辣椒土壤中Cd形态分布及其生态风险评价

为探明贵州辣椒土壤中Cd的生态风险,利用盆栽试验,研究外源Cd进入土壤后的形态分布特征及辣椒土壤中Cd的生态风险程度。结果表明:1)辣椒土壤中Cd形态分布与土壤Cd添加浓度有一定的关联。当外源Cd浓度为0mg/kg时,苗期、花期土壤中Cd形态分布表现为残渣态酸溶态可还原态可氧化态,果期中残渣态可氧化态酸溶态可还原态;当Cd浓度为0.5mg/kg和1.0mg/kg时,辣椒生育期内土壤中Cd为残渣态酸溶态可还原态可氧化态;Cd浓度为2.5mg/kg时,酸溶态残渣态可还原态可氧化态;Cd浓度为5.0mg/kg时,酸溶态可还原态残渣态可氧化态。2)辣椒不同生育期土壤中Cd污染风险程度为外源Cd浓度0mg/kg时风险低,0.5mg/kg时风险中度,1.0mg/kg时(苗期土壤中Cd对生态危害接近高风险的边缘)与2.5mg/kg时为高度风险,5.0mg/kg时达到极高度风险水平。结论,贵州辣椒土壤中Cd污染的生态风险偏高。     

造纸废水灌溉下芦苇体内铜化学形态研究

为探究造纸废水灌溉下芦苇体内铜化学形态的分布,采用模拟湿地试验,研究了不同造纸废水浓度灌溉下芦苇各部位(根、茎、叶、穗)中铜化学形态(乙醇、水、氯化钠、醋酸、盐酸提取态)分布特征以及芦苇生长期(发芽期、展叶期、快速生长期、抽穗期、成熟期)对铜化学形态影响规律。结果表明:芦苇对铜元素含量受废水浓度影响,受芦苇生长时期的影响。废水浓度为300mg·L~(-1)时,芦苇体内铜含量最高(12.65mg·kg~(-1)),主要分布在根部(10.67mg·kg~(-1)),茎中含量最低(6.02mg·kg~(-1));展叶期内铜含量最高(14.52mg·kg~(-1)),成熟期最低(5.57mg·kg~(-1));芦苇体内铜形态分布受生长期影响较大,且各部位间有较大差异。芦苇体内铜以乙醇(3.43mg·kg~(-1))和水(3.00mg·kg~(-1))提取态为主,其中根部乙醇(32.02%)和水(24.77%)提取态含量最高,而穗中铜HCl提取态含量最高(42.33%)。芦苇生长期中,展叶期HAC提取态所占比例最高(30.83%),乙醇(18.97%)和水(21.54%)提取态次之,其余生长期,铜均以乙醇和水提取态为主,二者合计分别占总量的67.31%,54.34%,52.49%,49.23%;芦苇体内铜主要来源于土壤中弱酸态铜。废水浓度升高提高了芦苇对土壤中铜的吸收率,废水浓度为300mg·L~(-1)时,芦苇对土壤中铜的吸收率最高(9.62%),在展叶期,芦苇对土壤中铜的吸收率最高(3.46%),高于土壤中弱酸态铜总量。造纸废水灌溉促进了芦苇对铜的吸收,在试验的废水浓度灌溉下,芦苇体内铜的各形态含量所占比例变化不大。     

