污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3 a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料（消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥）农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。     

肥料重金属含量状况及施肥对土壤和作物重金属富集的影响

本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作物重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌（Zn）、 铜（Cu）、 镉（Cd）、 铅（Pb）含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥,有机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥,猪粪中的Cu、 Zn、 砷（As）、 Cd含量明显高于其他有机废弃物,鸡粪中铬（Cr）含量高;污泥和垃圾堆肥中Pb或汞（Hg）含量高。商品有机肥Zn、 Pb和镍（Ni）含量高于堆肥,Hg含量高于畜禽粪便。多数研究表明,氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加,施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集的影响不明确,而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量,影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系。在今后的研究中应着重以下几个方面, 1）典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡; 2）不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势; 3）典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限; 4）现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量标准。     

长期施用污泥对土壤-萝卜系统重金属积累及土壤养分含量的影响

为了探究不同用量污泥长期施用后对土壤-萝卜系统中重金属及土壤养分含量的影响,采用长期定位试验,研究连续10年单施化肥(CK)以及施用不同用量(4.5、9、13.5、18 t·hm~(-2))污泥对土壤、萝卜叶(地上部)和萝卜(地下部)中重金属(Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn)累积情况及土壤pH、有机质及氮磷钾含量的影响。结果表明:连续施用10年后,单施化肥和不同用量污泥处理对萝卜产量影响不大,土壤、萝卜叶和萝卜中的Pb、Cd、Cr、Ni、Cu和Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,且中高量和高量污泥处理中重金属的累积量较大,显著或极显著高于对照、低量和中量处理。中量以上污泥处理土壤的Pb、Cr、Ni和Cu超出了土壤环境质量国家标准;除高量污泥处理Pb超标外,其他处理萝卜的各重金属含量均未超过食品安全国家标准。与CK处理相比,长期施用不同用量污泥能提高土壤pH 0.58～0.71个单位,并显著或极显著地提高有机质、全量氮磷以及速效氮磷含量。研究表明,连续10年施用不同用量污泥,土壤和萝卜中Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn的含量随污泥用量的增加而增加,其中Pb、Ni、Cr和Cu出现超标现象,萝卜中的重金属含量除高量污泥处理中Pb超标外,其他处理均未超过食品安全国家标准。随着作物产地土壤中污泥施用年限增长或用量增加,食品安全应得到更多的重视。     

南宁市郊部分菜区土壤和蔬菜重金属污染评价

对南宁市郊 1 2个主要菜区土壤和蔬菜中重金属 ( Cu、Zn、Cd、Pb)含量调查和分析测定 ,采用重金属污染单因子评价方法对土壤重金属污染状况进行评价 ,以国家规定的蔬菜卫生标准评价蔬菜重金属污染状况 ,结果表明 :南宁市郊部分蔬菜区土壤不同程度地受到了 Cu、 Zn、 Cd、 Pb的污染 ,依次是 :Cd>Pb>Zn>Cu;蔬菜中 Cd、 Pb积累较 Cu、 Zn高 ,供试点中大部分蔬菜 Cd、 Pb含量超出了国家规定的蔬菜卫生标准     

重金属在矿区土壤——蔬菜系统的吸收与迁移特性研究

重金属污染土壤的农产品安全倍受大家的关注。研究选择某铅锌矿区周边的蔬菜地,采集叶菜类蔬菜及土壤样品,研究Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的赋存形态及其在土壤-蔬菜系统中的迁移特性。结果表明,污染土壤中Cd、Pb、Zn超标,分别为国家标准限值的1.44～6.44倍、2.97～3.88倍和1.30～2.30倍。BCR连续提取结果显示,Cd、Pb以可还原态为主,Cu、Zn以可还原态和残渣态为主,可还原态Cd、Pb、Cu、Zn分别占总量的70.6%、79.0%、34.4%和38.1%;残渣态Cu、Zn分别占总量的34.6%和30.2%。酸可提取态Zn、Cd分别达13.2%和6.3%。供试蔬菜茎叶中Pb含量超标,为国家标准限值的1.50～5.83倍。蔬菜茎叶中Cd、Pb含量与其土壤中可还原态含量显著正相关,Cd含量与土壤酸可提取态Cd含量显著正相关。蔬菜Cd的富集系数(BCF)相对较高(0.61～3.34),其中水芹和香芹Cd、Pb、Zn的BCF值显著高于其他蔬菜。蔬菜中Zn的迁移系数(TF)较高(0.54～2.07)。叶用芥菜中Cd、Pb、Zn的TF值较高,分别为1.02、2.25、1.62。因此,在污染土壤蔬菜风险评价中需要考虑不同蔬菜品种对重金属吸的吸收迁移特性的差异。     

