纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响

通过室内培养实验,研究了纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性的影响。结果表明,施加纳米羟基磷灰石显著提高了土壤pH,其中3%和5%添加剂量处理60 d后使土壤pH分别提高了1.23个和1.35个单位;纳米羟基磷灰石显著减少了毒性较强的离子交换态Cu/Cd的含量,增加了毒性中等的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及毒性最低的残留态Cu/Cd含量,使Cu/Cd由植物可利用态向潜在可利用态转变;纳米羟基磷灰石不同程度地提高了土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。3种酶活性与Cu/Cd形态分布的相关性表明,过氧化氢酶和酸性磷酸酶对土壤重金属Cu/Cd活性变化比较敏感,可以作为重金属Cu/Cd污染土壤的评价指标。     

安徽主要水稻土中重金属形态分布与土壤酶活性研究

通过野外调查和实验分析,对安徽几类不同地貌下的水稻土中重金属Cu、Zn、Pb的化学形态特征及其与4种土壤酶活性间的关系进行了研究.结果表明:3种不同地区水稻土中,残留态和有机态Cu、Zn、Pb含量在总量中所占比例最高.平原和丘陵地区水稻土中有机结合态Cu、Zn、Pb明显高于山区;而山区水稻土中Fe-Mn氧化物结合态Cu、Zn、Pb相对含量高于平原和丘陵地区.在水稻土中,碳酸盐结合态Cu、Zn对过氧化氢酶活性的抑制作用最大,交换态Pb对脲酶活性的抑制作用最大.反映水稻土Cu、Zn污染用碳酸盐结合态Cu、Zn和过氧化氢酶活性指标,而反映Pb污染用交换态Pb和脲酶活性指标是可行的.     

黄绵土铅形态与土壤酶活性关系的研究

采用添加外源铅和室内培养的方法,研究了黄绵土盆栽小青菜后土壤中铅的形态分布规律及土壤酶活性对铅污染的响应,并分析了土壤铅形态与土壤酶活性的关系。结果表明,未污染黄绵土中铅各形态的比例为：可交换态0.77%,碳酸盐结合态6.27%,铁锰氧化物结合态1.82%,有机结合态13.4%,残渣态77.74%。铅污染后黄绵土中各形态铅的浓度随着外源铅浓度的增加而极显著增加,土壤受到铅污染后,各形态铅的比例发生了显著变化,上列各形态所占比例依次为0.346%、18.464%、0.496%、46.532%、34.168%。铅污染对过氧化氢酶和碱性磷酸酶产生极显著影响（[R过氧化氢酶=0.841 1,P过氧化氢酶〈0.001,n=18;R碱性磷酸酶=-0.986 9,P碱性磷酸酶〈0.001,n=18）],二者可以作为土壤铅污染的评价指标;总铅对过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶的活性变化没有任何贡献,进一步说明不能采用总铅含量作为土壤铅污染的评价指标。在铅的各化学形态中除有机结合态外,过氧化氢酶与其余各形态铅含量均呈极显著正相关;碱性磷酸酶与各形态铅均呈极显著负相关;碳酸盐结合态对过氧化氢酶和碱性磷酸酶的直接影响最大,而且铅的其他化学形态通过碳酸盐结合态的间接影响亦最大,表明各形态铅中以碳酸盐结合态对两种酶的影响为主,该两种酶与碳酸盐结合态相结合可作为土壤铅污染评价指标。     

冻融作用对猪粪模拟施肥条件下东北黑土中重金属铜锌活性的影响

随着规模化养殖场的发展和饲料添加剂中Cu和Zn的添加,畜禽粪便中重金属Cu和Zn含量较高,通过畜禽粪便施肥可能造成土壤重金属污染。畜禽粪便施肥和冻融作用均可能影响土壤中重金属的活性,进而改变土壤重金属的环境效应。本文针对东北气候特点,通过实验室模拟,研究了猪粪施肥和冻融作用对黑土中重金属Cu和Zn活性(可交换态和碳酸盐结合态)的影响。结果表明:同未施肥的对照比,猪粪施肥初期,Cu和Zn的可交换态含量均明显增加,而Cu和Zn的碳酸盐结合态含量则略有下降;同低施肥量比,高施肥量下,Cu和Zn的可交换态含量略有增加,而Cu和Zn的碳酸盐结合态含量下降;同施肥初期比(1周),随施肥时间延长(1个月)土壤中可交换态Cu和Zn含量下降,而碳酸盐结合态Cu和Zn含量增加;高低不同施肥量相比,高施肥量下可交换态Cu和Zn含量均高于低施肥量,而碳酸盐结合态Cu和Zn含量则低于低施肥量;随冻融温度下降,土壤中可交换态Cu和Zn含量、碳酸盐结合态Cu和Zn含量均显著增加,且在高施肥量下的含量均大于低施肥量。由此可见,猪粪施肥和冻融作用对黑土中Cu和Zn活性均有不同程度的影响,总的看是随施肥量的增加和施肥时间的延长,黑土中Cu和Zn活性不同程度地下降,但冻融作用可以使猪粪施肥的黑土中Cu和Zn的活性增加,且随冻融温度下降Cu和Zn活性增加的幅度增大。     

