苗期、结荚期和成熟期有效降低大豆中重金属含量。菌渣对大豆苗期重金属抑制效果最好,蚕沙对成熟期重金属吸收的抑制效果最佳,而煤灰在结荚期抑制重金属效果优于其他的改良剂,并且对减少大豆籽粒中重金属含量作用效果最好。     

华北地区有机种植与常规种植土壤质量比较研究

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤质量的影响,本文在华北地区选取典型的有机种植基地与附近相似条件的常规种植地块,比较了不同种植方式下土壤体积质量、土壤中水稳性团聚体及土壤中各养分含量和土壤中7种重金属含量。结果表明:相比常规种植,有机种植降低了土壤体积质量,提高土壤中水稳性大团聚体数量,提高了土壤中水稳性团聚体的MWD值和GMD值,降低了分形维数D,提升了土壤水稳性团聚体稳定性,提高了土壤抗侵蚀的能力。有机种植方式下土壤中有机质含量相比常规种植提高了20%~80%,土壤中速效磷、速效钾、碱解氮和全氮、全磷等养分含量也显著提高,说明有机种植有利于土壤培肥,提高土壤肥力。与土壤背景值相比,土壤中重金属含量有不同程度的增加和积累,曹县有机基地As含量超过土壤环境质量国家一级标准,肃宁有机基地土壤中Cu、Zn含量接近国家一级标准。在调查地区,有机种植降低了土壤中Cr、Cd、Hg污染的威胁,但由于施入有机肥的质量差异,存在重金属Cu、Zn、As富集的风险。相比常规种植,有机种植有利于改善土壤结构,提高土壤综合肥力,土壤中重金属污染的风险主要与施入的有机肥质量有关,有机种植应加强对有机肥源的监控,合理施肥。     

低分子量有机酸对土壤有效磷及重金属释放影响的研究进展

农药化肥的过量施用、重金属矿产开发冶炼、污水灌溉等导致土壤磷素养分降低和重金属污染,对生态环境、粮食安全和人类健康带来一定的风险隐患。土壤低分子量有机酸是一类重要的土壤有机活性物质,在土壤质地、养分循环和重金属毒害等方面起重要作用,但低分子量有机酸对土壤磷素和重金属释放影响的研究尚没有系统归纳。本文结合国内外研究进展,综述了土壤低分子量有机酸的来源、浓度、功能及其影响因素,举例说明了低分子量有机酸种类、浓度等对土壤磷及重金属释放的影响。系统总结了低分子量有机酸对土壤磷活化及重金属释放的机制。低分子量有机酸与其他物质协同提升土壤磷素有效性和降低重金属污染,这些结果为土壤磷素有效性的提升和重金属污染土壤修复提供科学依据和技术支撑。     

Mikrosondenuntersuchungen an unterschiedlich stark mit Schwermetallen belasteten Böden. 1. Methodische Grundlagen und Elementanalysen an pedogenen Oxiden

Electron microprobe studies on soil samples with varying heavy metal contamination. 1. Methods and analysis of elements in pedogenic oxides EMA point analysis, line scan profiles and microprobe photos were performed on thin sections from 19 soil samples with variing heavy metal content to show the distribution of elements in soil particles on a microscopic level. The investigations showed that the detection limits generally have a range of 110-830 mg/kg in anorganic soil matrix respectively 80-320 mg/kg in organic soil matrix. The element specific heavy metal accumulation capacities on the pedogen oxides compared to the average content of the soil samples can be described for Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb. The maximum trace element accumulations in concretions related to their element total content in the soil samples were by Co 3.170 times, Ni 6.635 times, Cu 323 times, Zn 112 times, Cd 2.000 times and by Pb 745 times. The accumulation and immobilization of heavy metals by iron oxides suggests that additions of Fe oxides could be used to reduce heavy metal availability and leaching to the subsoil on highly contaminated soils.     

