三种草本植物缓冲带对铜和铅面源污染的净化效果

为研究不同草本植物缓冲带对铜和铅面源污染的净化效果,选择早熟禾(Poapretensis)、黑麦草(Lolium perenne)和紫花苜蓿(Medicago sativa)三种草本植物在哈尔滨市某内河河段构建滨岸缓冲带试验样地。结果表明,以单种种植的方式构建的草本植物缓冲带均对重金属铜和铅有一定的净化效果。在三种植物的生长各阶段,紫花苜蓿缓冲带对重金属铜和铅始终保持最佳的净化效果;并且紫花苜蓿缓冲带对铜离子的径流、渗流平均去除率最高,分别为84.75%和88.20%;对铅离子的径流、渗流平均去除率最高,分别为94.95%和96.13%;三种植物体内重金属铜总积累量由高到低为:紫花苜蓿(283.07 mg)>黑麦草(157.14 mg)>早熟禾(57.39 mg);三种植物体内重金属铅总积累量由高到低为:紫花苜蓿(20.32 mg)>黑麦草(16.64 mg)>早熟禾(4.53 mg),紫花苜蓿对重金属铜和铅表现出较好的积累能力。因此,紫花苜蓿缓冲带对铜和铅面源污染净化效果最佳。     

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。     

植被缓冲带对农业面源污染物的削减效益研究进展

农业面源污染对环境安全的影响已超过城市生活污染和工业污染,成为水污染的最主要来源。植被缓冲带能够有效拦截农业面源污染物,减少污染物向水体的排放。通过搜集国内外学者对缓冲带的研究结果,对缓冲带削减农业面源污染物能力、缓冲带最佳宽度等方面的研究进行总结分析。结果表明:(1)5 m草本缓冲带对污染物的拦截作用最好,当缓冲带宽度超过5 m时,推荐使用灌草缓冲带,而乔灌草缓冲带需要超过30 m才能发挥作用;(2)当缓冲带宽度相同时,悬浮物和磷素相较于氮素更容易被拦截,悬浮物及磷素去除的缓冲带最佳宽度推荐为15 m(削减率70%以上),但去除氮素的最佳宽度推荐为30 m(削减率为80%);(3)植被缓冲带拦截污染物受缓冲带宽度、坡度及植被类型等因素影响,但缓冲带宽度与削减率之间的关系并不总是呈正比例,当缓冲带宽度增加到一定大小时,缓冲带对污染物的削减率将不再有明显改变;缓冲带坡度与削减率之间也并不总呈反比例,轻微的坡度能够促进径流下渗作用从而增加缓冲带的削减率。     

浙江省无居民海岛土壤重金属污染与植物多样性的关系

土壤重金属因不易分解且部分会随着食物链在生物体内富集而影响生物体的正常生长。另外,土壤重金属也会对生态系统的健康产生重要的影响,尤其在我国无居民海岛面临着保护与开发的矛盾背景下,开展无居民海岛土壤重金属污染与植被多样性的关系研究有重要的理论和现实意义。通过野外植被与土壤的调查与采样,结合实验室分析和数理统计的方法,定性与定量地研究植物与土壤重金属污染的关系。结果表明:(1)研究区仅部分土壤受到重金属的污染。对19个土壤样方的铬、汞、砷、铜、锌、镍、镉和铅等八种重金属元素分析结果为仅4个土壤样方受到镉的污染,5个土壤样方受到了铅的污染。(2)植物群落多样性与土壤镉和铅污染指数成负相关。植物物种多样性越高,其生境下土壤受镉和铅污染的程度越低。(3)不同科和种的植物对镉和铅两种重金属的耐受性不同。如,菊科、豆科、蔷薇科、茜草科、百合科、大戟科、松科和山茶科植被对镉和铅均有耐性或适应性。柃木、滨柃、檵木、杜鹃、芒和蕨对铅和镉均有一定的耐性或适应性。(4)植物生活型不同其对重金属的耐受性不同。例如,草本和灌木比乔木更能适应受重金属污染的土壤环境。另外,多年生草本比一年生草本更能适应受重金属污染的土壤环境,常绿植被比落叶植被更能适应镉铅污染的环境。对无居民海岛土壤重金属污染和植物多样性关系的研究不仅有助于了解研究区的土壤和植被资源状况,也对无居民海岛资源的保护提供了参考依据。     

