有机质对红壤和黑土中外源铅镉稳定化过程的影响

采用室内培养方法研究了中国典型红壤和黑土中外源铅（Pb）、镉（Cd）在单一和复合污染下的稳定化过程,探讨了土壤有机质含量对Pb、Cd稳定化过程的影响。结果表明,加入500mg·kg-1Pb、1.0mg·kg-1Cd或1.0mg·kg-1Cd＋500mg·kg-1Pb条件下,各种土壤有效态Pb、Cd含量在培养前期迅速下降,随后变化减缓,培养30d后基本达到平衡。利用二级动力学方程对Pb、Cd稳定化过程进行拟合,在红壤和黑土上,有机质含量高的土样有效态Cd的平衡浓度比有机质含量低的土样中降低12.7%～37.3%;有效态Pb的平衡浓度比有机质含量低的土样中降低78.3%～96.2%,相关分析表明,土壤有机质含量的增加显著抑制了外源Pb、Cd的有效性（P〈0.05）。在铅镉复合污染中,Pb的存在提高了土壤中Cd的有效性,而Cd对Pb的影响较小。与黑土相比,红壤上外源Pb、Cd稳定化速率较小,达到平衡所需的时间较长,且有效态Pb、Cd的平衡浓度较高。因此,在农业生产实践中,通过提高红壤和黑土上有机质的含量能够显著降低外源重金属Pb、Cd的有效性,减少环境污染风险。     

不同类型钙化合物对污染土壤水稻吸收累积Cd Pb的影响及机理

以潮泥田和红黄泥为供试土壤,利用盆栽试验研究了施用不同类型钙化合物（CaO、CaCO3、CaSO4）对水稻吸收累积Cd、Pb的影响及机理。结果表明,潮泥田施用CaO和CaCO3后,土壤pH值明显升高。当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,水稻糙米Cd含量也随之显著下降,降幅达26.3%;施用CaCO（30.24gCa·kg-1）和CaSO（40.24gCa·kg-1）后水稻糙米Cd含量降幅分别为23.7%（P〈0.05）和18.4%（P〈0.05）。红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后,土壤pH值变化趋势与潮泥田相同。当CaO施用量达到0.24gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,但水稻糙米Cd含量反而上升,当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时,与对照相比水稻糙米Cd含量增加34.5%（P〈0.05）;当CaO施用量增至0.48gCa·kg-1时土壤有效态Pb含量明显增加,水稻糙米Pb含量也随之显著增加,增幅达41.7%。在等钙（0.24gCa·kg-1）条件下,潮泥田及红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后因pH变幅较小导致水稻糙米Cd、Pb含量无明显差异。综合分析认为,利用钙化合物控制污染土壤上水稻对cd、Pb的吸收累积时,需要根据土壤Cd、Pb含量和pH综合考虑合理的钙化合物类型和用量。     

Cu Cd Pb Zn对酸性耕作土壤3种酶活性的影响

采用添加外源重金属和室内培养的方法,研究了Cu、Cd、Pb、Zn对1个酸性耕作土壤中脲酶、蛋白酶和过氧化物酶活性的影响。Cu添加浓度为50、100、200、400、600mg·kg^-1,Cd添加浓度为1、5、10、15、20mg·kg^-1,Pb添加浓度为100、300、500、800、1200mg·kg^-1,Zn添加浓度为50、100、200、400、800mg·kg^-1。结果表明,Cu、Cd、Pb、Zn对脲酶以抑制作用为主,4种重金属对酶毒性大小依次为Cu〉Cd〉Zn≥Pb,但在培养末期抑制作用都趋于减弱。Ph、Cu、Cd、Zn在前17d的培养中使蛋白酶酶活性急剧降低,以后蛋白酶活性维持在此较低水平上。短时间内（3d）Zn对过氧化物酶具有强烈的抑制作用,但总体看来4种重金属对过氧化物酶活性的影响均较小。上述结果表明,脲酶对农田土壤Cu污染具有指示作用,蛋白酶对农田土壤4种重金属污染都具有指示作用,过氧化物酶仅对土壤Zn的短期污染具有指示作用。     

