重金属元素在玉米植株中分布研究

采用ICP等离子体法对黎塘岩溶区铁锰结核胁迫下的土壤和玉米不同器官进行了重金属含量分析,并对玉米不同器官富集系数以及与土壤重金属元素的相关性进行了分析。结果表明：（1）重金属元素As、Cd、Cr已对土壤构成了污染;（2）玉米各器官中As、Cd和Cr含量相对较低,Cu、Pb、Zn和Mn含量相对较高;不同器官对重金属的富集总量以叶最高,茎和种子相对较少;玉米根中Cd、Cr含量最高,茎中Pb含量最高,叶中As、Cu、Zn、Mn含量最高,而玉米茎中Zn、Mn含量最低,玉米种子中As、Cd、Cr、Cu、Pb含量最低;玉米植株对重金属元素的平均富集系数普遍较低,其值均低于1.000。（4）玉米根中Mn、Cr与土壤中Mn、Cr达到了显著正相关,茎中Mn与土壤中Mn达到了显著正相关,而玉米茎中Cd、Pb与土壤中Cd、Pb达到了显著负相关,叶中Pb与土壤中Pb达到了显著负相关,玉米种子中重金属元素与土壤中对应的重金属元素均没有达到显著相关,且相关性较低;重金属含量的分析可为当地农业种植提供方向,种植玉米是当地优先选择。     

长期污水灌溉条件下土壤重金属形态及生物活性的研究

摘 要: 通过野外调查和实验分析,对孝义市污灌区土壤中Ni、Cr、Pb、Cu、Zn、Cd 6种重金属的含量、形态分布和生物活性进行了研究。结果表明,孝义市污灌区土壤中重金属都未超过国家二级标准,但Ni、Cr、Pb比当地背景值都有所增加。土壤中重金属各形态的分布存在很大差异。Ni、Cr、Zn主要以残渣态的形式存在。Pb主要以残渣态和铁猛氧化态存在。Cu主要以残渣态和有机结合态的形式存在。Cd在残留态中比例最小,碳酸盐结合态和交换态含量比例很高。与对照相比,污灌降低了重金属残留态所占比例,改变了土壤中重金属存在形态,提高了重金属的生物有效性和迁移能力。污灌区土壤中重金属活性系数的大小顺序为：Cd＞Pb＞ Cu ＞Cr ＞Zn ＞Ni;迁移系数的大小顺序是：Pb ＞Cd＞ Cu ＞Cr ＞Zn＞Ni,土壤中Cd 、Pb的生物活性最高, 生态污染风险最大,应引起足够重视。     

矿区周围农田土壤重金属铜锌铅污染及生物效应分析

为了解矿区周围土壤中主要重金属的污染状况和生物效应,通过野外调查和室内分析,对河南省某开采矿区周围农田土壤中重金属Cu、Zn、Pb进行了化学形态测定及其生物效应分析。结果表明,该矿区农田土壤重金属Zn的总量大于Cu和Pb。根据土壤环境质量三级标准(GB15618—1995),矿区开采活动并未造成这3种元素的明显污染。基于Tessier(1979)提出的5种化学形态：可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CAB)、铁锰氧化物结合态(FMO)、有机物结合态(OM)和残渣态(RES),土壤中各元素均以残渣态为主。依据可交换态和碳酸盐结合态二者所占总量的比例,Cu、Zn、Pb的生物可利用系数平均值分别为0.09、0.05和0.16,显示各元素生物可利用性的顺序是Pb>Cu>Zn;由可交换态所占总量的比例,得到Cu、Zn的迁移系数平均值分别为0.026和0.020,而Pb则高达0.083,表明各元素的迁移能力是Pb>Cu>Zn。并据此判断Pb的生物效应最大。     

钝化材料组合对酸性土壤镉铅砷和中微量元素有效性的影响

采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石(S)、铁锰矿粉(F)和生物炭(B)及其组合对酸性土壤镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。     

