乐果与Cd2＋复合污染对土壤微生物生态效应研究

土壤微生物数量及土壤酶活性是描述土壤的重要生物学指标。在实验室控制条件下,研究了农药乐果、Cd2＋单一污染及乐果与Cd2＋复合污染对土壤3大类群微生物数量和主要土壤酶活性的影响。结果表明,Cd2＋和乐果复合处理对土壤中微生物生长存在着明显的拮抗作用,复合抑制效应顺序为放线菌〉真菌〉细菌;而对土壤酶活性均有明显的协同作用,复合抑制效应顺序为蛋白酶〉蔗糖酶〉脲酶。单一污染时,100mg·kg-1乐果的处理可不同程度地抑制这些生物学指标,其中对土壤微生物数量的抑制效应顺序为真菌〉放线菌〉细菌,对土壤酶活性的抑制效应顺序与乐果和Cd2＋复合污染顺序一致;50mg·kg-1浓度的乐果对这些指标几乎无影响。     

土壤锗污染对土壤酶活性的生态毒理效应

通过室内培养和盆栽试验,研究了土壤添加锗(Ge)对黄棕壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶的生态毒理效应。结果表明,在土壤Ge含量2~200 mg kg-1范围,土壤Ge对脱氢酶、碱性磷酸酶、转化酶活性抑制作用不明显。土壤Ge对土壤过氧化氢酶和脲酶活性有明显抑制作用,脲酶受Ge的抑制作用最强。土壤Ge含量与脲酶活性之间具有显著负相关,脲酶抑制率可作为Ge生态风险评价的一项生物指示物。     

土壤酶活性评价镉锌铅复合污染的可行性研究

模拟试验研究表明在Cd、Zn、Pb复合污染处理土壤中,过氧化氢酶、脲酶活性与碱性磷酸酶或转化酶活性可构成综合评价体系,反映土壤Cd、Zn、Pb污染含量以及土壤Cd-Zn、Zn-Pb复合污染效应,用其评价土壤Cd、Zn、Pb复合污染具有一定可行性。     

蚌埠市区土壤重金属积累特征及生态风险评价

为了解蚌埠市区土壤重金属污染状况,利用原子发射光谱法(ICP-AES)测定了其重金属含量,并依次采用了单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对其污染程度和潜在风险性进行了评价。结果表明,蚌埠市区土壤中重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Mn和Cr的平均含量依次为90.61 mg kg-1、24.69 mg kg-1、37.27 mg kg-1、0.37 mg kg-1、323.45mg kg-1、22.71 mg kg-1,在安徽省各城市中处于中等偏下水平。单因子污染指数法评价结果表明,Cd为重度污染;Zn、Pb、Cu为轻度污染;Mn和Cr为安全等级。综合污染指数法评价结果表明,工业区和交通区土壤重金属为重度污染,商业区、居民区和文教区为中度污染,公园绿地为轻微污染。潜在生态风险指数法评价结果表明,Cd元素为强生态风险程度;Pb、Cu、Zn、Cr和Mn均为轻微生态风险。工业区和交通区为中等生态风险;商业区、居民区、文教区和公园绿地为轻微生态风险。在去除Cd元素以后,各功能区均处于轻微生态风险水平。总的来说,蚌埠市区土壤除了存在Cd的强生态风险外,其它各重金属生态环境较好。     

尾矿区土壤重金属污染对土壤酶活性的影响

为研究铜陵尾矿区土壤重金属污染状况以及土壤重金属污染对土壤酶活性的影响,按照距离矿口远近不同进行土壤样品的采集。结果表明,尾矿区及其周边土壤受到不同程度的Cu、Zn、Pb、Mn污染,尾矿区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低,其中蔗糖酶和脲酶活性下降最明显。多元回归分析表明,在土壤重金属复合污染影响下,Cu、Pb、Mn 3种重金属对土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性均有抑制作用,而Zn对土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶有一定的刺激作用。     