污泥及其复合肥对蔬菜产量及重金属积累的影响

通过盆栽和小区试验初步探讨了污泥复合肥对蔬菜的增产效应及其对蔬菜吸收累积重金属的影响。结果表明 ,污泥复合肥可显著提高蔬菜产量 ,蔬菜可食部分中的Cu、Zn、Cd含量均在国家食品卫生标准范围内 ,但Pb的含量超出了国家食品卫生标准     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。     

施用菇渣与有机肥对生菜生长和重金属累积的影响

采用小区试验的方法,以施用化肥和不施肥为对照,研究了施用金针菇、双孢蘑菇菇渣、猪粪和牛粪有机肥对生菜生长、重金属含量及对土壤养分、重金属的影响。结果表明:两种菇渣Cu、Zn、Ni、Cr、Cd重金属元素含量显著低于猪粪有机肥,而双孢蘑菇菇渣的这几种重金属含量又显著高于金针菇菇渣;与施用化肥、施用有机肥相比,施用菇渣能显著提高土壤多种养分和有机质含量,增加生菜叶片可溶性蛋白质的含量,降低生菜叶片硝态氮含量,而土壤和生菜重金属含量与对照(不施肥)无显著差异;施用猪粪有机肥的土壤Cu、Zn含量明显升高,但生菜的重金属Cu、Zn与对照亦无显著差异。总之,施用两种菇渣具有与猪粪、牛粪有机肥相似的培肥土壤、提高蔬菜产量和改善品质效果,所引起的土壤和蔬菜重金属累积风险低于施用猪粪有机肥;但长期施用菇渣的环境分析还需通过多年试验,进行长时间监测才能得出评估结果。     

污泥和水溶性重金属盐的植物有效性比较研究

采用盆栽方法研究了污泥中重金属的植物有效性,并与等量重金属盐进行了比较。结果表明,施用污泥50 g/kg土和100 g/kg土能明显增加番茄和玉米苗期地上部Zn、Cu、As的含量,对Cr、Ni、Pb含量影响不大。施用污泥可以降低玉米苗期地上部Cd的含量。施用污泥与施用等量水溶性重金属盐比较,污泥重金属有效性低于水溶性重金属盐的有效性。在土壤污泥施用量为50 g/kg时,污泥重金属在番茄苗期的Zn、Cu有效系数分别为80.9%和54.8%;玉米苗期Zn、Cu的有效系数分别为53.4%和70.3%;污泥用量为100 g/kg土时,污泥重金属在玉米苗期的Zn、As有效系数分别为74.5%和64.4%。     

山东省露地蔬菜产地土壤重金属含量的环境质量分析与评价

对山东省露地蔬菜产地的土壤进行了重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni含量的抽样调查分析,并采用单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对重金属的环境质量状况进行了评价。结果表明,莱阳露地蔬菜产地、金乡大蒜、章丘大葱产地土壤各重金属的平均含量均低于＂食用农产品产地环境质量评价标准＂（HJ332—2006）规定的限值,三地土壤重金属的单项质量指数均≤0.7,综合质量指数分别为0.56、0.50和0.43,土壤环境质量均为1级,属于清洁水平,适宜发展无公害蔬菜。同时发现,部分地区有重金属含量超标现象,莱阳Cu的样本超标率为13.64%,金乡Cd、Cu和Hg的样本超标率分别为5.41%、5.41%和2.70%,章丘Ni的超标率为4.76%。重金属含量之间多呈正相关关系,其中Cd与Zn,Cu与Zn,Pb与Cr之间的相关性达到极显著水平（P〈0.01）,As与Ni,Ni与Zn,Zn与Pb,Pb与Cu,Cu与Cr之间的相关性达到显著水平（P〈0.05）。大部分监测点的重金属含量均高于山东农业土壤自然背景值,表明在监测点土壤中产生了重金属累积。对山东省其他露地蔬菜产区土壤的随机调查,没有发现重金属含量超标。     

