模拟酸雨对酸性土壤铝溶出及其形态转化的影响

通过采样、酸雨模拟试验和样品分析，研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下，土壤中铝离子释放及铝形态转化的特点。结果表明，酸雨淋洗造成土壤中铝离子释放；酸雨pH值越低，则铝离子释放量越大。酸雨淋洗还造成土壤中铝形态发生变化；酸雨pH值越低，则土壤中羟基态铝和腐殖质铝含量越低，交换态铝含量越高，从而导致土壤中的铝对植物和生态系统的危害性也越大。     

模拟酸雨条件下生物炭配施沸石对江西某钨矿区Pb、Cd、W的淋溶效应

为解决江西某钨矿区钨及其他重金属污染问题,通过室内模拟酸雨淋溶试验,研究在不同pH （3.1,4.5,5.8）酸雨条件下,添加稻壳生物炭（BC）、天然沸石（ZE）、稻壳生物炭—天然沸石（CO）改良剂对土壤Pb、Cd、W的固定效果。结果表明,酸雨增加了重金属的溶出风险,pH越低,风险越大。添加BC、ZE、CO有效提高土壤的酸缓冲能力,平均分别使得淋溶液pH增加0.53,0.23,0.58个单位,使得淋溶后土壤pH增加0.27,0.09,0.17个单位。在pH=4.5和pH=5.8模拟酸雨后,生物炭联合沸石处理Cd和Pb的淋溶总量明显低于未处理土壤,相较于空白分别降低32.1%,38.0%和36.0%,32.7%。W和Cd、Pb不同,在模拟酸雨pH=3.1条件下,添加改良剂对W淋溶总量均无显著影响,在模拟酸雨pH=4.5和pH=5.8时,单独施用生物炭处理使得W淋溶总量分别增加44.3,53.8 μg/L,但生物炭联合沸石处理使得W淋溶总量分别降低6.0,7.1 μg/L。综合来看,生物炭—沸石能更有效同时防止酸雨条件下污染土壤Pb、Cd、W的淋溶流失,可为后期钨矿区重金属污染防治提供参考。     

模拟酸雨对红壤中铝和水溶性有机质溶出及重金属活动性的影响

在模拟酸雨作用下 ,研究了重金属污染和未污染的酸性红壤和黄红壤中铝和水溶性有机质的溶出以及对重金属活动性的影响。结果表明 ,随模拟酸雨pH值下降 ,土壤pH值和盐基饱和度明显降低 ,而交换性酸度明显增加 ,污染土壤中交换性氢含量比未污染土壤高 ,而交换性铝含量比未污染土壤低。铝溶出量与模拟酸雨pH值密切相关 ,当模拟酸雨pH值在 5 .60～ 3.5 0时 ,供试红壤浸出液中铝浓度几乎在同一水平 ;当pH≥ 4 .5 0时 ,供试黄红壤中溶出铝亦未明显变化 ;当模拟酸雨pH =3.5 0时 ,未污染黄红壤中铝溶出明显增多 ;当pH =3.0 0时 ,供试土壤中铝溶出量急剧增加。随模拟酸雨pH值下降 ,污染土壤中铝溶出比未污染土壤低 ,而有效态重金属活动性明显增加 ;污染土壤中水溶性有机质比未污染土壤溶出明显增加 ,水溶性有机质 -重金属络合体促进了重金属的溶解迁移行为。     

模拟酸雨条件下生物炭对污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响

通过土柱淋溶装置,研究模拟酸雨条件下生物炭不同施用量(0,1%,2%和5%)对复合污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响。结果表明,淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量均随生物炭施用量的增加而增加。生物炭施用不同程度地增加淋滤液中Cd、Cu和Zn的含量,相较于不施生物炭,1%,2%和5%生物炭施用量下Cd、Cu和Zn的累计淋失量分别提高28.3%~298.3%,25.3%~187.0%和27.5%~217.6%。不同处理间Pb的淋失总量无显著差异。生物炭的施用能使淋溶后土壤pH值提高0.03~0.09个单位,有效态Cd、Cu、Zn和Pb含量分别下降0.9%~6.5%,23.3%~30.6%,15.2%~24.2%和24.8%~31.8%。综合而言,酸雨作用下尽管生物炭能增加林地土壤中重金属的淋失量,但考虑到其淋失量远小于土壤中有效态重金属的减少量,生物炭仍可作为修复污染林地土壤的一种备选材料。     