生物炭对设施栽培土壤重金属Cd形态变化的影响

设施土壤重金属Cd污染问题备受关注,为阐明生物炭对设施栽培土壤重金属Cd污染的修复效果,试验设置B0(0 t/公顷)、B10(10t/公顷)和B20(20t/公顷)3个生物炭水平,研究生物炭增施对土壤Cd形态、含量以及生物有效性的影响。结果表明：生物炭施用显著增加设施土壤pH值和有机质含量,改变了土壤Cd的形态分布,氧化态、有机态和残渣态含量增加,交换态Cd含量降低。随着生物炭施用量的增加,土壤固定Cd的速率会增加。与对照相比,B10降低土壤交换态Cd 45-62％,而B20可降低66-89％。另外,试验还表明,生物炭对Cd污染较轻的设施大棚土壤有效态Cd的固定效果要好于Cd污染严重的设施大棚。因此,生物炭可以通过改变设施土壤Cd形态,降低土壤重金属有效性,但对受Cd污染严重的设施土壤的修复效果不好。     

鲁西粮食主产区耕地土壤重金属元素富集与空间分布研究

结合GPS采用网格法,对山东省聊城市耕地进行了136个样点11种重金属元素的测定。对各样点进行了重金属元素的富集指数计算,并利用GIS中的空间插值法将重金属元素富集程度进行空间分布研究。结果表明：聊城市土壤重金属元素富集程度从大到小依次为：Cu＞Hg＞V＞Zn＞Ni＞Cr＞Co＞As＞Mn＞Pb＞Cd。As、Co、Hg、Cu、Ni、Mn的最大富集值及Cd、Zn、V的最小富集值都出现在东阿县。不同重金属元素在各县市的富集程度存在着一定的差异。     

施用污泥对土壤中重金属含量的影响

随着城市污水处理厂数量的迅速增加,污泥的处置及其环境影响受到越来越多的关注。污泥土地利用因具有处理费用低廉及高效性的特点,已成为重要的污泥处理方式。然而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施污后的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。与对照相比,在直接施用污泥的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的含量显著增加。但即使是在施污60t hm-2的土壤中,Cu、Pb、Zn的含量亦远低于我国土壤环境质量标准。在施污的水稻田土壤中4种重金属元素的形态分布规律为：残渣态＞可氧化态＞可还原态＞可交换态和弱酸溶解态。这些重金属元素在水稻田土壤中相对稳定性顺序为Zn＞Cu＞Cd=Pb。     

土壤调理粉剂处理下茶园土壤重金属污染特征及潜在风险评价

本文以贵州安顺不同土壤调理粉剂处理下“瀑布毛峰”茶园土壤为供试样品,通过样品测试与理化分析,对CK处理(0 kg/hm²)、A处理(600 kg/hm²)、B处理(750 kg/hm²)和C处理(900 kg/hm²)下茶园土壤重金属含量特征及污染水平进行探讨。结果表明：不同土壤调理粉剂处理下,研究区域土壤重金属Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、As和Cd的变异程度各异,且土壤中这8种重金属含量也各不相同,其中pH、Cr、Pb和Ni含量在C处理中最高,As、Hg和Cd含量在A处理中最高,Cu和Zn含量在B处理中最高;对各重金属元素进行相关性分析可知,Ni与Pb之间存在极显著相关性,表明两者之间的同源性极高,其余元素之间相关性特征不明显;由综合污染指数（P_综）得出A处理为轻度污染,CK处理、B处理和C处理均为中度污染,不同处理土壤中Cr均在国家Ⅱ级标准(GB15618—2008)规定范围内,样点达标率为100%,在所选定的污染评价因子中,Cu的贡献率最高,为土壤主要影响因子,其次是Cd和Ni;研究区土壤重金属单项潜在生态风险指数($E_{r}^{i}$)中Hg属于强生态风险,其余7种重金属处于轻微潜在生态风险等级;综合潜在生态风险指数(RI)平均值为196.79,总体处于中等潜在生态风险水平,Hg对RI的贡献率最大,是最主要的生态风险元素。     