Cd、Pb单一及复合污染下土壤酶生态抑制效应及生态修复基准研究

由于土壤酶活性可有效地反映土壤重金属的污染程度,因此,本文通过研究Cd、Pb单一及复合污染对土壤酶（脱氢酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶和蔗糖酶）活性的影响,以期选取合适的土壤酶指标作为Cd、Pb污染的生物标记物,为建立Cd、Pb污染生态修复的基准提供科学依据。研究结果表明,不同的土壤酶活性对Cd、Pb的敏感性各不相同,并且酶活性随土壤重金属浓度增加表现为叠加效应或拮抗效应。Cd、Pb单一及复合污染对脲酶活性抑制作用显著,Cd、Pb复合污染对脲酶活性表现为叠加效应,因此,脲酶可作为土壤Cd、Pb污染的生物标记物。通过半数生态剂量模型研究发现：Cd、Pb污染下,50%脲酶活性受抑制的毒性阈值分别为2273和2703;Cd污染土壤的生态修复基准值为1.33mg·kg-1,Pb污染土壤的生态修复基准值为106mg·kg-1。     

东方香蒲（Typha orientalis Presl）对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐性与累积特征

通过温室盆栽试验研究东方香蒲对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐受性能与累积特征。研究结果表明,与未污染土壤处理相比,当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到48.4、16.9mg·kg-1和316mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均无显著降低,东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb表现了较强的耐受性能;当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到285、42.1、1008mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均明显下降（P〈0.05）,表现出植株矮小、叶片枯黄等中毒症状。东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb的累积主要在根部,其含量分别可达31.69、35.12mg·kg-1和87.12mg·kg-1,而在茎叶中仅为2.06、2.83mg·kg-1和20.18mg·kg-1,根部向地上部转移系数小。研究结果表明,东方香蒲可作为As、Cd、Pb重度污染土壤植物稳定修复的潜在目标植物之一。     

华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg-1·a-1,As 0.0298mg·kg-1·a-1,Hg 0.001 09 mg·kg-1·a-1,Pb 0.050 7mg·kg-1·a-1,Cr0.0502 mg·kg-1·a-1,Cu 0.110 mg·kg-1·a-1,Zn0.348mg·kg-1·a-1,Ni0.0393 mg·kg-1·a-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618—1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

生物炭与沸石复配对碱性土壤铅镉有效性的影响

【目的】以生物炭单施及其与沸石复配为钝化剂,研究其对铅镉复合污染碱性土壤理化性质及铅镉有效性的影响,以期用钝化技术为碱性土壤重金属污染原位修复提供理论和实践支持。【方法】以河南某金属冶炼厂附近铅(Pb)镉(Cd)污染的碱性菜地土壤(Pb 227.75 mg kg^-1、Cd 3.38 mg kg^-1)为研究对象,采用盆栽试验,研究生物炭单施及其与沸石复配(生物炭∶沸石=1∶1)不同施入量(0、1%、2.5%、5%)对土壤理化性质、土壤Pb、Cd有效态含量、青菜根和叶中Pb、Cd含量以及青菜富集转运Pb、Cd的影响。【结果】与对照相比,生物炭单施及其与沸石复配处理,使土壤pH提高了0.03～0.17个单位,与对照无显著差异,但显著提高了土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量(P <0.05)。土壤有效态Pb、Cd含量随钝化剂施用量增加呈下降趋势,分别下降了10.69%～32.75%和7.63%～26.72%,相同施用量下复配处理效果优于单施处理。生物炭及其复配沸石促进了青菜生长,降低了青菜Pb的含量,根部和茎叶中Pb的含量比对照分别下降了2...     