模拟酸雨条件下海泡石对污染红壤镉、铅淋溶的影响

采用填充土柱淋溶试验研究不同pH值模拟酸雨和海泡石添加量对重金属污染红壤Cd、Pb淋溶的影响.结果表明,Cd在酸雨pH值较低时累积淋溶量较大,Pb的累积淋溶量随酸雨pH值的降低逐渐增加,pH值为3.5处理的Pb总累积淋溶量显著高于其他pH值处理(高出54.9％).与对照相比,模拟酸雨pH值为3.5时,添加5 g/kg和10 g/kg海泡石处理Cd的总累积淋溶量明显增加(分别增加24.6％和26.3％),而Pb的总累积淋溶量分别显著降低34.7％和25.7％;酸雨pH值为4.5时,添加5 g/kg和10g/kg海泡石处理降低了Cd的累积淋溶量(分别降低13.0％和1.4％),而Pb的淋溶量随海泡石添加量的增加而降低,10 g/kg海泡石处理的Pb总累积淋溶量显著下降17.6％;pH值为5.5和6.5时,海泡石处理Cd累积淋溶量均有所下降,而对Pb的淋溶无显著降低效果.酸雨酸性强度的增大增加了Cd、Pb的淋溶风险,且Pb比Cd敏感.添加海泡石可有效减少酸雨对土壤中Pb的淋溶,但其对Cd淋溶的影响受酸雨酸性强度的影响.     

酸雨对黄土磷的淋溶效应

采用室内土柱模拟淋溶试验,分析了陕西省杨凌区3种土壤在5个酸雨梯度的侵蚀作用下,土壤磷的释放和迁移规律.结果表明,酸雨会使土壤受到一定程度的酸化,而土壤的酸化程度与酸雨的pH值、土壤的类型、土壤的pH值、阳离子交换量、有机质含量有关.土壤对酸雨的缓冲能力由大到小的顺序为:腐殖质层＞母质层＞黏化层.随着酸雨累积淋溶量的增加,土壤磷的释放总量呈增加趋势,但淋失率会下降.酸雨的pH值为5时土壤磷的累积淋失量最大,土壤磷的累积淋失量和淋失率顺序为:腐殖质层＞黏化层＞母质层.酸雨对腐殖质层的磷具有最强侵蚀效应.母质层和黏化层的酸化主要发生在土壤表层,而腐殖质层酸化主要发生在土壤底层,酸雨侵蚀后腐殖质层酸化最严重.长期的酸雨侵蚀会导致土壤磷流失,造成土壤养分贫瘠化.     