不同入流条件下草本缓冲带对污染物削减作用

草本缓冲带能够有效拦截坡面径流中泥沙、总氮、总磷等污染物,是农业面源污染防控的主要措施之一。通过人工配水模拟地表径流,研究不同径流量对草本缓冲带截污能力的影响。结果表明:草本缓冲带对污染物都有一定的削减作用,草本缓冲带对泥沙削减效果最好,对总磷削减效果最差,白三叶对污染物的削减能力总体较黑麦草强。径流量对草本缓冲带总氮、总磷削减率影响较大,对泥沙削减率影响较小;当流量从0.08 L/s增加至0.24 L/s时,草本缓冲带对总氮、总磷削减率减少至9%和6%,而泥沙削减率为34%。随着放水冲刷时间增加,出流总氮、总磷、泥沙浓度不断降低并逐渐达到稳定,流量增大至0.24 L/s时,总氮、总磷浓度范围为11.5~24.7,1.6~2.3 mg/L,泥沙浓度在不同流量下无明显差异。草本缓冲带对总氮、总磷去除作用受流量影响较大,在大流量时缓冲带对总氮、总磷基本无去除作用,但缓冲带对泥沙去除作用受流量影响较小。     

缓冲带截除农业面源强污染的效果

为了摸清草皮缓冲带对农田径流冲击负荷的耐受能力,通过工程尺度的现场试验,研究了高浓度污染负荷冲击对百慕大草皮缓冲带截除农业面源污染物能力的影响。结果表明:在高浓度污染负荷下,百慕大缓冲带能有效地截留农田径流中的悬浮固体(suspended solids,SS),SS浓度变化趋势与一般浓度污染负荷基本一致,前端下降速度较快,后端逐渐趋缓,2种污染负荷条件下末端出水SS质量浓度均在90mg/L以下,高浓度污染负荷冲击对农田径流SS的去除基本没有影响。缓冲带对高浓度氮磷污染负荷具有一定的净化效果,径流途径总氮(total nitrogen,TN)、氨态氮(ammonia nitrogen,NH4+-N)、总磷(total phosphorus,TP)的末端去除率为23%、16%和26%,分别为一般浓度污染负荷下末端去除率的59%、55%和70%;百慕大草皮缓冲带对渗流途径TN、TP具有一定的净化效果,2种浓度污染负荷下渗流水TN、TP浓度变化趋势基本一致,两者无显著差异(p>0.05),但TP去除速率较TN慢。该文为滨岸缓冲带的优化设计、维护管理及推广应用提供了依据。     

上海地区畜禽粪便重金属污染特征研究

按照《有机肥料》(NY 525—2012)和台湾省有机肥标准,规模化养殖场畜禽粪便重金属超标率大小依次是锌、铜、砷、汞和镍,超标率达63.1%;不同粪便类型重金属污染情况不一样,猪粪重金属污染程度高低依次为铜、锌、砷、汞铬、镉、铅和镍,禽粪重金属污染程度高低依次为砷、锌、铜、镍、铬和汞铅镉,牛粪重金属污染程度高低依次为铜、锌、砷、镍、铬、镉和汞铅,羊粪重金属污染程度高低依次为汞、锌、铜、镍、铬、镉和砷铅。通过尼梅罗污染指数法计算,猪粪重金属污染程度最严重,其次为禽、羊和牛,猪粪重金属属重污染等级,禽粪便重金属属轻度污染等级,羊、牛粪重金属属警戒级。本文提出科学合理使用饲料添加剂、加强有机肥料科学使用指导工作和逐步建立畜禽粪便重金属、抗生素、致病微生物等有毒有害物质监控体系3项对策措施。     

河岸带不同植被下土壤酶特征及其去污效果

通过测定河岸带常见植被类型下的土壤酶活性,比较其去污效果,分析土壤酶活性与TN、TP、NH4＋-N、COD等农业面源污染物去除率的相关性。结果表明,不同植被类型表层土壤酶活性存在显著差异（P〈0.05）,灌草、草本酶活性较大,乔灌草次之,乔草最小,而不同植被河岸带对农业面源污染物的去除率也表现出基本相同的规律,因此对农业面源污染去除效果最好的河岸带植被类型配置应为灌草或草本（芦苇）;不同植被深层土壤酶活性基本不存在显著差异。由相关性分析可知,TN、NH4＋-N去除率与表层土壤脲酶活性呈显著相关关系,而COD去除率与土壤脲酶的相关性不显著;TP、COD去除率与土壤磷酸酶活性的相关性显著。研究结果为利用土壤酶活性强度作为评价河岸带净化效果的指标提供了理论依据。     