生活污泥对滩涂土壤性质和苏丹草生长及重金属累积的影响

滩涂盐土农业利用的主要障碍是盐分含量过高和缺乏有机质。施用生活污泥可快速提高滩涂土壤有机质含量,加快土壤熟化,但由于担心污泥含有一定量的重金属,其施用受到一定的限制。采用盆栽苏丹草的试验方法,研究滩涂盐土施用不同量的生活污泥后对土壤性质、植物生长和对重金属累积的影响。结果表明,生活污泥施用于滩涂盐土后降低了土壤pH值,提高了EC值和总盐含量;苏丹草的出苗率、株高和鲜重增加;施用污泥提高了苏丹草植株中全氮、全磷及叶绿素的含量,且随施用量的增加而增大,但对植株中全钾的含量无显著影响;苏丹草中Zn、Cd含量随着污泥施用量增加呈增长的趋势,但Pb、Ni、Cu含量变化不大。在试验条件下,所施用污泥中重金属向苏丹草体内转移的比例介于0.13%-13.44%之间。就该种土壤而言,要更为注意含Pb量较高的污泥施用,而Cu则是最为安全的。总体考虑,一次性施用干污泥应控制在8t·667m^-2以下。     

酸雨地区蔬菜对重金属的吸收及重金属健康风险基准的估算

通过盆栽实验,以小白菜(上海青)、大白菜和萝卜为指示作物,研究了酸雨作用下Cu,Zn,Pb,Cd,Cr和Ni复合污染物在土壤-作物系统中的吸收与富集情况。结果表明,酸雨-重金属复合污染处理使Cu,Pb,Cr和Ni在蔬菜中积累量明显高于对照处理;Zn和Cd一般只有在复合污染处理中外源Zn或Cd含量较高时才明显高于对照处理。与对照相比,酸雨-重金属复合污染处理使Pb和Ni的富集系数增大,Cu的富集系数多数情况下增大,Cd的富集系数多数情况下减小,Zn和Cr富集系数的变化在不同蔬菜之间存在较明显的差异;重金属在不同蔬菜中的富集系数一般表现为萝卜>上海青>大白菜,蔬菜中不同重金属富集系数一般表现为Zn>Cd>Ni>Cu>Pb>Cr。酸雨-重金属复合污染条件下蔬菜中重金属积累量与其在土壤中总量之间的相关性均达到显著或极显著水平。以大宗蔬菜上海青、大白菜和萝卜为指示作物对酸雨地区蔬菜地中重金属的健康风险基准进行了估算,这对开展酸雨地区土壤重金属环境容量评价、重金属污染修复目标及地方性土壤环境质量标准的制订提供了参考依据。     

外加氮源在Cd超标菜地上的应用效果

探讨外加氮源对Cd超标菜地不同叶菜吸收Cd及土壤Cd有效性的影响,以明确施氮对土壤Cd的影响效应,并试图对不同氮源的应用效果进行综合评价,为合理利用氮肥来降低叶菜Cd含量提供参考。在Cd含量为0.628 mg·kg?1的Cd超标菜地上,试验研究了氮用量水平为150 kg·hm?2时,4种氮肥(尿素、硝酸钙、硝酸铵、碳酸氢铵)对矮脚葵扇黑叶白菜(Brassica chinensis L.)和白梗尖叶苋菜(Amaranthus mangostanus L.)Cd含量、品质及土壤Cd有效性的效应。结果表明,田间条件下,与不施氮处理相比,4种氮肥均不同程度地增加了Cd超标菜地上2种叶菜产量,降低了其地上部和根系Cd含量。4种氮肥中,尿素对白梗尖叶苋菜的增产效果最好,增产幅度达47.5%;碳酸氢铵对葵扇黑叶白菜的增产效果最好,增幅达59.7%;硝酸钙降低2种叶菜地上部和根系Cd含量的效果均优于其他氮肥,该处理的白梗尖叶苋菜地上部和根系Cd含量分别比对照降低41.6%和24.1%,葵扇黑叶白菜降低32.2%和25.9%。4种氮源对2种叶菜地上部Cd吸收总量、NO3?-N、NO2?-N、维生素C及可溶性糖含量等的影响各异,对土壤p H和DTPA-Cd含量影响也不同。其中,硝酸铵处理的土壤p H分别比对照降低0.12和0.25个单位,而土壤DTPA-Cd含量则显著增加15.3%和14.6%;碳酸氢铵处理则呈相反变化趋势。综合评价结果显示,4种氮肥的综合加权平均值均高于对照处理,以硝酸钙相对最高,表明硝酸钙在Cd超标菜地上的综合应用效果相对最好。因此,在Cd超标土壤上,硝酸钙可作为优选氮源使用。     