镉和模拟酸雨胁迫对苦楝幼苗镉含量及叶片抗氧化系统的影响

为探讨苦楝在重金属Cd和酸雨的单一及复合胁迫下的生理响应特征,采用人工配置土壤盆栽试验,研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg^-1)和3个梯度模拟酸雨(pH值5.6、4.5、3.5)单一及复合处理对苦楝幼苗生物量、Cd含量及叶片保护性酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)的影响。结果表明,除低浓度Cd(≤30 mg·kg^-1)单一及其与pH值4.5酸雨复合处理对幼苗地上部、地下部生物量有促进作用外,其他处理均表现出抑制作用,其中复合处理对苦楝幼苗的抑制作用更明显,表现为叠加效应;单一Cd处理时,随着Cd浓度的增加,幼苗根、茎、叶中Cd含量逐渐升高,且根系大于茎叶,复合处理抑制了植物对Cd的积累,对叶片的抑制作用最强;Cd和酸雨单一及复合处理下叶片SOD、CAT和POD活性均有所增加,分别在60 mg·kg^-1 Cd、pH值5.6,60 mg·kg^-1 Cd、pH值4.5和90 mg·kg^-1Cd、pH值4.5时出现阈值;在AsA-GSH循环中,单一Cd处理下,AsA、GSH含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均随着Cd浓度的增加呈先上升后下降的趋势,单一酸雨处理对上述4个指标的影响不尽一致,而复合处理下上述指标在Cd浓度≤60 mg·kg^-1、pH值≥4.5时均能保持较高值,且随着胁迫程度的加深均出现了阈值。综上所述,苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫具有一定的耐性,可在Cd浓度≤60 mg·kg^-1和pH值≥4.5的酸雨双重污染区域正常生长。本研究结果为土壤Cd污染的酸雨区域的修复植物筛选提供了理论基础和参考依据。     

降水酸度对马尾松根际环境中铝形态的影响

为了探明降水酸度对植物根际环境中铝形态的影响,以马尾松为例,采用根箱栽培、配制不同pH值的模拟酸雨以室外模拟酸雨喷淋法研究马尾松根际及非根际土壤中铝形态的特征及规律.研究结果表明:酸雨对土壤中铝化合物具有溶蚀作用,可促进土壤里活性铝离子(Al3+)溶出,并且酸雨pH值越低,活性铝离子累积溶出量越大,溶出的铝所形成的铝形态在马尾松根际土壤与非根际土壤以及根际不同土层之间存在一定差异,马尾松根际pH值和根系分泌物协同影响铝形态的动态变化.根际土壤中有机铝结合态含量增加.交换态铝含量则稍稍下降.     

博尔塔拉河沿岸土壤重金属含量特征与有机质、pH值的关系

以博尔塔拉河沿岸表层土壤中重金属As,Cd,Ni,Cr,Pb与有机质及pH为研究对象,并对它们之间关系进行研究。结果表明:土壤中5种重金属元素As,Cd,Ni,Cr,Pb平均含量分别为22.37,52.52,27.50,0.48,28.92mg/kg。土壤有机质平均含量为27 431mg/kg。土壤pH值为6.5~7.5,平均值为6.94。研究区土壤性质与土壤重金属含量间关系复杂:有机质含量与As,Cd,Cr,Pb含量呈显著正相关,有机质易与重金属离子形成络合物,从而降低重金属离子活性,导致土壤重金属含量增加;pH值与As,Cd,Pb含量之间呈显著负相关,随pH值增大,有效态As、有效态Cd和有效态Pb在土壤中含量明显减少。通过对土壤有机质、pH与重金属含量的关系研究,发现土壤有机质、pH是影响土壤重金属含量的重要因素。     

茶皂素对污染土壤中重金属的修复作用

采用振荡离心的方法研究了生物表面活性剂茶皂素在不同浓度、pH值和离子强度下对污染土壤中重金属去除效果的影响;并采用BCR法研究了茶皂素处理前后土样中各形态的重金属含量变化。试验结果表明:随着茶皂素浓度的增加,重金属的去除率随之增加,在茶皂素浓度为7%时,对供试土样中重金属的去除率达到最大值,去除率分别为Cd 96.36%,Zn 71.73%,Pb 43.71%,Cu 20.56%;随着土壤环境pH值的增加,重金属的去除率随之减少,适宜的pH范围在5.0左右;离子强度对Pb,Cu的去除效率影响不大,Zn,Cd的去除率随着离子强度的增加而减少。比较茶皂素处理前后土样中重金属各形态含量的变化,发现酸溶态的重金属更易被茶皂素去除,其次为可还原态、可氧化态和残渣态的重金属很难被去除。     