造纸废水灌溉对辽河口湿地土壤营养元素含量影响

为研究不同浓度造纸废水灌溉(以CODCr浓度计,其浓度分别为:300,175,50mg·L~(-1))对湿地土壤营养元素[有机质、总氮(TN)、总磷(TP)及总钾(TK)]含量的影响,本研究利用沈阳农业大学综合试验场小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,来分析湿地土壤营养元素含量在不同浓度废水灌溉下的变化规律。结果表明:造纸废水灌溉后湿地土壤营养元素含量显著提高,随着废水浓度的增大,土壤中营养元素含量依次增大。有机质含量分别为22.420,19.950,20.020g·kg~(-1),为对照组CK的1.409,1.254,1.258倍;TN含量分别为0.742,0.696,0.642g·kg~(-1),为对照组CK的1.317,1.237,1.140倍;TP含量分别为0.586,0.529,0.491g·kg~(-1),为对照组CK的1.407,1.270,1.178倍;TK含量分别为3.265,3.086,3.160g·kg~(-1),为对照组CK的1.115,1.054,1.080倍。对TN、TP及盐碱离子平衡分析发现,随废水浓度的增大,芦苇体内各元素累积量增加,累积率减小,土壤中残留量加大。利用集对分析方法对造纸废水灌溉后湿地土壤养分进行评价,以C_1浓度造纸废水灌溉芦苇湿地,土壤营养元素等级为Ⅲ级,以C_2、C_3浓度废水灌溉后土壤的养分评价级别为Ⅳ级,说明较高浓度造纸废水的灌溉有效地提高了湿地土壤养分的含量,而较低浓度造纸废水灌溉对土壤养分含量提高幅度有限。     

蚯蚓对土壤中镉的形态特征的影响

通过在重金属Cd污染的土壤中接种蚯蚓的试验,研究了蚯蚓数量对土壤重金属Cd形态特征的影响。结果表明,Cd的各形态浓度随着Cd的浓度的增加而增加。Cd浓度为0时,Cd的主要形态为残渣消解态、可还原态以及可氧化态,残渣消解态的浓度随着蚯蚓条数的增加而增加。Cd的浓度为200mg/kg和500mg/kg时,Cd的主要形态为可还原态、醋酸可提取态和可氧化态,蚯蚓条数对可氧化态的影响最大,可氧化态的浓度随着蚯蚓条数的增加而明显增加。Cd的浓度分别为0、200和500mg/kg时,有效态浓度随着蚯蚓的数量增加而增大,原因在于随着蚯蚓的数目的增加,pH值显著降低以及有机质含量的增加。Cd的各形态与蚯蚓的数量的相关性不显著。     

造纸废水灌溉对芦苇生长和土壤质量的影响及综合评价

为全面客观评价废水灌溉对辽宁双台河口湿地的影响,通过构建小试装置模拟盘锦双台河口湿地,分析造纸废水灌溉条件下芦苇不同生长期湿地各指标变化规律,采用粗糙集理论综合评价造纸废水灌溉对芦苇湿地影响。结果表明,造纸废水灌溉提高了芦苇植株茎粗、株高、叶面积及生物量,芦苇各生长指标与废水灌溉浓度正相关,不同灌溉浓度各指标值间存在显著差异;废水灌溉后,土壤中有机质、TN、TP含量随着灌溉浓度的增大而增加,但各灌溉浓度间差异不显著;废水灌溉后土壤中重金属含量均显著增加,且废水浓度越大,土壤中重金属含量越多。利用粗糙集方法对不同造纸废水浓度灌溉下的芦苇湿地影响程度做综合评分,灌溉浓度300mg/L的综合得分为0.802 6;175、50mg/L的综合得分分别为0.694 1、0.681 3;0mg/L的综合得分为0.401 3,即现有灌溉条件下,废水浓度越大,对芦苇湿地的影响综合评分越高,虽然会造成更多重金属累积,但总体上仍更有利于芦苇的生长与发育。     

造纸废水灌溉对辽河口湿地土壤重金属污染的评价研究

为有效评价造纸废水灌溉对辽河口湿地土壤重金属污染的影响,基于广义集对分析综合评价法,对造纸废水灌溉条件下辽河口芦苇湿地重金属累积情况进行评价。集对分析评价过程中,指标权重以及差异系数的准确性是决定评价结果准确与否的关键。选取造纸废水灌溉后湿地土壤中出现累积问题的Cd,Cu,Pb,Zn 4种重金属作为评价指标,将广义集对分析法和层次分析法耦合确定评价指标权重,既考虑了专家的后验权重,又考虑了先验权重,结合三角模糊数法确定差异系数,构造综合评价模型。结果表明:以CODCr浓度为300mg·L~(-1)的造纸废水灌溉辽河口湿地,土壤表层Cd,Cu,Pb,Zn 4种重金属的综合权重分别为0.539,0.150,0.106,0.205,其中Cd是主要的污染贡献因子;不同浓度的造纸废水灌溉对湿地造成的污染程度大小顺序为:CK50mg·L~(-1)175mg·L~(-1)300mg·L~(-1),污染等级为清洁到轻度污染,可以利用低浓度造纸废水灌溉辽河口湿地,促进湿地系统修复;与其他传统评价方法对比表明,集对分析与层次分析和三角模糊数进行耦合的综合评价模型可以有效解决集对分析中指标权重独立性和不确定性以及差异系数的模糊性的问题,提高土壤重金属污染评价准确性。     