不同土层土壤酶活性对重金属汞和镉胁迫的响应

通过室内模拟重金属污染土壤,研究了不同浓度Hg、Cd单一胁迫及Hg＋Cd复合胁迫对不同土层（0-20cm和20-40cm）土壤脲酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响。结果表明,不同土壤酶对Hg和Cd胁迫的响应并不一致,Hg对土壤脲酶和转化酶的影响较大,Cd对过氧化氢酶的作用更显著。转化酶对Hg、Cd胁迫的响应因处理浓度不同而表现为抑制或激活作用。相关分析显示,脲酶活性可作为土壤Hg及Hg＋Cd污染程度的生化监测指标;而过氧化氢酶活性可以作为Cd污染的指标。同一重金属浓度胁迫下,0—20cm土层的土壤酶活性明显高于20～40cm土层的土壤酶活性。Hg、Cd胁迫对0～20cm土壤脲酶和过氧化氢酶的抑制作用小于20～40cm相应土壤酶活性,高浓度Hg和低浓度Cd对0—20cm土壤转化酶表现为抑制作用,而对20-40cm土壤转化酶却表现为激活作用。     

土霉素及镉污染对土壤呼吸及酶活性的影响

随着饲料工业以及畜禽养殖业的规模化发展,抗生素和重金属在土壤环境中同时存在的几率不断增大。为了分析抗生素和重金属对土壤微生物生态系统的影响,以土霉素(OTC)与镉(Cd)为污染物,采用室内培养法,研究了土霉素(OTC)与镉(Cd)单一处理及复合污染对土壤呼吸和酶活性的影响。结果表明,10mg/kg重金属镉单独污染对土壤微生物呼吸表现为先抑制后激活作用,且显著抑制了土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,对3种酶活性平均抑制率从大到小依次为:蔗糖酶磷酸酶脲酶;1mg/kg土霉素显著激活土壤微生物呼吸,50和200mg/kg土霉素对土壤微生物呼吸的影响呈现出先抑制后激活的规律。各处理浓度下的土霉素对蔗糖酶和脲酶活性均主要表现为抑制作用,对磷酸酶活性的影响呈现出一定的波动性;当土霉素的浓度为1和200mg/kg时,其与10mg/kg镉的复合污染对土壤微生物呼吸及3种酶活性的影响主要为拮抗作用,但当土霉素的浓度为50mg/kg时,与10mg/kg镉的复合污染对土壤微生物呼吸及3种酶活性的影响则主要为协同作用。微生物呼吸对土霉素与镉胁迫更为敏感,最高抑制率和激活率分别可达98.98%和300.82%,土壤酶活性受土霉素和镉污染的影响要弱于它们对土壤微生物呼吸的影响。     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

通过野外土样采集及室内测定,研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,并采用盆栽试验研究了重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,距离矿口越近,土壤有机质、有效N、P、K的含量、土壤pH值亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量C和N受到的抑制程度也增强,其中土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。盆栽试验中,Cd、Zn、Cu、Pb复合污染使白菜(Brassica rapapekinensis)生物量明显下降,且随复合污染程度的增加,白菜生物量下降幅度增加。Cd与Zn、Cu、Pb,Zn与Cd、Cu、Pb,Cu与Cd、Zn、Pb的复合效应机制为协同效应,而Pb与Cd、Zn、Cu的复合效应机制为拮抗效应。重金属Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性显著降低,但低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了细菌、真菌、放线菌、微生物生物量C和N。重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤酶活性和土壤微生物数量及微生物生物量C和N的复合效应机制表现出协同和拮抗效应。     

铬铜复合污染下铬形态分布及与土壤酶活性的关系

采用土培盆栽实验和室内分析相结合的方法,研究了Cr单一和Cu-Cr复合污染条件下,外源施加的Cr在土壤中的形态变化及其对土壤酶活性的影响。结果表明：随外源Cr浓度的增加,土壤交换态Cr含量增多,残渣态占总量的百分比减少,铁锰氧化物结合态与有机结合态变化不大（碳酸盐结合态未检出）。Cu-Cr复合污染条件下,≤400mg·kg-1Cu能促进Cr从有机结合态向交换态及铁锰氧化物结合态转化（P〈0.05）,而高浓度Cu（800mg·kg-1）却抑制了这种转化的发生。与对照（CK）相比,重金属Cu、Cr单一及复合污染均对土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性产生一定的抑制作用,且酶活性抑制率随外源金属浓度的增加而增大;3种供试酶相比较,Cr、Cu对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性影响较大,对除C（r5mg·kg-1）处理的过氧化氢酶活性影响较小;低浓度C（r5mg·kg-1）对土壤过氧化氢酶活性有一定激活作用。土壤脲酶活性受土壤交换态Cr含量的影响较大;碱性磷酸酶活性与铁锰氧化物结合态Cr含量有关;铁锰氧化物结合态和有机物结合态Cr对土壤过氧化氢酶活性产生一定的影响。残渣态Cr含量与3种供试的土壤酶活性间无显著相关。     