不同类型河岸缓冲带水质净化效果研究

以广东省杨溪河灌草、竹林植被岸坡两种类型河岸带为研究对象,对河岸带2 m、4 m和6 m宽度情况下的TP、TN和COD等面源污染物质去除效果进行研究。研究结果表明,不同类型河岸缓冲带及宽度对污染物的截污能力有所不同,总体来看灌草缓冲带对污染物的去除率最高,为55%~87%,其次为竹林缓冲带为56%~80%。从缓冲带去除TN、TP和COD的角度出发,同时考虑土地占用问题,宽度为6 m的两种类型缓冲带是较佳的河岸缓冲带设置宽度。研究结果可为缓冲带的构建提供有益的参考。     

粤西黄铁矿区铊-铅污染土壤的环境质量研究

以云浮硫铁矿开采场和尾渣堆放区为研究对象,采用HNO3-H2O2-HClO4-HF混酸-微波消解处理土壤样品,运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定土壤样品中重金属的含量,研究了开采场附近土壤表层、尾渣堆放区土壤剖面的铊、铅、镍、铜、锌、镉等毒害重金属的含量。结果表明,云浮硫铁矿开采活动给矿区土壤环境带来了严重的危害。与中国土壤环境背景值相比,土壤中重金属含量最高可为背景值的35倍。运用Muller地积指数对土壤重金属污染现状进行了系统的环境风险评估,证实目前云浮矿区土壤中存在不同程度的铊、铅、铜、锌、镉等毒害重金属污染,其中,铊、铅的污染最为严重,镉、锌等达到中度污染至强污染,且污染已经渗透至土壤深层,特别是毒害性极强的重金属铊,生态环境受到严重危害。     

辽河干流坝间耕地土壤重金属污染特征研究

通过对辽河干流坝间10个断面耕地土壤0~5 cm、5~15 cm、15~30 cm沉积层重金属铜、镉、锌、铅含量测定,评价了该区土壤重金属污染程度,并采用地质累积指数法评价单一重金属污染状况与潜在生态危害指数,综合评价重金属生态危害程度。研究结果表明,该区土壤铜、铅、锌与镉含量均值分别为32.42 mg?kg~(-1)、38.23 mg?kg~(-1)、47.35 mg?kg~(-1)和1.625 mg?kg~(-1);铅、锌含量均值在达牛渡口最大,分别为55.54 mg?kg~(-1)和80.51 mg?kg~(-1);铜、镉含量均值在通江口处最大,分别为50.24 mg?kg~(-1)和3.103 mg?kg~(-1)。除镉外,铅、铜、锌含量各断面不同深度浓度均低于全国土壤环境质量Ⅱ级标准,镉含量均值是全国土壤环境质量Ⅱ级标准的1.70倍,最大值为3.402 mg?kg~(-1);辽河大桥上游干流镉含量是下游镉含量的6.47倍。镉的地质累积指数值在坝间均显污染,其中,辽河大桥以上各断面显强污染。通江口至毓宝台特大桥重金属潜在生态风险指数值最强。各断面镉对多种金属潜在生态风险指数值的贡献达78.77%~98.23%,贡献率与潜在生态危害指数(RI)呈正相关。多种重金属潜在生态风险指数值变化趋势与镉地质积累指数分布趋势相同,最大值出现于通江口断面。     

火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤中5种重金属

采用微波消解法预处理待测土壤,火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤消解液中的锌、铜、铅、镉、铬5种重金属.方法简便、灵敏、准确,土壤中锌的相对标准偏差为1.2%;铜的相对标准偏差为1.9%;铅的相对标准偏差为1.2%;镉的相对标准偏差为5.2%;铬的相对标准偏差为1.8%.方法的加标回收率锌为76.8%～104%;铜为86.9%～95.3%;铅为83.0%～94.4%;镉为83.2%～91.9%;铬为90.9%～96.1%,适用于污染土壤中重金属含量的测定.     

重金属-有机复合污染土壤的电动强化修复研究

许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,给修复带来了困难和挑战。以红壤为供试土壤,以铜和芘为代表性污染物,研究了添加表面活性剂羟丙基-β-环糊精（HPCD）和氧化剂H2O2对电动修复该复合污染土壤的影响,其目的是实现重金属和有机污染物的同时去除。结果表明,在所有的处理中,芘和铜都有向阴极迁移的趋势;当提高土柱的pH时降低了芘的氧化和降解,同时也阻碍了土壤中铜的迁移和去除;阳极加10%HPCD,阴极控制酸性条件pH3.5有助于土壤中污染物的解吸和迁移,芘和铜的去除率分别可达到51.3%和80.5%;由于H2O2的不稳定性,添加6%H2O2并未明显提高芘和铜的去除率。     