Cd Pb污染土壤中蛋白酶酸性磷酸酶脱氢酶活性的变化

通过现场采样及室内分析方法,研究了Cd、Pb严重污染的土壤中蛋白酶、酸性磷酸酶和脱氢酶活性的变化及其与土壤Cd、Cu、Pb、Zn含量和土壤基本性质之间的关系。通径分析表明,影响蛋白酶活性主要直接因素为土壤有效Cd、土壤有效Zn、砂粒和黏粒,其中土壤有效Zn刺激了酶活性而土壤有效Cd抑制了酶活性;影响酸性磷酸酶活性主要直接因素为碱解氮、速效磷、pH值,土壤有效Cu、土壤有效Cd、土壤有效Pb、土壤有效Zn对酸性磷酸酶的直接影响较小;影响脱氢酶活性主要直接因素为土壤有效Cd、土壤有效Zn、土壤速效钾,其中土壤有效Cd抑制了酶活性而土壤有效Zn刺激了酶活性。总体而言,4种重金属有效态对酶活性毒性大小依次为：Cd〉Cu〉Pb〉Zn。综合简单相关分析结果可知,总体上Cu、Cd、Pb、Zn复合污染刺激了蛋白酶活性,抑制了脱氢酶活性,对酸性磷酸酶活性影响不大,脱氢酶可作为上述土壤重金属复合污染的指标。3种土壤酶活性变化是重金属与土壤理化性质综合作用的结果。     

Cd/Cu/Pb对磺胺嘧啶在土壤中吸附迁移的影响

通过室内批平衡实验和土柱出流实验,探讨了不同浓度镉(Cd)及相同浓度的Cd、铜(Cu)、铅(Pb)对磺胺嘧啶在土壤中吸附、迁移的影响,并分别用Freundlich、Langmuir、Linear方程及Hydrus-1D中的单点和两点吸附模型模拟其在土壤中的吸附、运移过程。结果表明:当Cd浓度为10.0mg·kg~(-1)时促进磺胺嘧啶的吸附;Cd浓度为1.0、300.0mg·kg~(-1)时抑制磺胺嘧啶吸附;Cd浓度为100.0 mg·kg~(-1)时对磺胺嘧啶的吸附无影响;300 mg·kg~(-1)的Cd、Cu、Pb存在时,磺胺嘧啶吸附量大小顺序为:CdCuPb。土柱出流实验中,当Cd浓度为10.0mg·kg~(-1)时,磺胺嘧啶在土柱中的迁移速度最慢,其他浓度对迁移影响不明显;Cd、Cu、Pb相比较而言,Cu存在时磺胺嘧啶的迁移最快,Cd存在时迁移最慢。在对静态吸附特征的拟合过程中,Linear方程拟合效果最好,决定系数R~2均在0.98以上;Hydrus-1D模拟时,两点模型可更好地拟合磺胺嘧啶的运移特征,R~20.907,均方根误差RMSE0.051,瞬时吸附f所占分数较高,说明磺胺嘧啶在迁移过程中存在较大程度的瞬时吸附。     

不同土壤类型下重金属Cd对水稻剑叶光合特性和产量构成的影响

以杂交籼稻（K优818）为材料,设置不同Cd浓度水平,采用盆栽试验,研究了不同土壤类型下（潮土和水稻土）重金属Cd对剑叶光合特性和水稻产量及其构成的影响。结果显示,在3mg·kg-1浓度水平下,与对照相比,两种土壤类型下Cd处理均提高了水稻剑叶净光合速率（Pn）,其中潮土条件下Pn提高了6.4%;而当Cd处理浓度达到7mg·kg-1时,两种土壤条件下Pn均显著下降,其中水稻土条件下Pn与对照相比下降了13.8%。Cd在低浓度水平（1～3mg·kg-1）时,两种土壤类型下水稻结实率和单穗重均略有下降;但在高浓度水平（5～7mg·kg-1）下,水稻结实率和单穗重均显著下降（P〈0.05）。不同土壤类型下,Cd的毒害效应差异显著,相同处理水平下水稻土Cd对水稻Pn和单穗重的抑制效应显著高于潮土。     

珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染

为了研究珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染状况,采集了广州南沙、中山一带围垦农田农作物及其根际土壤样品,测定重金属的质量分数。结果表明,围垦农田土壤样品中Cu、Ph、Cd、Ni、Cr和Zn含量均大于广东省相应土壤环境背景值,其中Cu（56．06mg·kg^-1）、Pb（48．30mg·kg^-1）、Cd（0．72mg·kg^-1）、Ni（41．15mg·kg^-1）、Cr（115．1mg·kg^-1）和Zn（200．1mg·kg^-1）分别为背景值的3．30、1．34、12．82、2．26、2．28和4．23倍。与《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）中Ⅱ级标准（pH〈6．5）比较,土壤样品中Cu、Cd、Ni和Zn的超标率分别为73．7％、88．6％、59．6％和28．9％。以GB15618-1995中Ⅱ级标准为评价标准,采用Nemerow指数法进行评价,土壤重金属平均综合污染指数为1．86,属3级轻污染。与《食品中污染物限量》（GB2762-2005）等相关标准比较,农作物中Cu、Pb、Cd、Ni、Cr和Zn含量的样品超标率分别为0、28．9％、2．6％、48．3％、12．3％和6．1％。由此可见,珠三角滩涂围垦农田土壤和农作物重金属污染问题已经比较突出,土壤污染以Cd为主,而农作物污染则以Ni、Ph、Cr为主。     

湖南4个典型工矿区大豆种植土壤Pb Cd Zn污染调查与评价

通过对湖南4个典型工矿区（郴州柿竹园矿区、郴州宝山矿区、衡阳水口山矿区、株洲清水塘工业区）大豆以及其种植土壤的采样调查,综合评价了4个工矿区大豆及其种植土壤重金属污染程度。结果显示：（1）4个工矿区21个采样点的大豆及其种植土壤已经受到了重金属污染。土壤中Pb、Cd、Zn的浓度范围分别为269.02～6450.35、3.04～23.93、104.22～381.91mg·kg-1,大豆籽粒中这3种重金属的浓度范围分别为4.69～20.05、0.81～5.48、24.87～190.48mg·kg-1,均已超过相应的标准。（2）21个采样点中大豆植株对Pb、Cd和Zn的生物富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,表明大豆植株对Cd富集能力大于Zn和Pb。（3）21个土壤样品中交换态Pb、Cd、Zn含量与大豆植株样品各部位中这3种重金属元素含量基本上存在着显著或极显著的正的线性关系。     

长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价。结果表明：长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100%、82.69%、100%、100%、80.77%、98.08%和100%,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd〉Hg〉Ni〉Cu〉Zn〉As〉Cr〉Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为＂强＂等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高。鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产。     

渭河宝鸡段表层沉积物重金属污染研究

采用现场采样及室内分析方法,在对渭河宝鸡段表层沉积物基本理化性质分析的基础上,研究了沉积物中重金属的含量、赋存形态及迁移特征,并进行了污染评价。结果表明,沉积物中Zn、Co、Cd和Hg的平均含量均高于世界、中国和陕西土壤元素背景值,其中Cd（中国和陕西土壤元素背景值的4倍）和Hg（中国和世界土壤元素背景值的7~8倍、陕西土壤元素背景值的16倍）尤为突出。Cr、Ni、Zn、Cu和Co在沉积物中主要以残余态形式存在（50%以上）,Pb主要以可还原态形式存在（近55%）,Mn和Cd主要以乙酸可提取态形式存在（近50%）。重金属迁移顺序为Mn（56.70%）≈Pb（56.65%）〉Cd（53.66%）〉Co（48.82%）〉Cu（43.99%）〉Zn（21.93%）〉N（i15.49%）〉C（r11.43%）,其中Mn、Pb、Cd、Co和Cu的危害较大,有近45%~60%可以发生迁移转化。污染评价结果表明,沉积物主要受到Cd和Hg污染,具有高的潜在生态危害。     