施用有机物料对土壤镉形态的影响

采用室内培养试验,研究作物新鲜秸秆和腐熟猪粪对模拟镉（Cd）污染的土壤中Cd形态转化的动态影响。结果表明,各处理土壤交换态Cd含量随培养时间均逐渐降低。碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cd含量先增加后降低, 而有机质结合态和残渣态Cd含量则逐渐增加。添加秸秆可增加土壤交换态Cd含量,但随时间延长,增幅逐渐降低, 猪粪则可降低土壤交换态Cd含量。添加有机物后土壤交换态Cd含量的变化主要是由有机质结合态或残渣态Cd含量的变化而引起。秸秆和猪粪对土壤Cd形态的转化与土壤胡敏酸（HA）和富里酸（FA）的变化有关。秸秆对能活化土壤Cd的FA增加幅度大于对能钝化土壤Cd的HA增加幅度,降低HA/FA比,但降幅随时间逐渐减少; 猪粪在整个培养阶段对HA增加幅度均大于FA的增加幅度,增加HA/FA比。秸秆和猪粪均可降低潮土pH而提高红壤pH,但只有猪粪可通过提高红壤pH降低Cd向交换态转化。添加秸秆和猪粪后,Cd由低活性态向交换态转化与HA/FA呈显著负相关。     

不同氮肥类型及配施壳聚糖对八宝景天修复镉污染土壤的强化效果

  【目的】  八宝景天 (Hylotelephium spectabile) 是研究最多的修复Cd污染土壤的植物之一，但还需进一步提高其修复效率以增加其实际应用价值。本研究比较分析了不同氮肥类型以及螯合剂对污染土壤上八宝景天Cd吸收转运的影响及其作用机制，以期为强化八宝景天Cd修复效率提供科学依据和技术支持。  【方法】  采用八宝景天进行了盆栽试验，供试土壤为采自四川绵竹的潴育水稻土和广西阳朔的棕色石灰土，两个土壤Cd含量均超过我国农田土壤污染风险筛选值。在氮磷钾肥料施用量一致的条件下，设置生理中性的碳酸氢铵 (NH₄HCO₃)、生理酸性氯化铵 (NH₄Cl)、生理碱性氨水 (NH₃·H₂O) 以及NH₄HCO₃配施壳聚糖4个处理。八宝景天生长20天后，测定根、茎、叶生物量和Cd含量，并测定了根际土壤pH、有效态Cd含量以及不同形态Cd含量。  【结果】  NH₄Cl较NH₄HCO₃处理降低了两种土壤根际pH，提高了有效态Cd含量。NH₄HCO₃配施壳聚糖处理对根际土壤酸化效果强于NH₄Cl处理，潴育水稻土和棕色石灰土两种土壤根际有效态Cd含量分别较NH₄Cl处理提高18.6%和15.5%。此外，与施用NH₄HCO₃相比，NH₄Cl提高了两种土壤水溶态和弱酸提取态Cd含量，而NH₄HCO₃配施壳聚糖处理虽使水溶态Cd含量增加，但由于壳聚糖与土壤中Cd形成稳定性较强的络合物，同时促进了八宝景天对弱酸提取态Cd的吸收，因此其根际弱酸提取态Cd含量无显著差异。NH₄HCO₃、NH₄Cl和NH₃·H₂O 3种氮肥类型对八宝景天生长和Cd吸收转运的促进作用无显著差别，而NH₄HCO₃配施壳聚糖则使八宝景天生物量较其他施氮处理显著提高了29.6%～79.8%，同时NH₄HCO₃配施壳聚糖对八宝景天Cd吸收转运的促进作用受土壤类型、理化性质和污染程度的影响，对棕色石灰土上八宝景天各部位Cd含量、生物富集系数和转运系数分别提高了16.0%～143.4%、45.8%～137.5%和25.3%～81.6%，而在潴育水稻土上促进作用均较小。  【结论】  在施氮量一致的情况下，施用生理酸性氮肥有利于促进八宝景天Cd吸收，肥料和壳聚糖配施可能是强化八宝景天Cd修复效率的有效措施。其强化效果在中性偏碱性土壤上好于在酸性土壤上。     