泉州走马埭典型土壤重金属的赋存形态分析

采用改进的Tessier连续萃取方法研究了泉州走马埭国家农田示范保护区典型土壤中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)的化学形态分布,通过土壤重金属的赋存形态分析比较了6种重金属的生物可利用性。研究结果表明,土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点:Cr和Ni主要以残渣态存在,其余形态所占的比例很小;Cu以残渣态含量最高,碳酸盐结合态含量最低;Zn以残渣态为主,可交换态含量最低;Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主,水溶态含量最低;Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,水溶态含量最低。土壤中除Cd外,Zn、Cu、Cr、Pb、Ni在正常自然条件下相对比较稳定。     

海南岛砖红壤中铅、镉的化学形态与转化

采用土培实验和连续提取.原子吸收分光光度法,研究了重金属Pb、Cd在海南岛花岗岩砖红壤中的形态组成、外源Pb、Cd污染及化学修复剂磷、钙、硫对土壤重金属形态的影响.结果表明:在供试原土壤中,重金属Pb的化学形态以结合态和残余态为主,土壤有效态Pb含量较低,其中残余态Pb>有机质结合态Pb>铁锰氧化物结合态Pb>碳酸盐结合态Pb>交换态Pb>水溶态Pb,说明土壤Pb的环境风险较低;重金属Cd的化学形态以铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态为主,土壤中交换态Cd含量较高,其中铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>交换态Cd>有机结合态Cd>残余态Cd>水溶态Cd,说明土壤Cd的环境风险较高.当外源Pb、Cd污染土壤时,有铁锰结合态Pb>残余态Pb>有机态Pb>碳酸盐结合态Pb>交换态Pb>水溶态Pb,交换态Cd>铁锰氧化物结合态Cd>碳酸盐结合态Cd>残余态Cd>有机态Cd>水溶态Cd的趋势.向污染土壤施加化学改良剂过磷酸钙、硫化钠和石灰,能显著降低水溶态Pb、Cd和交换态Pb、Cd的含量,并使有机结合态Pb、碳酸盐结合态Pb和铁锰氧化物结合态Pb含量下降,但残余态Pb、碳酸盐结合态Cd、铁锰氧化物结合态Cd和有机态Cd有增加的趋势,残余态Cd的含量基本稳定.     

河北主要土壤中Cd和Pb的形态分布及其影响因素

采用网室盆栽试验和大田取样 ,运用连续提取方法 ,研究了河北平原潮土和潮褐土两种土壤中Cd、Pb的化学形态特征及与其影响因素的关系。结果表明 :随着Cd、Pb污染程度的增加 ,其交换态有增加趋势。当高浓度重金属污染土壤时 ,Cd(潮土 >1mgkg- 1、潮褐土 >5mgkg- 1)主要以交换态存在 ,并表现为 :交换态 >碳酸盐结合态 >铁锰氧化物结合态 >有机结合态 >残留态 ;Pb主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在。在低浓度重金属污染的土壤中 ,Cd (潮土 <1mgkg- 1、潮褐土 <5mgkg- 1)的残留态、有机结合态成倍增加 ,甚至超过交换态 ,表现为 :残留态 >碳酸盐结合态 >有机结合态 >交换态 >铁锰氧化物结合态 ;Pb主要以铁锰氧化物结合态和残留态存在。Cd、Pb在土壤中的分布与土壤的pH值 ,有机质含量密切相关。     

水稻子实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)全量、各形态含量及相应点位种植的水稻子实重金属含量的基础上,通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟,研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征,以及水稻子实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明,成都平原水稻土重金属污染较轻,除Cd外,均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低,Cd主要以铁锰氧化态存在,Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻子实对5种重金属的累积效应顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb>Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)主要有:Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量;Zn各活性形态对水稻子实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响;活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关;活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系;Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响;Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来,对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重,而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。     