鲁西粮食主产区耕地土壤重金属元素富集与空间分布研究——以聊城市为例

结合GPS采用网格法,对山东省聊城市耕地进行了136个样点11种重金属元素的测定.对各样点进行了重金属元素的富集指数计算,并利用GIS中的空间插值法将重金属元素富集程度进行空间分布研究.结果表明:聊城市土壤重金属元素富集程度从大到小依次为:Cu>Hg>V>Zn>Ni>Cr>Co>As>Mn>Pb>Cd.As、Co、Hg、Cu、Ni、Mn的最大富集值及Cd、Zn、V的最小富集值都出现在东阿县.不同重金属元素在各县市的富集程度存在着一定的差异.     

桑树修复农田镉和铅的土壤微环境特征分析

在江西某矿区周边重金属污染农田上栽植桑树,栽植三年后,分析桑园土壤中重金属含量、重金属各形态含量分布、土壤微生物分布、土壤酶活。分析结果表明,栽植桑树3年后,农田土壤Cd和Pb的修复指数达到96.87%和81.93%,含量分别为12.31mg/kg和595.44mg/kg。且重金属Cd和Pb均主要是富集在桑树根部。桑树不同部位中的Cd和Pb含量分布都表现为夏季含量最高,其次为春季,随后为秋季,最低为冬季。土壤中的Cd和Pb均存在金属可交换态、碳酸盐结合态、金属残渣态、Fe-Mn氧化物结合态、有机质结合态,分别以可交换态Cd和残渣态Pb作为主要形态分布。同时土壤中Pb和Cd各化学形态含量与土壤中微生物群落分布、土壤理化特征以及酶活性具有显著相关性。研究结果表明桑树修复矿区重金属过程中土壤微环境同步变化和改善,桑树栽植三年后,该矿区土壤环境质量达到三级标准。     

镉胁迫下不同品种烟草镉化学形态分布研究

为研究镉胁迫下不同品种烟草积累和忍耐镉的差异及机制问题,以烟草品种‘RG17’、‘贵烟11号’、‘Xanthi’为试验材料,采用土培试验方法对不同品种烟草镉化学形态分布特征进行了研究。结果表明,烟草根、茎、叶镉的各形态含量随土壤镉浓度的增加而增加,根部FHAC分配比率最高,占绝对优势,茎FHAC降低,FNaCl增加,而叶片FNaCl分配比率最高,占绝对优势,且随着镉浓度的加大,根、茎、叶镉的各形态分配比率有接近的趋势。同样各形态分配比率因品种而异,根部‘Xanthi’FHAC分配比率最高,而FW、FNaCl分配比率低;叶内FNaCl分配比率‘Xanthi’高于其他品种,而FW分配比率低,随着镉浓度的增加,这种趋势更加明显。推断高积累型烟草根内镉形成难溶于水的磷酸盐有利于其对镉的积累,而与蛋白质络合,从细胞质转移到液泡可能是烟草耐性品种忍耐镉的主要机制之一。     

粤北矿区污染农田土壤中重金属分布特征及相关性研究

为了了解调查区域的土壤污染现状和为粤北矿区土壤修复提供科学依据,采用网格法进行布点采样,采集了144个表层土壤样,通过单因子污染指数法、综合污染指数法以及相关性等对测试数据进行分析。结果表明,重金属Cd、Zn、Ni、Pb超标率分别达100%、96.53%、6.25%、3.00%;土壤重金属Cd、Zn单项污染指数分别为3.59、1.90,表明地块已受到这2种重金属的复合污染,其中Cd污染最严重,Pb、Ni、Cu的Pi均小于0.7,属于安全范围。其中,土壤中Pb(0.9851)、Zn(0.9197)、Cd(0.8994)有效态含量与全量的相关性均达到极强相关水平,表明其在土壤中极易发生迁移,潜在的生态污染风险较大;Cu、Ni有效态含量与全量的相关性也达强相关水平,在土壤中的迁移能力也不可忽视。     

