龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。     

粉煤灰施入砂姜黑土对麦田重金属元素分布影响的研究

采用盆栽试验方法 ,研究了粉煤灰施入砂姜黑土的改良效果及Cd、Cr、Pb、Hg和As等重金属元素在小麦各部位的积累与分布。结果表明 :粉煤灰施入砂姜黑土可以降低土壤容重、比重及土壤粘粒含量 ,增加孔隙和土壤渗透系数。被吸收的重金属元素主要分布在根系中 ,其次是叶片 ,在茎杆、叶鞘及籽粒中的分布极少。根系对Cd和As具有富集作用 ;籽粒中Cd、Cr、Pb、As随用灰量的增加而增加 ,Hg则减少 ,但在 3 6× 10 4kg/hm2 的用灰量范围内 ,5种重金属元素在籽粒及土壤中的含量均在安全标准之内     

粉煤灰和碳酸钙对As（Ⅲ）污染土壤上小麦产量性状及麦株As含量的影响

随着经济的发展,土壤As污染问题日益严重。采用露天盆栽试验方法,研究了在As（Ⅲ）污染土壤上,添加粉煤灰和碳酸钙对小麦成熟期产量及其性状、小麦根、茎叶和籽粒As含量的影响,并探讨了粉煤灰和碳酸钙对土壤As（Ⅲ）污染修复的有效方法。结果表明,在土壤中添加100g·kg^-1的粉煤灰或1．0g·kg^-1的碳酸钙能使小麦株高、结实小穗数、穗粒数、千粒重和产量增加。与对照相比,在As（Ⅲ）污染土壤上,100g·kg^-1的粉煤灰处理显著地增加了小麦产量（P〈0．05）,极显著地降低了小麦籽粒As含量（P〈0．01）;1．0g·kg^-1的碳酸钙处理极显著地增加了小麦的穗粒数、千粒重和产量（P〈0．01）,显著地降低了根中As含量（P〈0．05）,极显著地降低了籽粒As含量（P〈0．01）。因此,在As（Ⅲ）污染土壤上,添加100g·kg^-1的粉煤灰或1．0g·kg^-1的碳酸钙能使小麦产量升高,籽粒As含量下降,有效地缓解As（Ⅲ）对小麦的毒害。     

施用沼液对土壤和玉米重金属累积的影响

为研究沼液不同施用量对土壤和植物重金属累积的影响,以玉米为供试材料,设计小区试验,通过施用不同量的沼液,分析不同沼液施用量对玉米产量的影响、土壤和玉米籽粒中的Cd、Cr、Pb、As、Hg等重金属含量的影响。结果表明:(1)施用沼液及常规化肥处理均能显著增加玉米的产量,增幅为5.56%～13.19%,当沼液施用量控制在5 000～7 000kg/(667m2)的范围内时,玉米能获得较高的产量;(2)玉米种植后,土壤中Cd、Cr、Hg含量与清水对照相比略有增加,而Pb和As变化不大,但均符合GB 15618-1995《国家土壤环境质量二级标准》;(3)随着沼液施用量的增加,玉米籽粒中Cd、Cr、Pb的含量略有增加,而As含量变化不大,Hg未检测出,但均符合食品限量标准(GB 2762-2005)。表明适量沼液的添加能有效实现沼液的资源化利用,同时不会对土壤和植物造成重金属污染风险。     

矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性

为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。     

贵州草海湿地周边耕地土壤与农作物重金属污染特征

采集草海湿地周边主要农作物可食部分及对应根系的土壤样品,分析测试了重金属Cd,Cr,Hg,Pb,As和Zn的含量,对比研究了土壤和作物中重金属污染水平及对重金属的富集能力。结果表明:土壤重金属元素Zn,As,Cr平均含量未超过贵州省土壤元素背景值,其他3种重金属Pb,Cd,Hg平均值分别是背景值的1.24,1.44,7.5倍;与中国《食品中污染物限量》标准相比,除Hg平均含量超标外,蔬菜中As,Cr,Zn,Cd和Pb平均含量处在可接受范围内。6种重金属的单因子污染指数的高低依次是Hg > Pb > Cd > As > Cr > Zn,葱和萝卜处于安全水平,其余农作物处于警戒线;不同种类作物中重金属富集特征差异较大,菠菜对As,Cd,Hg,Pb的富集系数比其余作物高,萝卜叶对Cr和Zn的富集能力较强,重金属Cr富集系数最低的是玉米,Zn和Hg富集系数最低的是萝卜根,Cd和Pb富集系数最低为马铃薯,As富集能力最低的为白菜。     

磷石膏的农业应用及其安全性评价

通过盆栽试验,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数法进行评价,分析了磷石膏及其施入土壤后土壤重金属(Cd、Hg、Pb、Cr、As)污染指数的变化。试验结果表明:在磷石膏较低施量水平下,大豆生物产量与籽粒产量较高。磷石膏符合《农用污泥污染物控制标准》GB4248-84,施用不会引起土壤重金属的污染,连续多年施用应按照安全施用年限确定合理施用量。施磷石膏3000kghm-2大豆籽粒各指标处于优良范围内,而秸秆分别受到Cd、Hg的轻度污染和重度污染。施磷石膏12000kghm-2大豆籽粒受到Cd的轻度污染,秸秆分别受到Cd、As的轻度污染,Hg的重度污染,大豆秸秆富集重金属的能力强于籽粒,综合比较1500～3000kghm-2为安全施用水平。     

北京市农田土壤重金属年际差异分析与评价

通过对2005年至2009年北京市农田土壤重金属含量的持续监测,分析了该地区农田土壤中As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属的统计特征和年度变化趋势,并结合国家土壤环境质量标准,对农田环境质量进行了评价。结果表明,2005年至2009年间,As、Hg、Cu、Cd、Cr和Pb等重金属中,Hg和Cr的含量有逐年上升的趋势,Hg的平均含量逐年为0.053、0.066、0.070、0.072 mg.kg-1和0.079 mg.kg-1,Cr平均含量为50.0、52.4、55.3、58.6 mg.kg-1和62.1 mg.kg-1。其他重金属含量上下波动,无上升或下降的变化趋势。结合重金属含量统计和单因子评价结果,重金属的污染程度依次为Cd〉Hg〉Cu〉Pb〉Cr〉As。北京农田整体处于清洁状态,但存在着个别的Hg和Cd污染。     

渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为：Hg〉Pb〉Cd〉As〉Cu〉Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为：Cd〉As〉Hg〉Pb〉Cr〉Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

海南省农产品重金属污染评价与特征分析

采用单项与综合污染指数法,以海南省农产品为研究对象,开展了农产品中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、As、Cr和Hg含量的抽样调查分析与评价。结果表明,全省农产品中重金属的平均含量均低于食品中规定的限值,各重金属的单项与综合污染指数均≤1,综合污染指数为0.57;全省农产品未受重金属污染,属于安全水平,适宜发展无公害农产品。同时发现,个别监测点的农产品中重金属含量有超标现象,新鲜水果中个别样品Pb、Cd、Hg超标,超标率在2.17%～10.87%之间;豆类蔬菜中个别样品Ni超标,超标率为9.09%;瓜果类蔬菜中个别样品Pb、Cd超标,超标率为12.24%～24.49%;叶菜蔬菜中个别样品Pb超标,超标率为6.67%;谷物中个别样品Pb、Cd、As超标,超标率在2.11%～7.37%之间。农产品中重金属含量间多呈正相关,其中Zn与Ni、As与Hg之间差异达到极显著水平,Cu与Zn、Cu与As、Cu与Hg、Zn与As、Zn与Hg、Cd与As、Cd与Cr、Cd与Hg、Ni与As、Ni与Hg、As与Cr之间差异达到显著水平。结合主成分分析结果,推测Cu、Zn、Ni、As、Hg含量主要受农业生产和人类活动的影响,而Cr、Pb和Cd含量受土壤母质的影响比较大。     