苏南经济快速发展区土壤Cu、Ni、Pb、Zn形态及其有效性定量分析——以昆山市为例

研究了江苏省昆山市农田土壤有效态Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量及其有效性。结果表明,土壤重金属Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量以残渣态有机质结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态、可交换态,残渣态含量明显高于其他形态。Cu和Pb有机质结合态所占比例相对也较高,分别达36.09%和28.30%。土壤可交换态含量、碳酸盐结合态含量、Fe-Mn氧化物结合态含量及残渣态含量均以Zn最高;土壤有机质结合态含量以Cu最高;土壤可交换态含量变异系数、土壤碳酸盐结合态含量变异系数及土壤Fe-Mn氧化物结合态含量变异系数以Ni为最大;土壤有机质结合态含量变异系数以Zn最大;土壤残渣态含量变异系数以Pb最大。土壤铁锰氧化物结合态铜和可交换态铜对土壤有效态铜含量影响最大;土壤可交换态镍含量对土壤有效态镍含量最大;土壤铁锰氧化物结合态铅和有机质结合态铅对土壤有效态铅含量影响最大;土壤可交换态锌和碳酸盐结合态锌对土壤有效态锌含量影响最大。     

外源铅在土壤中的形态、分布及其对土壤养分的影响

通过对加入外源铅的砂姜黑土、黄褐土、红壤进行培养处理,测定土壤中各形态铅及水溶态NH4 ,K 和速效态磷的含量,研究外源铅在各类土壤中的形态分布特点及对土壤养分的影响。结果表明:交换态和残渣态的铅为红壤>黄褐土>砂姜黑土,碳酸盐态铅为砂姜黑土>黄褐土>红壤,铁锰氧化态铅为红壤>砂姜黑土>黄褐土,有机结合态铅为黄褐土>砂姜黑土>红壤;交换态和残渣态所占比例随着外源铅的浓度增大而提高,有机结合态的比例随着外源铅浓度增大降低,碳酸盐结合态铅在砂姜黑土、铁锰氧化态铅在红壤上则呈现外源铅小于500 m g/kg时比例增高,大于500 m g/kg时比例开始下降的状况;加入外源铅的土壤中,水溶态的NH4 和K 的浓度增大,使其流失的风险性增加;水溶态磷和铅离子生成难溶性磷酸铅盐被固结,使速效磷的浓度减少,降低了水溶性磷肥的功效。     

硅藻土有机肥对Cd-Zn复合污染土壤重金属形态和有效性的影响

通过室内土壤培养试验研究硅藻土有机肥对Cd、Zn复合污染土壤重金属形态和有效性的影响。结果表明,添加硅藻土有机肥可提高Cd、Zn复合污染土壤的pH值,降低土壤有效态Cd、Zn的含量。硅藻土有机肥对Cd、Zn复合污染土壤Cd、Zn形态有明显的影响,表现为明显降低土壤交换态、松结有机态Cd、Zn含量,提高紧结有机态和残渣态Cd、Zn含量。相关分析表明,土壤交换态、松结有机态Cd、Zn的含量与土壤有效态Cd、Zn的含量均呈极显著相关,氧化锰结合态Cd与土壤有效态Cd含量显著相关。硅藻土有机肥用量(土壤重量的5%和10%)对土壤有效态Cd、Zn和不同形态Cd、Zn含量无显著差异。     

木醋液对Cd污染石灰性土壤理化性质及Cd形态转化的影响

为寻找可行的强化Cd污染土壤植物修复的方法,通过室内培养试验,设置7个不同稀释梯度木醋液添加处理,研究木醋液对石灰性重金属污染土壤的理化性质、酶活性和Cd形态的影响。结果表明:随木醋液浓度升高,土壤pH逐渐降低,EC(除原液外)无明显变化。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK分别增加0.35%~66.64%,9.74%~96.10%,31.71%~56.64%,8.34%~30.87%。稀释10~100倍土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显增加,而稀释5倍和木醋液原液处理土壤酶活性显著被抑制(P＜0.05)。土壤可交换态Cd含量除稀释5倍处理外较CK均[JP]显著升高(P＜0.05),增加24.69%~72.40%。各处理Cd的碳酸盐结合态、铁锰氧化物态及有机物结合态含量较CK均升高,分别为6.67%~196.70%,16.24%~80.09%,31.51%~70.32%。Cd残渣态含量与CK相比均显著降低,降幅为45.88%~59.93%(P＜0.05)。综上所述,添加适宜浓度的木醋液可提高土壤养分含量和酶活性,促进残渣态Cd向其他形态转化。     

