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。     

氯对磷酸盐稳定土壤铅的影响研究

氯对磷酸盐稳定土壤铅具有促进作用。研究的目的是探讨氯的合适用量。在铅冶炼污染土壤(全铅含量为220 mg kg~(-1))中以P∶Pb=6(mol∶mol)加入磷酸二氢钾,同时以Cl∶P=0、0.25、0.33、0.5、1和2(mol∶mol)加入氯,培养后测定土壤性质。结果表明,在氯磷比0.25到2范围内,氯对铅的稳定均有促进作用,当Cl∶P=0.25时,氯的促进效果最为明显,此时土壤DTPA-Pb含量比未加氯处理低3.46%(P0.05)。土壤镉有效性随着氯用量的增加而增大。较高氯用量时,对土壤铜和锌有效性有一定的促进作用。加氯对土壤磷有效性有一定的促进作用,并导致土壤电导率上升。以上结果说明,在铅污染土壤中加入水溶性磷酸盐时,当磷铅比为6时,可采用0.25的氯磷比达到最佳铅稳定效果。     

钢渣施用对多金属复合污染土壤的改良效果及水稻吸收重金属的影响

通过盆栽实验和大田实验研究了钢渣施用对多金属复合污染土壤pH、有效硅、有效态重金属含量（镉、铅、铜、锌）以及水稻吸收重金属的影响。盆栽实验设置5个处理,分别是CK（无钢渣）、SS3和SS6（分别加入3g·kg-1和6g·kg-1100目钢渣）、FSS3和FSS6（分别加入3g·kg-1和6g·kg-1180目钢渣）;大田实验设置两个处理：CK（无钢渣）和SS（加入3g·kg-1100目钢渣）。结果表明,盆栽实验土壤pH值及有效硅含量随钢渣施用量的增加和粒径的减小显著上升,土壤有效态重金属含量则出现显著下降。水稻地上部重金属浓度在施加钢渣后均显著降低,并且远低于地下部浓度;大部分钢渣施加处理对降低地下部重金属浓度也有显著效果。大田实验结果显示,钢渣改良的处理,不仅提高了水稻产量,稻米中的重金属浓度也得到了大幅降低,并达到了国家食品安全标准。综合来看,施用钢渣可有效改良多金属复合污染土壤的性质,抑制水稻对重金属的吸收和转运,降低水稻特别是其地上部的重金属浓度。     

有机酸和磷对两种污染土壤铅的释放作用研究

用土壤培养和化学浸提法研究了不同低分子量有机酸和磷对污染土壤中铅释放的影响。结果表明,随有机酸浓度增加,铅污染红壤、棕壤中可溶出铅量均增加。当供试有机酸浓度≥1mmol·L-1时,相同浓度有机酸溶出铅量为柠檬酸〉乙酸〉草酸;当有机酸浓度≤0.5mmol·L-1时,溶出铅量为草酸〉柠檬酸〉乙酸。将2g·kg-1磷及50mmol·kg-1有机酸与铅污染红壤以不同方式混合后,柠檬酸处理的溶出铅比率（在污染土壤中加入P、有机酸后溶出铅含量与单加有机酸溶出铅含量之比）为66%（先加有机酸再加磷）、58%（有机酸与磷同时加入）、70%（先加磷再加有机酸）,草酸处理（方式同上）的溶出铅比率为90%、89%、94%,乙酸处理（方式同上）的为10%、8%、10%。铅污染棕壤上,以上处理的溶出铅比率分别为106.46%、104.43%、105.19%（柠檬酸）;43%、48%、58%（草酸）;38%、42%、55%（乙酸）。供试条件下,红壤最低溶出铅比率低于棕壤。     

昆山市土壤养分现状与变化趋势研究

2009年对昆山市土壤养分进行检测,检测结果显示：有机质35.5 g·kg-1,全氮2.22 g·kg-1,碱解氮162 mg·kg-1,有效磷15.1 mg·kg-1,速效钾115 mg·kg-1,pH值6.0。与第二次土壤普查相比,有机质和全氮含量呈上升趋势,碱解氮、有效磷、速效钾含量明显提高,pH值呈下降趋势。     