砂质土壤磷素的组成特点与释放规律研究

砂质土壤磷素主要以可提取态形式积累,有很高的释放潜力。该类土壤磷素的释放受土壤pH、土水作用时间和土壤溶液化学组成等的影响。土壤酸化、土壤溶液中Na+浓度的提高及土壤与水的作用时间增加可促进土壤磷素的释放。用淋洗方法和平衡提取等2种方法对土壤磷素的释放评价表明,淋洗方法测得的P量较小,可代表土壤短期内P释放强度;而平衡提取法提取的P数量较大,可代表土壤P长期释放的容量。     

模拟酸雨对太湖地区水稻土铜吸附—解吸的影响

以太湖地区三种典型的水稻土（黄泥土、白土、乌泥土）为例，利用模拟-培养试验，着重研究模拟酸雨对土壤的铜吸附解吸能力的影响，研究结果表明：与未淋溶土壤相比，经模拟酸雨淋溶的三种土壤对铜的吸附量有所增加，随着淋溶液pH的降低，增幅减小：易解吸态铜的解吸量则随淋溶液pH的降低而增大，模拟酸雨降低了土壤对重金融污染的缓冲能力；虽然黄泥土、乌泥土对铜的吸附量远大于白土，但模拟酸雨对乌泥土的吸附-解吸能力的影响速度也大于白土。     

海泡石对典型水稻土镉吸附能力的影响

通过吸附解吸实验研究了添加海泡石后典型水稻土对Cd的吸附解吸特性及其对吸附溶液pH值变化的响应。结果表明,Freundlich方程可以较好地拟合红黄泥、黄泥田和红沙泥3种典型水稻土对Cd的等温吸附过程（R2〉0.962）。在溶液初始Cd浓度相同的情况下,添加海泡石可使3种水稻土对Cd的吸附量增加20%以上,增强土壤对Cd的吸附强度,有效降低吸附Cd的解吸率,其效果随海泡石添加量的增大而增强。3种水稻土吸附Cd的解吸率均高于70%,而且都随吸附量的增加而上升。溶液的pH值是影响土壤吸附Cd的一个重要因素,在低pH值的条件下（pH〈4）,随着溶液pH值的降低,土壤对Cd的吸附量迅速降低,当溶液pH值高于5时,pH值的变化对吸附量的影响较小。在溶液初始pH值2-8范围内,添加海泡石均能有效提高3种水稻土对Cd的吸附能力。     

钙质钝化材料对四川盆地6种主要旱作土壤Cd的钝化效应

为针对性、定量化地利用钝化处理实现不同类型Cd污染土壤的安全利用,以四川盆地6种主要旱作土壤为研究对象,采用室内培养试验和土培试验探讨了6个剂量水平下,钙质钝化材料对土壤pH、CEC、有效Cd含量、Cd形态、小白菜生物量和Cd含量的影响。结果表明:(1)钙质钝化材料可提升6种土壤的pH和CEC,土壤CEC随用量的增加而持续增加,而土壤pH在提升至微碱性水平后,不再随用量的增加而增加;(2)6种土壤有效Cd含量随钝化材料用量的增加先显著降低,后趋于平稳,用量＞2.5%后均无显著变化。该添加量下,有效Cd含量降幅为典型黄壤(63.32%)＞酸性紫色土(46.65%)＞漂洗黄壤(38.51%)＞中性紫色土(34.97%)＞石灰性紫色土(18.03%)＞灰潮土(16.60%);土壤中可交换态Cd主要向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态形态转化;(3)除石灰性紫色土外,钙质钝化材料可显著提升其余5种污染土壤中小白菜的生物量并显著降低其可食部位Cd含量。用量为2.5%时,典型黄壤、漂洗黄壤和酸性紫色土中小白菜Cd含量降幅高达84.28%,79.90%,69.87%,显著优于中性紫色土、灰潮土和石灰性紫色土(5%用量时降幅仅为40.27%,31.13%,17.98%)。该研究揭示钙质钝化材料对6种Cd污染旱作土壤的剂量-效应差异,并在典型黄壤、漂洗黄壤和酸性紫色土中钝化效率较优,为不同土壤条件下钙质钝化材料的合理使用提供科学依据。     