黑藻吸附Cd^2＋和Cu^2＋的拓展Langmuir模型研究

运用沉水植物修复低浓度重金属污染是一种廉价和清洁的技术。采用摇床振荡试验方法,研究了不同pH条件下,沉水植物——轮叶黑藻鲜样对重金属镉和铜的吸附特征。结果表明,pH值对吸附结果影响较大,黑藻对镉和铜的吸附,最适宜的pH值分别为7.0和5.0。在选用的3个拓展Langmuir模型中,模型A拟合效果最好,模型B大大低估了黑藻对重金属镉和铜的吸附能力,模型C则略偏高,表明沉水植物黑藻对重金属镉和铜的吸附与离子所带电荷关系不大,且没有产生吸附剂-重金属-H＋的复合式吸附产物（BMH）。运用模型A的回归参数,绘制的三维吸附网格图清晰阐明了不同H＋浓度下,黑藻对重金属镉和铜的吸附曲面特征。拓展Langmuir模型A的计算值与实测值的对比表明：24mg·L-1≤C0≤72mg·L-1时,78%的镉吸附量计算值与实测值偏差控制在22%以内,90%的铜吸附量计算值与实测值偏差控制在10%以内。研究不同pH条件下黑藻对镉和铜的生物吸附特征,将有助于对沉水植物修复低浓度重金属污染技术的理解和规范。     

山西省食用菌中铅、镉含量与膳食暴露评估

为了解山西省境内生产基地栽培食用菌中重金属污染状况,对被测食用菌中重金属进行安全性评价,并分析居民潜在膳食暴露风险,本文采集山西省境内5种种植普遍的食用菌样品158份,采用原子吸收光谱法测定食用菌样品中危害较大的两种重金属元素铅和镉的含量,并与国家标准中污染物限量值进行比较;采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价食用菌中铅和镉的污染状况;采用人体暴露健康风险评价模型,通过计算目标危害系数(THQ)的方法预测经食用菌摄入重金属铅和镉产生的健康风险。结果显示,所抽检的158份食用菌样品中,总体重金属含量水平都很低,仅有1个香菇样品超标,超标率为0.63%。5种食用菌的综合污染指数分别为香菇0.74,平菇0.31,杏鲍菇0.12,金针菇0.051,双孢菇0.27。食用菌中铅污染、镉污染及铅、镉综合污染的THQ均值都1,表明山西省食用菌中铅、镉重金属对居民不会构成明显的健康危害。结果表明,山西省食用菌生产基地中香菇、平菇、杏鲍菇、金针菇、双孢菇等5种主要栽培的食用菌中重金属铅和镉的总体污染程度较低,食用菌中铅、镉对居民健康暴露危害较小,可放心食用。同时,应加大对栽培基质、栽培环境等的监管,从源头保证食用菌的质量安全。     

连云港市水稻主产区土壤和灌溉水重金属含量分析及在稻米中的累积效应

对连云港市水稻主产区的土壤、灌溉水和稻米中重金属含量进行了测定。研究结果表明:(1)该地区水稻灌溉水所含重金属污染较轻,没有对稻米品质造成影响,完全符合无公害稻米生产要求。(2)土壤中砷、铅、镉的平均含量超过国家和江苏省背景值,砷、镉、铬、铅和汞的单项污染指数P<1,污染分担率排序为砷(42.56%)>镉(37.00%)>铬(7.78%)>铅(7.22%)>汞(5.54%),土壤主要以砷、镉污染为主;综合污染指数P综=0.59<0.7,属1级,为安全清洁水平,符合无公害农产品生产基地重金属环境质量要求。(3)稻米中4种重金属污染排序为铅>汞>镉>砷,以铅和汞污染为主;除铅外,稻米中重金属富集效应不明显,徐稻3号累积铅的能力较强,稻米中镉的含量与土壤中pH值存在着负相关关系。     

乐清湾滩涂沉积物重金属含量垂向分布及污染评价

在采集乐清湾深度为0—10cm,10—20cm,20—30cm,30—40cm的滩涂沉积物柱状样品基础上,测定了样品中铜、汞、砷、镉、铅、铬和锌等7种重金属含量,以中国海洋沉积物质量标准(GB 18668—2002)所规定的一类沉积物质量为评价标准,利用单因子指数法和沉积物质量基准(sediment quality guideline,SQG)法,对乐清湾滩涂沉积物重金属含量、重金属污染程度及重金属潜在生物毒性风险的垂向分布特征进行分析评价。研究表明,乐清湾滩涂沉积物中铅、锌、镉、铜和铬平均含量随深度增加呈增长趋势,增幅分别达到3.3%,3.3%,18.2%,11.5%和18.6%;汞和砷平均含量则呈下降趋势,下降幅度分别为8.8%和5.1%。对于海水养殖来说,乐清湾不同深度滩涂沉积物均受到铜污染而未受其他6种重金属污染,汞和镉几乎不会引发不利生物毒性效应,铜和砷可偶尔引发不利生物毒性效应,表层滩涂沉积物中铅、锌和铬所偶尔引发的不利生物毒性效应风险低于深层滩涂沉积物。     