松嫩高平原黑土区耕地土壤生态环境质量特征及空间分布规律

准确掌握黑土区典型区域耕地土壤生态环境质量特征及其空间分布规律对促进农业的可持续发展具有重要的参考价值。以松嫩高平原黑土区的典型区域——黑龙江省巴彦县为研究区,运用通用流失方程(USLE)、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法及多因素综合评价模型,从土壤侵蚀和土壤重金属污染两方面评价研究区2009年耕地土壤生态环境质量,分析其特征及空间分布规律。结果表明：研究区耕地土壤生态环境质量总体特征为一等地所占比重最高,依次向二、三、四、五等地递减,质量较差的耕地土壤主要受重金属污染的影响;耕地土壤生态环境质量等级的高低主要与土壤类型、坡度坡长及Cd、Hg两种重金属元素污染存在密切的关系,呈现出明显的地域分布规律;18个乡镇耕地土壤生态环境质量等级差别较大,万发镇、富江乡和德祥乡的耕地土壤生态环境质量最好,巴彦镇和兴隆镇的部分耕地因受到Hg元素的污染,红光乡的部分耕地因受到Cd元素的污染,导致其耕地土壤生态环境质量较差。     

株洲霞湾港典型植物重金属分布状况研究

为了给重金属污染区域的植物恢复提供参考依据,采集了株洲市霞湾港14种典型植物及其土壤,研究了植物中重金属的分布、污染、迁移和积累规律,发现不同典型植物在重金属污染区域的生存特点,并采用潜在生态风险指数法,评价土壤重金属污染状况,根据富集系数和转移系数研究了植物中重金属的分布和转移规律。结果表明,多数土壤重金属元素含量都明显偏高,潜在生态危害依次为Eir(Cd)>Eir(Pb)>Eir(Cu)>Eir(Zn),其中以Cd污染最严重。植物根茎叶中的重金属含量因重金属元素的不同而不同,在根茎叶3个部位中,均是Zn的含量最高,其次是Pb。商陆、苦楝和葛藤对Cu、Cd、Pb、Zn的富集能力很强,可以作为治理此4种重金属污染土壤的富集植物;牛皮消和藜对Cu、Pb、Zn的治理能有一定效果;马兜铃和臭牡丹则能够作为Cd、Pb、Zn重金属污染生态治理的参考植物。     

河道污染沉积物中Pb,Cd-有机物的植物修复作用

为治理城市排污河道沉积物中Pb、Cd-有机物复合污染,在对沉积物底泥合理疏浚的基础上,利用栽培试验研究了黑麦草对受污染河道底泥中复合污染的修复情况。试验结果表明,底泥中的重金属Pb,Cd都超过了世界土壤背景值,原泥中Pb主要以结合态形式存在,其中碳酸盐结合态最低,为15.70 mg/kg,铁锰结合态最多,为53.89 mg/kg,有机结合态居中,为37.02 mg/kg,其余均以残渣态形式存在,Pb总量高达296.64 mg/kg;而Cd总量为5.82 mg/kg,其余形态含量均未检测出。种植黑麦草后,植物地下部分Pb含量高达254.69 mg/kg,是地上部分的2.9倍;黑麦草地下部分的Cd含量为2.39 mg/kg,是地上部分的1.9倍。黑麦草改善了受污染底泥的颗粒特性,对修复重金属Pb,Cd-有机物污染效果良好。     