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。     

苏南某冶炼厂周边农田土壤重金属分布及风险评价

选择江苏南部冶炼厂周边污染的水稻田,采集耕层0～15cm的土壤,分析土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As、Zn、Cu的污染程度及其空间变异特征。结果表明,土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Hg的全量随着距污染源距离的增加而减少,呈现由东北向西南扩散的趋势,As则是由西北向东南扩散。6种重金属中Cd、Hg的污染范围相对较大,Zn的污染范围最小。DTPA浸提的6种重金属有效态含量都是距污染源距离越远而越少。采用内梅罗综合污染指数法对土壤中的重金属进行风险评价,土壤重金属的综合污染指数为39.27,污染程度已超过5级,为重度污染,其中Cd、Hg污染最为严重,含量范围分别为3.98～44.58mg·kg-1、0.36～2.01mg·kg-1,As为中度污染,Pb、Cu、Zn则为轻度污染,说明研究区域农产品安全生产存在很大的风险。     

沘江流域耕地土壤重金属分布及生态风险评价

地处兰坪铅锌矿下游的沘江流域土壤重金属污染问题倍受关注。本文在沘江流域采集了35个耕地土壤样品,分析测定了砷、铜、锌、镉、铅、汞6种重金属污染物累积量,并应用内梅罗综合污染指数法及Hacanson潜在生态风险指数法,对耕地土壤污染状况及生态风险进行评价。结果表明:(1)沘江流域沿岸耕地重金属铅、锌、镉累积量相对处于极高水平,均值分别为1 146.97、579.15、4.85 mg·kg~(-1),污染十分严重;砷的累积量也较大,均值为26.85 mg·kg~(-1);铜、汞累积量较小,污染程度轻;(2)地统计分析结果表明,兰坪周边流域是土壤重金属砷、锌、铅、镉污染的一个主要点源污染源,而铜、汞污染没有显著点源污染源,均来自不同面源污染;(3)流域内梅罗指数均值为17.69(远大于3),存在极其严重重金属污染,同时综合潜在生态风险指数均值为773.38,有很强潜在生态风险。污染物贡献表现为镉铅锌砷汞铜;(4)沘江流域耕地土壤总体表现为水田重金属污染略高于旱地。     

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。     

新疆奎屯垦区土壤重金属风险评价

采用网格法采样,对新疆奎屯垦区3个团场土壤中As、Pb、Cu、Cd、Cr和Ni含量进行了测定,系统分析了该地区土壤重金属的含量水平、潜在生态风险程度、主要污染因子和污染来源。结果表明:奎屯垦区土壤重金属As、Pb、Cd、Cu、Cr、Ni的平均值分别为20.21 mg kg-1、35.91 mg kg-1、0.40 mg kg-1、27.18 mg kg-1、77.02 mg kg-1、39.31 mg kg-1,均没有超过国家土壤环境质量二级标准,但As、Cd有个别样点超标。各元素平均含量值均超过新疆土壤背景值,其中Cd、As、Pb最为显著,呈现出累积趋势。各重金属潜在生态风险由高至低顺序为Cd>As>Pb>Ni>Cu>Cr,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步相关分析和因子分析结果显示,各元素的来源可分为两类,Cd、Pb和As为一类,来源主要受各种人为活动影响,Cu、Cr、Ni为一类,来源主要与成土母质有关。     

丹河水系表层沉积物重金属污染及生态风险评价

采用原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法,测定了丹河水系干流及主要支流表层沉积物中重金属（Mn、Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As）的含量,同时用沉积物质量基准法（SQG）和Hakanson潜在生态风险指数法,对重金属的毒性效应、污染程度及潜在生态风险进行了评价,并分析了重金属的主要来源。结果表明,丹河水系表层沉积物中Mn、Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As的平均含量分别为115.1、18.78、8.46、6.49、2.85、60.6、0.047、14.22mg·kg-1。Cd、As和Cr的含量介于最低效应水平（LE-L）与严重效应水平（SE-L）之间。根据SQG,丹河表层沉积物中重金属含量处于中度污染水平,可能会对河流生物产生一定的毒性效应,而Pb、Cu、Zn则尚无毒性效应。除了As和Cr之外,其他重金属元素之间均呈现较明显的正相关,表明在沉积物中这些重金属的含量具有共同的变化趋势,且具有一定的同源性。工业排污是造成丹河水质恶化的主要原因之一,也是重金属的主要来源。以山西省土壤背景值为参比进行Hakanson潜在生态风险指数评价发现,丹河水系表层沉积物呈现由强至极强的生态风险,其中Cd生态风险最大,Hg、As次之。对单个重金属的潜在生态风险系数和多个重金属的潜在生态风险指数进行分析显示,生态风险较大的样点是高平市、巴公河和水东。研究结果旨在得到单一污染物的环境影响和多种污染物的综合效应的评价结果,为丹河水系沉积物及水体重金属污染防治和决策管理提供科学依据。     