长三角和珠三角农业土壤中铅、铜、镉的化学形态与转化

研究了重金属Pb、Cu、Cd在长江三角洲和珠江三角洲土壤中的转化及不同Pb、Cu、Cd负荷水平对土壤重金属形态的影响。结果表明:未明显污染土壤中重金属主要以残余态为主,可提取态组分的比例Cd>Cu>Pb,但不同土壤之间有较大变化;随着土壤重金属负荷的提高,土壤中交换态重金属的比例增大,残余态比例下降,有效性提高,对环境威胁增大;当重金属加入量较低时,重金属优先向氧化物结合态、有机质结合态转化,而当加入量较高时,向交换态和碳酸盐结合态转化的比例明显增加;pH和土壤组分对重金属在土壤中的转化有显著影响,土壤pH下降可使交换态Cd、Cu、Pb的比例递增。     

Distribution of Trace Elements in Soils from the Sudbury Smelting Area (Ontario,Canada)

The sequential extraction procedure proposed by the European Commission Measurement and Testing Programme, combined with Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray Analysis(SEM/EDS), was applied to identify and quantify the chemical andmineralogical forms of Cu, Ni, Fe, Mn, Zn, Pb, Cr and Cd presentin the topsoil from a mining and smelting area near Sudbury (Ontario, Canada). The possible mobility of the chemical forms was also assessed. The metal fractions: (1) soluble and exchangeable, (2) occluded in manganese oxides and in easily reducible iron oxides, (3) organically bound and in form of sulphides, (4) residual mainly present in the mineral lattice structures were separated. Cu and Ni were the major metallic contaminants, occurring in soils in broad ranges of concentrations: Cu 11–1890 and Ni 23–2150 mg kg^-1. Cu was uniformly distributed among allthe extracted fractions. Ni was found associated mainly withthe residual forms, accounting for 17–92%, with an averageof 64%, of the total Ni present in the soils. Fe, Mn, Zn,Pb, Cr and Cd, while occurring in most analysed samples innormal soil concentrations, were primarily held in theresidual mineral fraction (on average >50%). The solubleand exchangeable forms made a small contribution (≤8.1%)to the total content of metals extracted. At least 14% ofthe total Cd, Mn and Pb was mobilised from the reducibleforms. The oxidizable fraction assumed mean values higher than10% only for Pb and Zn. Statistical treatment of the experimental data showed significant correlations between totalmetal content of the soils, some soil properties such as pH value, clay and organic matter content, and metal concentrationsin the various fractions. SEM/EDS analysis showed Fe in form ofoxides and sulphides in soils and Cu, Ni, Mn, Zn and Cr in association with iron oxides. Numerous black carbonaceous particles and precipitates of aluminium fluoride salts, observedin the solid residue left after `total’ digestion, were found tocontain Fe, Ni and Cr.     

Effect of pH on chemical forms and plant availability of cadmium,zinc, and lead in polluted soils

The effect of pH on chemical forms and plant availability of heavy metals in three polluted soils was investigated. The soils were adjusted to pH values of 7.0, 6.0, and 4.5, then sequentially extracted so that Cd, Zn, and Pb could be partitioned into five operationally defined chemical fractions: exchangeable, carbonate, Fe-Mn oxide, organic, and residual. Kidney beans were grown in the soils to investigate plant availability of the metals in relation to changes of their levels in chemical forms resulting from alteration of soil pH. Alteration of pH resulted in changes of chemical forms of the metals in the soils, and at lower pH the changes were more significant. When soil pH values were decreased from 7.0 to 4.55, levels of Cd, Zn, and Pb in exchangeable form increased, decreased in carbonates and decreased slightly in Fe-Mn oxide forms. Their levels in organic and residual forms were unchanged. Although concentration of metals in plants increased with reduction in soil pH values, dry matter yields were also restricted, so that the amount of metal uptake were almost similar. The uptake rate of the metals in the exchangeable + carbonate forms was the same for the three elements in all the cases.     

施污土壤与污泥中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布

污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤和污泥中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了污水污泥和施污后的西红柿地土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。施用污泥堆肥10t hm-2后的土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的全量与各种形态含量无明显增加,Cu、Pb、Zn含量远低于国家土壤环境质量标准。土壤中Cu的各种形态分布关系是:残渣态>可还原态=可氧化态>可交换态和弱酸溶解态,Cu在土壤中的存在是以最稳定的残渣态为主。堆肥污泥与干化污泥相比,残渣态Cu的比例明显增加。土壤中Pb的各种形态分布关系是以残渣态和可还原态为主,但可氧化态的分布比例最小。土壤中Cd的可交换态、可还原态和残渣态各占据相等的含量,但可氧化态Cd的含量几乎为零。Zn在土壤中的各种形态分布关系是:可交换态和弱酸溶解态>可氧化态>可还原态>残渣态,Zn在土壤中的存在是以最易迁移的可交换态和弱酸溶解态为主。这些金属元素在土壤中的相对稳定性顺序为:Cu>Pb>Cd>Zn。Zn在土壤中的移动性要远高于Cu。