有机氯农药生物修复菌剂对雷竹生长及土壤化学性状的影响

针对雷竹林有机氯农药六六六（HCH）残留普遍存在的现实问题,开展了雷竹林土壤HCH原位生物修复及修复菌剂（BHC-A）对雷竹新陈代谢及生理活性、竹林土壤养分活化影响的研究。结果表明,BHC-A原位降解HCH效果显著,降解率高达85.25%;BHC-A使用后,处理A、B较对照雷竹叶片叶绿素SPAD值分别提高12.82、11.36,根系活力分别提高了37.77%、24.25%,处理间差异显著,说明BHC-A可以提高雷竹新陈代谢及生理活性;BHC-A生物修复过程中,与对照相比,处理A、B土壤pH值分别下降了0.40、0.14个单位,土壤水解氮分别提高了80.33、62.67 mg.kg-1,差异达显著水平;处理A土壤有效磷、速效钾较处理B和对照分别提高了33.02、36.98 mg.kg-1和27.91、29.33 mg.kg-1,差异达显著水平;不同处理间土壤有机质及全效养分变化不明显,即BHC-A可以促进土壤养分释放,提高养分生物有效性。     

土壤外源铅的稳定化特征及其对土壤性质的响应

为探明土壤理化性质对外源铅（Pb）稳定化过程的影响,选取11种理化性质差异较大的土壤样品,分别加入500mg·kg-1Pb和500mg·kg-1Pb＋1.0mg·kg-1镉（Cd）后进行360d的室内培养,利用5个动力学模型对Pb稳定化过程进行模拟,并进一步分析了有效Pb变化的特征及其关键影响因素。结果表明,在Pb单一和Pb-Cd复合污染下,所有土壤有效Pb浓度在初始的15d内都迅速下降,随后变化减缓,60d后基本达到平衡。外源Cd对Pb浓度变化的影响非常小。5个动力学模型中以二级动力学方程模拟结果最好,所得的稳定化平衡浓度Ce2和表观速率常数k2能够较好地表征Pb的衰减和稳定过程。相关和逐步回归分析表明,提高土壤pH、阳离子交换量和有机质含量能够显著加快Pb的稳定化速率、降低Pb的平衡浓度,并以pH对Pb稳定化速率和平衡浓度的直接影响最大。     

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。     

稻鸭生态种养系统直播水稻根表和根际土壤营养特性研究

采用田间小区试验对比分析了直播方式下稻鸭生态种养系统和水稻单一种植系统水稻根表和根际土壤的氮、磷、钾和有机碳含量及pH的变化。结果表明:与水稻单一种植系统相比,稻鸭生态种养系统水稻根表和根际pH分别升高4.41%、0.85%,全氮含量分别降低0.11g·kg-1、0.11g·kg-1,全磷和全钾含量变化不明显。水稻根表速效氮和速效钾含量分别增加30.80mg·kg-1、17.93mg·kg-1,速效磷含量降低8.66mg·kg-1;水稻根际速效氮和速效钾含量分别减少15.13mg·kg-1、7.61mg·kg-1,速效磷增加9.66mg·kg-1。稻鸭生态种养系统水稻根表活性有机碳和高活性有机碳分别增加2.17g·kg-1、0.56g·kg-1,全有机碳含量减少0.99g·kg-1;根际土壤全有机碳、活性有机碳和中活性有机碳含量分别减少2.39g·kg-1、2.64g·kg-1、0.72g·kg-1。稻鸭生态种养改变了速效磷、速效钾和活性有机碳在水稻根域土壤的相对富集部位,即速效钾和活性有机碳富集部位主要在根表土壤,速效磷则主要在根际土壤。表明稻鸭生态种养明显改善了水稻根表和根际土壤营养状况,这可能对水稻根系吸收和利用土壤养分具有积极意义。     

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。     

植物根际促生菌辅助红麻修复铅污染土壤

通过盆栽实验研究土壤Pb浓度对经济作物红麻（Hibiscuscannabinus）生长、富集及转运Pb的影响,并将具有较强Pb抗性的植物根际促生菌（PGPR）DBM1（Arthrobactersp．）接种至红麻根际,考察Pb胁迫下PGPR对红麻的促生作用,以探索利用PGPR辅助重金属耐性植物红麻对Pb污染土壤进行植物稳定修复的可行性。结果表明,土壤Pb浓度和接菌处理均显著影响红麻的生长。红麻对Pb具有较高耐性,可通过将Ph富集在根部,并抑制其向地上部转移,从而在中低Pb（Pb400和Pb800处理）污染土壤中良好定植和生长。土壤Pb浓度达到1600mg·kg^-1时,红麻生长开始受到Ph胁迫的抑制,红麻通过自身胁迫抵抗机制缓解Pb毒性。接种DBM1可有效促进红麻的生长,提高红麻叶绿素含量。DBM1对红麻的促生作用是由胁迫诱导的特性,在高Pb胁迫下促生效果更显著。因此,可利用植物根际促生茵DBM1辅助红麻对高Pb污染土壤进行植物稳定修复,在促进红麻生长的同时,有效抑制Pb向红麻地上部的转移。     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫（0、200、450mg·kg-1和2000mg·kg-1）条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率。3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差。随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2000mg·kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著（P〈0.01）;Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势（P〈0.01）,但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47%以上。红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关（P〈0.01）,其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大。红椿耐性指数值在0.67~1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势。红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3。这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种。     