北京顺义区土壤重金属分布与环境质量评价

在北京顺义区采集了412份土壤表层样品,分析了其中7种重金属元素（Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、As和Hg）的全量,采用单因子指数和内梅罗指数对土壤环境质量进行评价。结果表明,土样中As、Cd、Cr、Hg、Cu、Pb和Zn含量平均值分别为7.85、0.136、61.47、0.073、22.43、20.38mg.kg-1和69.75mg.kg-1,As、Cd、Cr、Cu和Zn含量平均值超过了北京地区环境背景值,但所有元素含量的平均值均未超出土壤环境质量一级标准。土壤中各重金属元素含量Shapiro-Wilk检验和相关性检验结果表明,研究区土壤中重金属Cr呈正态分布,Cd、Cr、Cu、Pb元素与As元素相关性显著。土壤各元素单因子污染指数排序为Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Pb〉As〉Hg,内梅罗综合污染指数平均值为0.745,达到了土壤环境质量评价分级标准Ⅱ级,污染等级为＂警戒线＂级;菜地、果园、荒地、林地、苗圃、设施农业用地和水浇地的土壤内梅罗指数分别为0.809、0.765、0.720、0.669、0.781、0.786和0.729,表现为菜地〉设施农业〉苗圃〉果园〉水浇地〉荒地〉林地。土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属污染处于警戒水平。     

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。     

不同城市功能区绿地土壤重金属分布及其生态风险评价

对山东中部某典型城市9个城市功能区64个绿地土壤样品中的Cu,Zn,Pb,Cd 4种重金属元素含量进行了测定,评价了土壤重金属污染特征及其生态风险。结果表明:各功能区绿地表层土壤Cu,Zn,Pb和Cd的平均含量均高于当地自然植被土壤背景值,已表现出富集状态,其中Cd平均含量超标严重;工业区、风景名胜区、商业区和居民区等绿地土壤污染程度居前;单因子污染评价表明,该市绿地土壤中Cu,Zn和Pb已处于潜在污染状态,而Cd已经处于重污染状态;综合污染评价研究表明,处于“中度污染”污染级别的绿地类型有工业绿地、商业区绿地、风景名胜区和居住区绿地,而且苗木生产区和道路绿地也接近“中度污染”级别;潜在生态危害评价表明,该市绿地土壤处于轻微生态风险,但Cd潜在生态危害指数已经处于中等生态风险;土壤中Cu-Zn,Cu-Cd,Pb-Cd显著相关,Cu-Pb,Zn-Cd极显著相关,重金属之间存在一定复合污染现象,表明这些重金属元素的来源可能相同。该市绿地土壤Cd污染的防治应该引起重视。     

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。     

植被恢复模式对土壤重金属质量分数和土壤酶活性的影响——以山东省淄博市四宝山破坏山体为例

矿产资源开采造成了严重的重金属污染,为选择合理植被恢复模式以修复土壤重金属污染,以淄博市四宝山破坏山体不同植被恢复模式为对象,测定土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数,pH值等主要化学性质,土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶活性和Cu、Zn、Cd等7种重金属质量分数,分析不同植被恢复模式对土壤重金属质量分数及土壤酶活性的影响.结果表明:1)实验区土壤中重金属Zn轻度污染,Cu和Cd重度污染,其他重金属均不构成污染;2)各人工植被恢复模式土壤重金属质量分数均低于灌草丛的,其中黑松林对土壤Cu、Cd的修复效果最好,侧柏林对土壤Zn的修复效果最好;3)土壤重金属全量在垂直分布上规律复杂,有效量均表现为下层高于上层,土壤有效Cu、有效Zn、有效Cd下层比上层依次高9.24％～18.94％、0.97％～20.09％和5.48％～35.51％;4)在影响土壤酶活性的各种因素中,破坏山体土壤重金属有效量与土壤化学性质的影响最为明显,处于同等重要的地位.本研究发现,Cu、Zn、Cd均对4种土壤酶活性表现出了抑制作用,建议用土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶活性作为破坏山体土壤重金属Cu污染的评价指标.