膨润土、褐煤及其混合添加对铅、镉复合污染土壤重金属形态的影响

为研究膨润土与褐煤对铅镉复合污染土壤重金属形态变化的影响,以河南济源某铅冶炼企业周边重金属污染土壤为研究材料,将膨润土(S)、褐煤(P)按1.5%、3.0%、5.0%单独添加和两者混合添加,进行60天的室内培养后,用BCR连续提取法,研究了添加不同含量的膨润土和褐煤对重金属污染土壤中Pb、Cd形态的影响。结果表明,单一添加褐煤能显著降低土壤中Pb、Cd的有效态含量,褐煤添加量5.0%时土壤中铅和镉弱酸提取态含量分别降低了42.60%和25.20%。单一添加膨润土能显著降低土壤中Pb的有效态含量,而对Cd的有效态含量影响不明显。膨润土5.0%和褐煤(1.5%、3.0%、5.0%)混合处理土壤中铅的弱酸提取态含量降幅达44.50%～46.00%,铅的残渣态含量增幅达30.90%～66.80%。褐煤5.0%和膨润土(1.5%、3.0%、5.0%)的混合添加使土壤中镉的弱酸提取态含量降低、降幅达21.70%～26.00%,镉的残渣态含量增幅达81.60%～110.9%。褐煤单一施用对复合污染土壤中Pb、Cd的钝化效果整体优于膨润土,两者配施的修复效果优于其中一种单一施用的效果,且因配施比例而异。     

废弃混凝土对水中重金属铜和铅的吸附特性

工业废水的直接或间接排放导致我国自然水体受重金属污染程度较高,对重金属污水处理刻不容缓,但现有重金属去除方法普遍存在工艺过于复杂或投资高等缺点。由于废弃混凝土颗粒含有水泥水化产物和未水化的水泥颗粒,具有一定的活性和较高的比表面积,因此该研究拟尝试采用废弃混凝土颗粒作为重金属污染水的吸附材料。通过重金属浸出试验发现,重金属浸出量与废弃混凝土粒径相关,粒径越大,重金属析出量越小。基于试验数据以及《国家污水综合排放标准》的排放阈值要求,最终确定了废弃混凝土颗粒材料的最佳选取粒径。随后,通过静态吸附试验,重点考察了吸附时间、吸附剂用量、重金属初始质量浓度对废弃混凝土吸附重金属铜和铅的影响。结果表明：铜和铅在废弃混凝土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在100 min基本达到吸附平衡,且废弃混凝土对铜和铅的吸附量随铜和铅初始质量浓度的升高而提高,去除率则随着铜和铅初始质量浓度的升高而降低,随着废弃混凝土用量的升高而提高。废弃混凝土对铜和铅的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的最大吸附量分别为40.75和86.73 mg/g;准二阶动力学模型更适合描述废弃混凝土对铜和铅的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的天然吸附剂材料相比,废弃混凝土对水中重金属铜和铅具有良好的吸附性能,可以作为吸附材料来处理含铜和铅的污染水。     

大清河流域河岸植被带污染物净化能力研究

为了解决白洋淀上游河岸带植被类型单一、生态功能低下等问题,从河岸植被带截留、净化面源污染物的生态功能定位出发,选取2种草本和1种灌木为研究对象,通过模拟径流冲刷试验,研究河岸植被带对氮、磷及泥沙污染物的净化效果。结果表明:(1)与单一灌木相比,单一草本的净化效率更好,狗牙根(Cynodon dactylon)的总磷、总氮和泥沙的净化效率最佳,分别为10.88%,6.96%,34.20%;黑麦草(Lolium perenne)对氨氮和硝氮有较好的净化效果,分别为10.11%和9.54%;(2)在多组植物组中,胡枝子(Lespedeza bicolor)、狗牙根、黑麦草的草灌组合净化效率较好,在各项指标平均值上分别较裸土组提高了13.31%,10.84%,9.64%,12.36%,46.43%;(3)灌草和混草的植物组合对5项污染物指标的净化效率均较高,混植组的去除效果优于单一植物组。河岸植被带对面源污染有着一定的净化效果,其中灌草和混草组合的净化效果较好,胡枝子、狗牙根、黑麦草的草灌植物组合表现出最好的净化效果。