Cd污染对3种类型土壤酶活性及Cd形态分布的影响

【目的】认识3种类型土壤酶活性对Cd污染的响应特征,以及Cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源Cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及Cd的形态分布特征;【结果】Cd污染均抑制了3种土壤的蔗糖酶活性,伴随污染的加剧,抑制作用更显著,尤其是冲积土;Cd污染对冲积土脲酶活性有显著的激活作用;3种土壤的酸性磷酸酶对Cd污染的响应表现出"低促高抑的效应";随土壤中Cd2+浓度的增大,冲积土的碱性磷酸酶活性降低,其余两种土壤的碱性磷酸酶没有显著变化。Cd污染处理下,紫色土中Cd的形态分布均表现为:可还原态残渣态可氧化态弱酸提取态。黄壤和冲积土在1 mg/kg时,Cd的各形态分布为:弱酸提取态残渣态可氧化态可还原态;随着Cd含量的增加,冲积土和黄壤中弱酸提取态Cd和可还原态Cd的比例有较大幅度的增加,残渣态Cd的比例下降。【结论】紫色土和黄壤中的土壤酶活性受到Cd污染影响较小,冲积土的酶活性受到的影响较大;冲积土和黄壤在受污染后土壤中的Cd容易被植物吸收,生态安全存在更大的隐患。     

灌溉造纸废水对模拟芦苇湿地土壤中镁离子含量的影响

为研究造纸废水对模拟芦苇湿地土壤中镁离子含量的影响,利用造纸废水灌溉辽宁双台河口芦苇湿地,通过不同灌溉时期以及不同废水质量浓度对土壤剖面中镁离子含量进行观测分析。结果表明:在所有处理条件下,土壤镁离子含量随土层深度增加的变化趋势基本相同,呈"W"形分布,5~10cm土层中含量最多,20~40cm土层中含量最少。在芦苇不同生长期内灌溉造纸废水,土壤中镁离子含量变化量的大小顺序为成熟期发芽期展叶期快速生长期抽穗期。灌溉不同质量浓度的造纸废水后,土壤中镁离子含量变化量的变化趋势300mg/L175mg/L50mg/LCK,说明造纸废水灌溉有助于土壤中镁离子的累积,废水质量浓度越高,镁离子累积量越大。     

长期造纸废水灌溉对湿地土壤镉离子迁移的影响

为研究不同生育期湿地土壤镉离子含量的变化,分析废水灌溉条件下湿地土壤中镉离子的迁移特征。利用沈阳农业大学综合试验基地小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,采用原始COD_(cr)浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在不同生育期(发芽期、展叶期、拔节期、抽穗期和成熟期)灌溉不同浓度造纸废水,测定不同质量浓度废水下湿地土壤中镉离子的含量。结果表明:不同灌溉方式下,废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理对土壤镉离子含量影响最大,随着土层深度增加,土壤镉离子含量变化趋势表现为:处理1处理3处理2CK;发芽期至成熟期灌溉不同质量浓度的造纸废水,土壤中镉离子含量变化量变化趋势表现为:成熟期抽穗期拔节期展叶期发芽期,说明在成熟期灌溉造纸废水,镉离子含量变化量最大,其中在废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理时变化量达到最大值(2.91mg·kg~(-1)),50mg·L~(-1)处理变化量达到最小值(0.81mg·kg~(-1));不同废水质量浓度灌溉下,土壤中镉离子含量总体上呈现为:废水灌溉组大于清水对照组。经过相关性分析可知,土壤中镉与铜、铅、镍含量之间存在呈极显著正相关关系,说明在不同废水质量浓度灌溉下,铜、铅、镍含量越高,土壤中的镉含量越大。     