控制光照条件下添加SO_4~（2-）对水稻土中Fe（Ⅲ）还原的影响

为探讨光照和硫酸盐对微生物Fe（Ⅲ）还原的影响,在光照和光暗转换条件下,采用厌氧泥浆恒温培育方法分别在四川和天津2种石灰性水稻土中添加不同浓度硫酸盐溶液（20、50、800mmol·kg-1）,培养过程中定期测定土壤泥浆的Fe（Ⅱ）、叶绿素a含量和pH值。结果表明：光照条件下,添加20mmol·kg-1和50mmol·kg-1硫酸盐能减缓光照培养中因为蓝细菌光合作用放氧引起的Fe（Ⅱ）氧化反应,Fe（Ⅱ）氧化反应启动时间与对照处理相比延迟3～7d;蓝细菌在光照培养5d后开始迅速繁殖生长,叶绿素a增长速率表现为随硫酸盐浓度增大而增加,其最终含量在四川和天津水稻土中分别为20mg·kg-1和16mg·kg-1;800mmol·kg-1硫酸盐则完全抑制了Fe（Ⅱ）的重新氧化,且在整个培养周期中没有发现光合细菌存在。pH值变化呈现先微弱下降后升高的趋势,但始终维持在弱碱性范围内。当由光照转入避光培养后,Fe（Ⅱ）累积量又重新回升,增长速率表现为对照〉20mmol·kg-1S处理〉50mmol·kg-1S处理。表明光照并非直接影响铁还原微生物,而是通过光合微生物繁殖间接影响铁还原过程。     

间作条件下螯合剂对龙葵和大叶井口边草吸收重金属的影响

用室内土培试验方法,在采自田间的Pb、Cd和As复合污染土壤中单作或间作龙葵和大叶井口边草条件下,筛选出修复Pb-Cd-As复合污染土壤较好的种植方式为间作。进一步在间作方式下,研究了外源添加不同浓度EDDS（乙二胺二琥珀酸）、NTA（氨三乙酸）和EDTA（乙二胺四乙酸）对植物吸收Pb、Cd和As的影响。结果表明,间作显著促进了龙葵地上部对Cd的吸收量和大叶井口边草地上部对As的吸收量,间作龙葵地上部吸收Cd和大叶井口边草地上部吸收As含量分别是单作龙葵和大叶井口边草的1.3倍和1.4倍,说明间作龙葵和大叶井口边草比单作更有利于修复Pb-Cd-As复合污染土壤。间作条件下,大叶井口边草对螯合剂的耐性比龙葵更强。3、6、12mmol.kg-1EDTA能极显著增加土壤中Pb、Cd有效态含量,从而促进龙葵地上部对Pb吸收和大叶井口边草地上部对Pb、Cd吸收。EDTA比NTA具有更强的提高土壤Pb、Cd有效态的能力,但对土壤As有效态促进作用与EDTA相比,NTA效果极显著,1.5、3mmol.kg-1NTA处理极显著提高土壤As有效态含量及促进龙葵和大叶井口边草地上部对As吸收。     

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。     

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。     

江苏省典型茶园土壤硒分布特性及其有效性研究

通过实地调查,研究了江苏省22个典型茶园表层土样和12个剖面土样的全硒含量,分析了土壤全硒含量分布特性、有效硒含量及其影响因素。结果表明,江苏省典型茶园土壤全硒含量在0.10～1.78mg·kg-1之间,平均为0.50mg·kg-1,高于全国平均值。其中,宜兴地区土壤全硒平均含量为0.88mg·kg-1,明显高于其他地区的0.25mg·kg-1,但前者土壤硒活化率仅为4.94%,明显低于江苏省平均值9.04%。宜兴地区虽然土壤供硒潜力巨大,但要充分利用富硒土壤开发、生产富硒茶必须提高土壤中硒的活化率和可利用度。土壤有效硒与土壤pH值、CEC呈极显著正相关,在实际生产中可通过提高土壤pH值等改善土壤环境条件的方法来提高土壤硒的有效性,从而提高茶叶中硒的含量。研究区内硒在表层土壤中的相对含量趋向增加,生物积累大于淋溶作用。