不同洗涤蜂窝煤灰渣对污染土壤中铅的稳定作用研究

蜂窝煤灰渣具有稳定污染土壤中铅的作用,但可增大土壤pH和电导率（EC）。将蜂窝煤灰渣经过水洗和稀盐酸酸洗后加入铅污染土壤（1 000 mg·kg-1 Pb）,研究了不同处理灰渣对铅有效性和土壤性质的影响。结果表明,灰渣经水洗和酸洗后,其pH（分别下降1.94、3.70）和电导率（0.785、0.890 mS·cm-1）明显下降,重金属有效性和全量也有一定程度的下降。水洗和酸洗灰渣加入土壤后,土壤磷有效性有一定的上升。污染土壤在未加磷条件下加入原灰渣、水洗灰渣和酸洗灰渣后,DTPA-Pb含量分别下降67.2、195、117 mg·kg-1,加磷情况下加入这3种灰渣土壤DTPA-Pb含量分别降低102、91.8、86.8 mg·kg-1,各处理与对照的差异均达到0.05的显著水平。连续提取的结果表明,不同处理对土壤铅形态的影响不明显。     

北京城郊污灌土壤-小麦（Triticum aestivum）体系重金属潜在健康风险评价

为探讨城郊污灌土壤-小麦体系中重金属Cu、Cd、Cr、Pb和Zn的迁移富集特征及潜在健康风险,选取北京城郊污灌区24块代表性小麦（Triticumaestivum）样地,运用高分辨电感耦合等离子体质谱仪（HR-ICP-MS）测定了土壤及小麦籽粒中消解态Cu、Cd、Cr、Pb和Zn含量。结果表明,污灌土壤中Cu、Cd、Cr、Pb和Zn的均值含量分别为26.51、0.24、101.29、28.04mg.kg-1和85.59mg.kg-1,高于北京土壤元素背景值,已出现积累现象;小麦籽粒中5种重金属含量顺序为Zn（52.38mg.kg-1）〉Cu（6.09mg.kg-1）〉C（r4.62mg.kg-1）〉Pb（0.17mg.kg-1）〉Cd（0.04mg.kg-1）,其中Cr、Zn含量超出国家标准限值,食品安全需引起关注。在以污灌区小麦粉为主要食源条件下,健康风险评价显示：北京城郊污灌区单一重金属风险系数（HQ）尚未达到显著水平,但是郊区成人和儿童的5种重金属综合健康风险均大于1,4种不同人群的风险系数（HQ）和风险指数（HI）有相同的影响顺序,即郊区儿童〉郊区成人〉城区儿童〉城区成人;5种重金属中,Cr所占风险比例最小,由Cu和Zn所引起的健康风险所占比例最高。表明对北京城郊污灌区小麦籽粒主要消费区域和流通渠道以及由此引发的居民（尤其郊区儿童和成人）重金属健康风险需要予以关注,预防食品安全危害的发生。     

天津农田土壤镉和汞污染及有效态提取剂筛选

采集天津3条排污河污灌区重金属污染农田的22个土壤及油麦菜样品,测定镉（Cd）和汞（Hg）的浓度,筛选两种重金属生物有效性的最佳提取剂,并分析了混合提取剂（M3）及DTPA对两种重金属生物有效性的预测能力。结果表明,22个土壤采样点中有9个样点Cd超标,7个样点Hg超标,60%以上的油麦菜受到Cd的污染,但大部分处于轻污染级别,且M3、DTPA都能够很好地表征油麦菜中Cd的生物有效性,相关系数分别为：RM3=0.92（P〈0.0001）,RDTPA=0.88（P〈0.0001）,其中M3预测能力强,提取用时短,可推广应用;100%的油麦菜都受到Hg污染,且都处于重污染级别,油麦菜中Hg与M3、DTPA提取结果具有显著负相关,相关系数分别为：RM3=-0.82（P〈0.0001）,RDTPA=-0.47（P〈0.05）,这可能是因为可提取态Hg的增加对植物吸收产生负面影响。