红树林表层沉积物老化过程中铅的赋存形态

采用3种不同类型的东寨港红树林表层沉积物，通过室内沉积物老化培养试验和改进的BCR提取法，分析了3种沉积物中铅的各赋存形态随不同老化时间与可溶性外源污染铅浓度变化的特征。结果表明，老化时间对红树林表层沉积物可还原态铅的影响不显著，对酸可提取态铅、可氧化态和残渣态铅的影响会因沉积物类型的不同而呈差异显著。随老化时间延长，沉积物A中酸可提取态铅含量先增加再降低（除1 000 mg·kg?1）、可氧化态铅含量在0，25，250 mg·kg?1时增加；沉积物B中酸可提取态铅含量增加、残渣态铅含量降低（除500 mg·kg?1）；沉积物C中残渣态铅含量在0，25，250，500 mg·kg?1时增加。此外，当老化时间为30，60，120 d时，添加较低外源铅浓度（25，250，500 mg·kg?1）的沉积A和B中，酸可提取态铅和可还原态铅占总量的比例增加，残渣态铅占比减少；在沉积物C中，老化30 d后，随浓度增加，酸可提取态铅含量降低，残渣态铅含量增加，老化60 d和120 d后，可氧化态铅含量的比例呈现增加趋势。可见，外源铅进入沉积物经老化后的主要赋存形态是残渣态和可还原态，外源铅初始浓度会影响铅赋存形态达到稳定的时间，并且铅的赋存形态受到沉积理化特征的影响。结果揭示了红树林沉积物中铅的环境化学行为，可为红树林湿地修复重金属污染提供参考依据。     

造纸废水灌溉对湿地土壤和芦苇中总磷迁移的影响

在沈阳农业大学综合试验场内构建小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,对不同生育期湿地土壤和芦苇总磷含量的变化进行研究,分析废水灌溉条件下湿地土壤总磷的迁移特征。结果表明:不同废水质量浓度灌溉条件下,随着土层深度增加,土壤总磷含量变化趋势基本相同,在5~10cm土层中总磷含量最高。废水灌溉组土壤总磷含量在土层剖面分布规律为0~55~1020~4040~6010~20cm。废水质量浓度为300mg/L处理的土壤总磷含量变化量最大,175mg/L处理最小。芦苇总磷含量随生长期变化趋势为成熟期拔节期抽穗期展叶期发芽期。灌溉组芦苇中总磷含量高于对照组,总磷含量在芦苇内的分布特征为:茎叶根穗。相关性分析表明,土壤总磷、总氮、有机质及芦苇总磷呈极显著正相关关系,总磷与pH相关不显著。     

长期不同施肥措施对土壤铜、锌、镉形态及生物有效性的影响

为研究长期不同施肥措施对典型土壤中铜、锌、镉形态分布特征及生物有效性的影响,采用BCR连续提取法测定了黑土、潮土和红壤在20多年不同施肥措施(不施肥、施化肥、化肥有机肥配施)下土壤中Cu、Zn、Cd形态的含量。结果表明,黑土施用磷肥提高了Cu、Zn的酸提取态和氧化物结合态比例,施用有机肥增加了土壤Cu、Zn的酸提取态和有机结合态比例,降低了Cd的有机结合态比例;潮土单施化肥或配施有机肥均能提高酸提取态、氧化物结合态和有机结合态Zn比例;红壤施磷肥提高了Zn的酸提取态和有机结合态比例,施有机肥提高了Cu、Zn氧化物结合态和有机结合态比例。对作物籽粒和秸秆Cu、Zn、Cd浓度与其在土壤中各形态含量作逐步回归分析表明,黑土中Cu、Zn、Cd的生物有效态以酸提取态为主;潮土中Zn、Cd的生物有效态以氧化物结合态和有机结合态为主;红壤中土壤酸提取态、氧化物结合态和有机物结合态Cu、Zn、Cd都具有一定的生物有效性。Cu、Zn、Cd总量和EDTA-可提取态是黑土和红壤重金属形态的主要影响因子。     