施用污泥堆肥对土壤和小麦重金属累积的影响

以小麦为供试作物,以施用化学肥料为对照,通过施用不同量的污泥堆肥和化肥配合,研究了污泥堆肥对土壤和小麦重金属累积的影响。结果表明:土壤中Zn、Cu、Cd、As、Hg等5种重金属含量随污泥堆肥用量的增加而增加;植株中Zn、As、Cr含量随污泥堆肥用量的增加而增加。各处理土壤中8种重金属Hg、Cd、Pb、As、Zn、Cu、Cr、Ni含量均未超出"GB15618—1995(《土壤环境质量标准》)"的二级标准。小麦籽粒中Hg、Cd、Pb含量未超出国家食品卫生标准的标准值,污泥用量18000kg/hm2时As含量超出标准值0.02mg/kg;微量元素Zn、Cu在秸秆中的含量小于籽粒中的含量,而其他重金属在秸秆中的含量是籽粒的2~40倍。由此推断,适量污泥堆肥农用短期内不会引起土壤重金属污染,也不会影响可食部分的食用,重复使用多年后应及时监测。     

丹江口水库消落带不同作物类型的土壤总氮分析

[目的]通过采集丹江口水库周边消落带上不同作物类型的表层土壤,测定消落区0-10cm（A）、10-20cm（B）的不同作物类型土壤的总氮含量,分析丹江口水库消落带上不同深度土壤氮含量的分布特征。[方法]利用硫酸、靛酚蓝等分光光度法测出土壤样品的含氮量。[结果]结果表明：在消落带上,随着土壤深度的增加,不同作物类型土壤的总氮含量是降低的,说明了总氮含量随着土壤深度的增加而降低。[结论]在不同的作物类型中含氮量的区别,在A层南瓜地总氮含量最大,茄子地和大豆地次之,棉花地含量最低;在B层,同样,南瓜地总氮含量最大,绿豆地和玉米地次之,高粱地含量最低。土壤总氮的局部地域分布,在A层,含量最高的是郧县,丹江口市次之,淅川县最低,在B层,含量最高的是丹江口市,淅川县次之,郧县最低。     

轮耕对双季稻田耕层土壤养分库容及Cd含量的影响

研究长期不同耕作措施下双季稻田土壤结构、养分及重金属含量的变化规律,对构建稻田合理耕层、提升耕地质量、促进粮食可持续丰产具有重要意义。2005-2014年在湖南醴陵双季稻田设置长期免耕(NT-NT)、长期旋耕(RT-RT)、长期翻耕(CT-CT)、翻免轮耕(CT-NT)和旋免轮耕(RT-NT) 5种耕作方式定位试验,测定并分析不同耕作方式对耕层深度、土壤容重、土壤C、N、P、K养分含量、养分库容量及重金属Cd含量等的影响。结果表明,NT-NT由于长期没有动土,土壤容重较高,而RT-RT、CT-CT、CT-NT和RT-NT均使土壤容重值降到了较理想区间。CT-NT和RT-NT 0~5 cm耕层土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和Cd含量均显著低于NT-NT,而高于RT-RT、CT-CT,说明NT-NT在促进土壤养分向表层聚集的同时,也促进了土壤镉向表层聚集,且随着耕作频率的增加土壤表层养分及土壤镉均呈下降趋势。CT-NT和RT-NT 5~10 cm耕层土壤各养分含量均显著高于NT-NT,而10~20 cm耕层土壤各养分含量均低于RT-RT、CT-CT,说明轮耕促进了土壤养分积累并主要向土壤中层聚集。耕层厚度、有效养分总库容量及土壤Cd含量均表现为RT-RT、CT-CT>CT-NT、RT-NT>NT-NT,说明随着耕作频率减少土壤耕层逐渐变浅,有效养分总库容量逐渐变小,土壤总镉、有效镉含量也逐渐降低。本研究表明,长期免耕和长期翻(旋)耕均存在一定弊端,长期免耕虽然降低了土壤镉含量,但同时也降低了土壤养分库容,长期翻(旋)耕虽然增加了土壤养分库容,但同时也增加了土壤镉含量,而合理土壤轮耕既可改善土壤结构,促进土壤养分积累、增加土壤养分库容,又能适当降低土壤镉含量,改善土壤环境。