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。     

In-Situ Immobilization of Cadmium and Lead by Different Amendments in Two Contaminated Soils

Different soil amendments, including 1% zeolite, 1% bentonite,5% Penghu soil (PHS), 5% Penghu soil + 1% manganese oxide (PHS + MO), 1% MO, and 1.5% silicate slag (SS), were used to immobilize Cd and Pb in two contaminated soils evaluated by single and sequential extractions and by uptake of Chinese cabbage (Brassica Chinensis L.). Results indicated that the PHS and MO significantly (p < 0.05) reduced the 0.1 M HCl extractable Cd and Pb in the two contaminated soils. Allamendment treatments did not change the organic and residual amounts of Cd and Pb in soils A and B, but the PHS andPHS + MOtreatments significantly reduced the exchangeable amounts of Cdand Pb in the two soils as measured by sequential extraction. Thecombination of PHS and MO amendments was associated with ahigh pH value and negative soil surface charge showed the best immobilizing efficiency of Cd and Pb in this study. All soil amendments investigated did not increase the dry matter weight of the plant, and most of them decreased the uptake of Cd and Pb, especially for the PHS and MO. The PHS and MO treatments reduced the extractability of Cd and Pb in two soils and theiruptake by the plant, but only the Pb content in Chinese cabbagefrom the amended soils was less than the background levels of heavy metals in leaf vegetables of Taiwan.     

镉污染下不同类型水稻土氮素供应特征及其影响因素

污染条件下的土壤氮素供应影响了作物生产和植物生态修复。采用温室盆栽试验,研究了两种剂量镉污染下我国21种水稻土无机氮的供应特征和影响因素。结果表明：淹水10天后,不同水稻土土壤溶液无机态氮含量变幅为1.42 ~ 70.40 mg/L （(平均值为16.76 mg/L）),其中NH4+-N和NO3--N分别占62.5% 和33.7%;与施肥对照相比,镉污染降低了大多数水稻土土壤溶液无机态氮的含量,平均降幅为58.4%,主要是由土壤溶液NH4+-N含量下降所致;土壤溶液NO3--N含量受镉污染的影响程度则因土壤类型而异。基于典范对应分析的偏因子分析（(VPA）)表明镉污染对水稻土土壤溶液无机氮含量的影响最大,其次是土壤类型,施肥影响最小,三类因子单独作用的影响比例分别为40.38%、6.51% 和0.05%。镉污染下,pH、CEC和土壤质地显著影响水稻土无机氮供应,其中土壤pH是镉污染条件下影响NH4+-N含量变化的首要因子。     

Adsorption of Cadmium by Indian Soils

Adsorption behaviour of cadmium (Cd) in soils is an important process which exerts a major influence on its uptake by plant roots. Thirteen soils from various parts of India (tropical region), their pH ranging from 4.2 to 8.4, were subjected to Cd treatment at various concentrations (1 to 100 μg ml-1) and equilibrated at room temperature (25 ± 1 °C). The Cd adsorbed by each soil was calculated as the difference between the amount of Cd present in the solution initially and that remaining after equilibration. Results indicated that the adsorption capacity of the soils for Cd increased with an increase in the pH or alkalinity of the soils. The rate of adsorption was, however, found to decrease with increased pH. All the 13 soils used in this study followed linear and Freundlich adsorption isotherms with highly significant positive correlations (r). The neutral and alkaline soils also followed the Langmuir adsorption isotherm, the adsorption maxima being lowest for the neutral soil and highest for the alkaline soil. The adsorption data, in general, indicated that Cd was in a fixed form at higher pH levels. The results are generally similar to those of the temperate regions; however, Cd adsorption capacity of tropical vertisols was comparatively higher than those of temperate vertisols.