耐镉细菌与土壤胶体作用对镉形态的影响

【目的】探讨耐镉细菌对红壤、赤红壤和棕色石灰土3类型土壤胶体镉吸附性能的影响及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化,为重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。【方法】从矿区镉污染土壤中筛选分离出一株耐镉细菌,同时提取红壤、赤红壤和棕色石灰土3种土壤胶体,研究接种耐镉细菌后3种土壤胶体吸附镉的变化及细菌—土壤胶体复合体上所吸附镉形态的变化。【结果】接种耐镉细菌能提高3种土壤胶体对镉的吸附,以红壤有机—无机复合胶体的提高幅度最大;接种耐镉细菌使3种类型土壤胶体上弱酸可溶态和残渣态的镉含量降低,而可还原态和可氧化态含量则提高。接菌后,红壤胶体和赤红壤（自然土）无机胶体上不同形态镉含量为残渣态＞可还原态＞弱酸可溶态＞可氧化态,而赤红壤（耕作土）胶体和棕色石灰土胶体则为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。【结论】接种耐镉细菌能促进土壤胶体上镉形态由无效态向有效态转化,提高镉的有效性。     

Fractional Distribution of Lead and Cadmium in Sludge and Soil Amended with Sludge Compost

Sludge is produced wherever sewage purification takes place. The amount of municipal dry sludge in China is more than 5.0×106 t per year. There are lots of soil nutrients, such as nitrogen, phosphorus and or- ganic matters contained in sludge, but heavy …     

稳定化处理对底泥利用后土壤Cd形态及空心菜Cd含量的影响

采用大田试验,研究了石灰+钙镁磷肥、海泡石+磷酸二氢钙、单独使用钙镁磷肥3种不同的稳定剂组合对底泥土地利用后造成污染的农田土壤中Cd的稳定化处理效果以及对空心菜吸收Cd的影响。结果表明,3种稳定剂组合均能有效改变土壤中Cd的形态分布,弱酸提取态含量最大减少率54.43%,可还原态含量最大增加率81.90%,可氧化态含量最大增加率107.43%,残渣态含量最大增加率74.15%,稳定化效果明显。稳定化处理组的空心菜Cd含量显著低于对照组,减少率为38.61%~85.69%,且达到无公害蔬菜安全要求。不同污染水平下,稳定剂对空心菜中Cd浓度减少率的影响程度均为石灰+钙镁磷肥>钙镁磷肥>海泡石+磷酸二氢钙,与对土壤Cd弱酸提取态含量减少的影响一致。总体上讲,稳定剂可以有效修复轻微污染底泥利用带来的土壤Cd污染,确保种植空心菜的安全性。     

淹水条件下有机肥对土壤重金属形态转化及迁移的影响

采用土柱模拟试验,利用欧共体参比司提出的BCR连续提取法,探讨了重金属Zn,Cu,Pb,Cd在农田土壤中的化学形态及迁移风险。结果表明,施用不同有机肥对重金属向下迁移影响不大,淹水9个月后,Zn,Cu,Pb,Cd从表层土壤（0-20 cm）向下迁移了约2 cm,集中于20-22 cm土层,不易对深层土壤造成污染。添加有机肥后,0-10 cm土层中Zn,Cu,Pb,Cd的酸溶态比例随着淹水时间的增加而降低,而可还原态比例却随之升高,表明有机肥对重金属的有效性有一定的抑制作用。在此期间,可氧化态和残渣态的含量基本保持不变,两者百分比之和在各元素中均小于15%。     

尾矿区污染土壤中重金属的形态分布及其生物有效性

采用BCR连续提取法对大宝山槽对坑尾矿区周围受污染的菜园土和水稻土中Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了研究。结果表明,两种土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的总量均超过国家土壤环境质量相应的标准。两种污染土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布差别不大。Cd主要分布在残渣态中,占总量的60％以上,Cd各形态含量的分配顺序均为：残渣态〉酸提取态〉可氧化态〉可还原态;Pb以可还原态和残渣态为主,占总量的92％以上;Cu各形态含量的分配顺序均为：残渣态〉可还原态〉酸提取态〉可氧化态,以残渣态为主,占总量的59％以上;Zn在土壤中以残渣态占绝对优势,占总量的90％以上。菜园土和水稻土重金属生物有效性以Ph为最高,Zn为最低。