基于污染损失率法的土壤重金属污染评价及经济损失估算

半定量或定量估算土壤污染造成的经济损失,对开展土壤环境质量评价工作具有重要意义。以长三角典型区张家港市蔬菜地为例,在分析蔬菜地土壤中Cd、As、Cr和Cu4种重金属含量及其变化趋势的基础上,以该地区土壤重金属的基线值为基准,运用污染损失率法,初步估算了重金属污染损失率（重金属污染对土壤的损害程度,%）和土壤进行蔬菜种植利用时的重金属污染经济损失量（万元·a^-1）,并预测了未来10a和20a重金属污染经济损失量。结果表明,张家港市蔬菜地各单项重金属污染损失率在1.00%-1.67%之间,综合重金属污染损失率为5.02%,土壤重金属污染总体较轻,污染等级整体为Ⅱ级,属于尚清洁水平。但如果按照目前重金属积累的趋势发展下去,随着蔬菜种植年限的增加和种植面积的扩大,综合重金属污染损失率将呈不断增加的趋势,导致重金属污染经济损失量不断增加,2009年重金属污染经济损失量约为1998万元·a^-1,2029年将增加到5532万元·a^-1。因此,需要对蔬菜生产系统中重金属的来源进行有效控制,以降低土壤重金属的积累,减少由此带来的经济损失。     

煤炭基地复垦村庄土壤重金属污染生态风险评价

对煤炭基地的复垦村庄进行土壤重金属潜在生态风险评价,可以指出在村庄复垦中应该特别注意的物质,减少煤炭开采后有可能会造成土地污染并提高村庄复垦后的耕地质量。以山西省泽州县西郜村的压煤复垦村庄为研究区域,在分析了该地区土壤重金属含量的基础上,以山西省土壤重金属元素背景值为评价标准,采用潜在危害指数法对土壤重金属污染状况进行评价。研究结果表明,压煤复垦村庄不同层次土壤的综合污染程度范围为6.05~14.92,平均处于中等污染程度;从单个要素上来看,各种重金属污染系数平均值由高到低为:Hg > Pb > As > Cd > Cr,Hg属于较高的污染水平,其重金属潜在风险指数在75.9～275.19之间,有一半样点的潜在生态风险达到了中等程度;Hg潜在生态风险达到了较高污染程度,需要在复垦过程中进行治理。对煤炭基地复垦土壤重金属进行潜在生态风险评价,有助于掌握土壤重金属污染特征和分布规律,为复垦后耕地的重金属污染控制与修复提供一定的依据,促进土地资源的可持续利用。     

Kinetics of Desorption of Heavy Metals from Polluted Soils: Influence of Soil Type and Metal Source

Kinetics of desorption of heavy metal ions (Cd, Cu, Ni and Zn) from the surface (0–15 cm) samples of an acidic soil (Inceptisol) and a neutral soil (Mollisol) spiked with inorganic salts of these metals or through an acidic sludge were studied by the column method. The rate of desorption of soil applied heavy metals was initially rapid and gradually declined with time. In general, the release of heavy metals from soils polluted by inorganic or sludge sources conformed to a multi-site model of first order kinetics; however, the release of Cd and Ni applied through inorganic sources to the neutral soil could be adequately accounted for by single-site model. The double-site model could adequately explain the release of Cd from sludge amended acidic soil and the release of Zn applied though inorganic salt or sludge to the neutral soil. In acidic soil, the apparent desorption rate coefficients of heavy metals applied through inorganic sources were higher than those for the sludge source. In neutral soil, however, the apparent desorption rate coefficients of heavy metals added through sludge were higher than for inorganic sources. Among the heavy metals, the higher apparent desorption coefficient value and percent desorption of Cd indicated a higher potential of this metal for leaching and ground water contamination. The results also suggested that the acidic soil pH might reduce the ability of the soil to naturally sequester heavy metal cations and lead to their leaching.     

Insight into modified biochars and their immobilizing effects on heavy metal(loid)s in contaminated soils: Mechanisms and influencing factors

Soil contamination by heavy metal(loid)s is a considerable environmental concern, and immobilization is a promising way to reduce toxicity. In recent years, modified/engineered biochars have gained enormous attention for their use in soil remediation, and various studies have reported notable results from their application and their ability to immobilize heavy metal(loid)s. In this review, a summary of publications on the utilization of modified biochars is presented to address the heavy metal(l...     

基于Tessier法的土壤中不同形态镉的转化及其影响因素研究进展

土壤重金属形态分析对土壤污染修复具有重要意义。综述了几种常见的重金属形态分析方法并基于Tessier五步连续浸提法分析土壤中Cd形态转化规律,进一步总结了土壤的理化性质对Cd形态的影响。不同类型土壤中Cd形态的含量分配比不同,土壤中的可交换态Cd含量较高,迁移性较强,对生物危害较大,因此可通过改变土壤pH值、土壤有机质和土壤氧化还原条件等土壤理化性质使可交换态Cd向残渣态Cd转化,进而降低土壤中Cd对生物的毒性作用。旨在深化读者对土壤Cd污染的认识,并为土壤Cd污染治理与修复提供参考。