Effects of combinations of heavy metals on hill activity of Azolla pinnata

The effects of combinations of Hg, As, Ph, Cu, Cd, and Cr on Hill activity of Azolla pinnata R.Br. were studied. All of the combinations of heavy metals decreased Hill activity of chloroplasts over control values. The effects were most pronounced with the treatments of (Hg + As + Pb + Cu + Cd + Cr), followed by (Hg + As + Pb + Cu + Cd). The degree of inhibition of Hill activity in the species by combinations of heavy metals is less due to antagonistic effects (when 2 or 3 metals in combinations), and is much higher due to synergism (when 4 or more metals in combinations) than that by individual heavy metals tested. The harmful effects of the individual metals were, in general, found by the treatments in the order: Cd > Hg > Cu > As > Pb > Cr.     

Effects of combinations of heavy metal pollutants on Cuscuta reflexa

The effects of combinations of Hg, As, Pb, Cu, Cd, and Cr on the variables of Cuscuta reflexa Roxb. in natural condition were studied. All of the combinations of heavy metals tested decreased Hill reaction activity, chlorophyll and protein contents and increased tissue permeability over control values. The effects were best visible with the treatments of (As + Cd + Pb + Hg + Cu + Cr) and (As + Cd + Pb + Hg + Cu), followed by (As + Cd + Pb + Hg), (As + Cd + Pb), and (As + Cd). The degree of inhibition or increase by combinations of heavy metals is much higher due to synergism as the observed effects exceed the summed amount. The general order of sensitivity was As > Cd > Pb > Hg > Cu > Cr (absolute metal concentration).     

我国烟用肥料中重金属含量调查分析

采集了我国12个主要植烟省份2010—2011年期间使用的95个烟用肥料样品(其中有机肥样品28个、无机复混肥样品39个、磷肥样品13个、钾肥样品15个),测定了其重金属As、Cd、Cr、Hg和Pb的含量。结果表明:我国烟用肥料中重金属含量均低于相应的国家限量标准,无超标现象,其中Pb、Cr含量相对较高,Cd、As、Hg含量相对较低;磷肥中5类重金属含量都较高,无机复混肥中As、Cd、Pb含量较高,有机肥中Hg、Cr含量较高,钾肥中Cr和Cd含量较高;黄淮烟区的肥料重金属含量较高,尤其是Cd和Cr。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应，为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验，其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作，试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理，施肥处理依据等氮量施肥原则，每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量，单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46，远小于1，综合污染指数为0.23～0.36，均小于0.7，试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加，各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著，连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同，玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性，玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下，连续施用供试有机堆肥10年后，土壤重金属含量均未超标，土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46，综合污染指数为0.23～0.36，无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性，秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关，而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。     

重金属低积累玉米品种的稳定性和环境适应性分析

选择当地大面积推广的5个玉米品种：正红311（1）、成单30（2）、川单428（3）、隆单8（4）和川单418（5）,种植于四川射洪县玉米示范区的7个试点,通过AMMI模型研究品种和环境交互效应对玉米籽粒积累重金属能力的影响,旨在获得对重金属吸收具有低积累性和环境适应性较好的玉米品种。结果表明,Cu的品种效应（SS,平方和）占总效应的77.6%,玉米籽粒低积累Cu的性状有很高的重现性;而As、Hg、Pb、Zn、Cr5种重金属元素品种与环境交互效应同品种、环境效应比较占主导作用,分别为63.4%、74.3%、50.3%、69.2%和57.5%。通过双标图分析,比较了不同玉米品种籽粒富集重金属能力的大小和稳定顺序。AMMI模型为研究品种×地点交互效应对作物积累重金属能力的影响和评价品种稳定性提供了较好的分析方法,对于低重金属积累品种的准确筛选和成功应用具有重要意义。     