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...     

施肥对铅镉污染土壤上芥菜铅镉含量及生理的影响

盆栽试验研究了不同化学肥料组合处理对铅镉污染土壤上芥菜(Brassica juncea)Pb、Cd含量及其生理特性的影响。结果表明, 与对照相比, 各肥料处理在显著提高芥菜生物量的基础上, 显著降低了芥菜地上部Cd含量(P<0.05), 其中碳酸氢铵+磷酸二氢铵+硫酸钾处理的效果最佳, 芥菜Cd含量仅为对照的41.0%; 施肥处理提高了芥菜地上部Pb含量, 但Pb没有健康风险; 施肥提高了叶菜的叶绿素含量, 但丙二醛、脯氨酸、细胞质膜透性与芥菜地上部Pb、Cd含量无显著相关性。重金属污染土壤施肥处理是一种值得推广的降低叶菜有害重金属含量的有效技术。     

塑料大棚设施菜地土壤次生盐渍化特征

以上海郊区规模化设施蔬菜园艺场为研究对象,监测了不同种植年限和不同种植模式的塑料大棚设施菜地土壤的主要理化性状,筛选了设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,分析了不同深度土壤特征指标的变化规律。结果表明,与露天菜地相比,设施菜地土壤酸化、盐渍化、养分累积明显,田间最大持水量和土壤呼吸速率降低;各类种植年限和种植模式的设施菜地表层土壤(0~20 cm)可溶性盐分、硝态氮和全磷含量分别达到4.18 g·kg~(-1)、121.8 mg·kg~(-1)和1.38 g·kg~(-1),分别为对应露天菜地的2.9倍、1.7倍和1.6倍。综合考虑设施菜地和露天菜地土壤主要理化性状的显著性以及设施菜地土壤对作物的障碍影响和对环境的污染风险,选择p H值、可溶性盐分、硝态氮和全磷作为设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,并采用土壤相对质量评价法进行评价。设施菜地土壤p H值随着深度的增加而升高,可溶性盐分、硝态氮和全磷则随着深度的增加而递减,其中硝态氮相对质量指数达到3.06;随着设施菜地种植年限的增加,土壤p H值逐步降低,硝态氮、全磷和可溶性盐分逐步累积,其中4~6年棚龄的p H值和可溶性盐分相对质量指数最高,7~9年棚龄的硝态氮相对质量指数最高,10年以上棚龄的全磷相对质量指数最高,茄果连作模式的可溶性盐分和硝态氮相对质量指数最高,叶菜连作模式的全磷相对质量指数最高。     

南方典型设施蔬菜生产系统镉和汞累积的健康风险

选取南京市典型设施蔬菜生产系统为研究对象,研究了设施土壤-蔬菜系统中镉和汞的累积特征,评价了不同类型蔬菜中镉和汞的暴露风险,提出了基于健康风险的设施菜地土壤镉和汞的环境质量基准。结果表明:(1)设施菜地表层土壤中镉和汞产生了明显累积,且土壤汞的平均含量超过了温室蔬菜产地环境质量评价标准;(2)叶菜类蔬菜对镉和汞的富集能力最强,部分叶菜中的镉和汞含量超过了食品中污染物限量标准;(3)研究区有约21.2%的蔬菜具有镉的潜在人体摄入风险,蔬菜中汞的风险概率约为1%,不同蔬菜镉和汞的人体摄入风险排序为叶菜根茎茄果;(4)不同蔬菜类型土壤镉和汞的环境质量基准值差异较大,因此在今后的标准修订时可考虑针对不同蔬菜类型分别制定设施菜地土壤重金属环境质量基准。