宝鸡市街尘重金属元素含量及其环境风险分析

分析了宝鸡市街尘中重金属元素的含量,结果表明:宝鸡市街尘中Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg的平均含量分别为123.2、408.4、715.1、126.7、5.5、19.8和1.1μg g-1。在工业区、交通区及商业区,除Cr和As略微高于陕西省土壤元素背景值(1.6~2.2倍),其他重金属元素均远远高于陕西省土壤元素背景值(5~64倍)。不同功能分区街尘中重金属元素含量存在显著差异,Hg在交通区含量最高,其他重金属元素均在工业区最高。地累积污染指数法的评价结果表明,宝鸡市街尘中除Cr和As的污染较轻外,其他重金属元素的污染均比较严重,尤其是Cu和Pb在工业区尤为突出。潜在生态风险指数法的评价结果表明,宝鸡市街尘中重金属元素的污染水平和生态危害达到了严重程度,其中,Cr和As属于中等污染,其他重金属元素达到了重度以上污染,Cu、Zn、Cr、As和Pb属于中等潜在生态危害,Hg和Cd达到严重潜在生态危害。     

北京市农业土壤重金属状态评价

以北京市土壤重金属背景值为标准,对比分析了农业土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ph、Hg 8种重金属的含量及累积情况,并采用单因子污染指数法和综合污染指数法进行了土壤重金属污染评价。结果表明,北京市农业土壤存在着一定的Cr、Cu、Zn、As、Cd累积趋势,其含量的平均值分别为53．61、21．95、65．42、9．14、0．125mg·kg^-1,比相应的背景值高79．9％、17．4％、13．8％、28．9％、5．0％;Ni和Pb的累积则不明显,平均值比相应的背景值低7．9％、29．2％,分别为24．84和19．04mg·kg^-1;而Hg含量的平均值与背景值一致,为0．08mg·kg^-1。从单因子评价结果来说,Cr污染指数在1．06-2．93之间,所有的样点都处于轻度或中度污染状态;As、Cu、Zn、Cd的污染指数相对较小,平均值分别为1．29、1．17、1．13、1．05,有50％以上的样点处于轻度污染状态;而Ni、Ph、Hg的污染指数均小于1,有60％以上的样点处于清洁或尚清洁状态,污染较轻。若从综合评价结果来说,综合污染指数处于0．96～2．16之间,平均值为1．45,几乎所有的土壤样点都属于轻度污染状态。     

褶牡蛎对重金属的生物富集动力学特性研究

应用实验生态方法研究了褶牡蛎对8种常见的重金属生物富集动力学特性,得出了褶牡蛎对重金属的生物富集系数、生物半衰期以及生物富集曲线。结果表明,到积累实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr、Ni和Hg的生物富集系数分别是15．60、26．53、60．06、7．61、5．82和47．88,褶牡蛎对Cu和As的富集规律不明显,生物富集曲线分别为yPI7=0．4046e^0.1168xR^2=0．7378,yZn=0．0408x^2＋0．2909x＋59．969 R^2=0．9307,yGl=2．5263e^0.0867x R^2=0．7089,YCr=0．6832e^0.0942x R^2=0．8544,yNi=0．4178e^0.0714x R^2=0．6856和yHg=0．0015x^2＋0．0444x＋0：0644 R^2=0．8301,以积累实验结束时的生物富集系数为基准,褶牡蛎对这几种重金属的富集能力为Cd〉Hg〉Zn〉Pb〉Cr〉Ni;到释放实验结束时褶牡蛎对Pb、Zn、Cd、Cr和Hg的生物半衰期分别是23．1、13031．7、67,7、32．9和36．1d,褶牡蛎是Zn、Cd和Hg的强的净积累者,以释放实验结束时的生物半衰期为基准,褶牛十蛎对这几种重金属的排毒释放顺序为Pb〉Cr〉Hg〉Cd〉Zn。