不同淋洗剂对铅污染土壤淋洗效果及其影响因素分析

【目的】探明不同淋洗剂对铅污染土壤的淋洗效果及其影响因素,为铅污染土壤恢复提供基础依据。【方法】以云南省兰坪铅锌矿区周边农田土壤为研究对象,选用振荡淋洗技术研究草酸、酒石酸、氯化铁、柠檬酸、柠檬酸+EDTA、盐酸、乙酸对铅污染土壤中铅的淋洗效果及其影响因素。【结果】1）不同淋洗剂对土壤Pb的淋洗效果均存在差异;2）随着淋洗剂浓度的增加,淋洗效果初期增长很快,后期逐渐趋于平缓;浓度为0~1.2 mol/L的淋洗效果为氯化铁>草酸>盐酸>酒石酸>柠檬酸>乙酸,其中氯化铁最大淋洗效率可达90%以上;3）在0～8 h内,淋洗时间越长淋洗效率越高,且盐酸>酒石酸>柠檬酸;4）EDTA与柠檬酸在复配比为3︰7、pH3时对重金属污染土壤Pb的去除率分别为63.23%和50.93%。【结论】氯化铁、草酸、盐酸对Pb的淋洗效果均较好,合理的淋洗温度可以提高土壤淋洗效率,复合淋洗剂比单一淋洗剂淋洗效果更好。     

不同有机酸对水稻吸收铅的影响

通过盆栽试验 ,研究不同包膜和非包膜有机酸 (乙二胺四乙酸 (EDTA)、柠檬酸、草酸 )对土壤中铅的活化和水稻吸收铅的影响 ,尤其是对水稻籽粒中铅含量的影响。结果表明 :EDTA能强烈活化土壤中的铅 ,经EDTA处理的土壤其有效态铅的含量比对照提高 6 1倍 (包膜 )和 2 3倍 (非包膜 ) ;柠檬酸对铅也有一定的活化作用 ,但效果不显著 ;草酸则抑制了土壤中铅的活化 ,有效态铅含量下降。EDTA处理促进了水稻对铅的吸收和在籽粒中的积累 ,籽粒中铅含量由对照的 0 96 4g·kg-1增加到 1 5 15g·kg-1;柠檬酸和草酸处理后水稻对铅的吸收和在籽粒中的积累均下降 ,柠檬酸处理的籽粒铅含量下降 6 6 % (包膜 )和 5 3% (非包膜 ) ;草酸处理的下降 72 % (包膜 )和 6 4 % (非包膜 )。与非包膜有机酸处理相比 ,包膜有机酸处理对铅的作用效果更为明显。     

外源柠檬酸对3种观赏植物修复铅污染土壤的影响

【目的】探讨外源柠檬酸添加对3种观赏植物修复铅污染土壤的作用。【方法】采用盆栽试验,研究外源柠檬酸的添加对鸢尾(Iris tectorum Maxim.)、萱草(Hemerocallis fulva)和美人蕉(Canna indica L.) 3种观赏植物修复铅污染土壤的影响。【结果】(1)与对照相比,添加柠檬酸显著降低了土壤的p H值。(2)柠檬酸的添加显著改善了3种观赏植物的生长状况,增加3种植物的株高、根长、生长量,增加其根冠比,其最高值分别为1.43、0.92和4.95。(3)通过对比3种观赏植物地上部分和地下部分铅含量可知,柠檬酸的添加显著促进了3种观赏植物的地上部分铅积累量,与未添加柠檬酸相比,添加柠檬酸的地上部分铅含量与未添加柠檬酸差值范围分别为0.15～1.38、0.23～2.25和0.05～0.35 mg·kg~(-1)。(4)从地上部铅积累量和转运系数来看,3种观赏在有柠檬酸添加时,可显著增加其转运能力,但萱草由于自身的生长特性,富集效应较鸢尾和美人蕉差。【结论】3种观赏植物均可作为土壤铅污染修复植物使用,添加柠檬酸可有效提高3种观赏植物对铅污染土壤的修复效率。     

有机酸和磷对两种污染土壤铅的释放作用研究

用土壤培养和化学浸提法研究了不同低分子量有机酸和磷对污染土壤中铅释放的影响。结果表明,随有机酸浓度增加,铅污染红壤、棕壤中可溶出铅量均增加。当供试有机酸浓度≥1mmol·L-1时,相同浓度有机酸溶出铅量为柠檬酸>乙酸>草酸;当有机酸浓度≤0.5mmol·L-1时,溶出铅量为草酸>柠檬酸>乙酸。将2g·kg-1磷及50mmol·kg-1有机酸与铅污染红壤以不同方式混合后,柠檬酸处理的溶出铅比率(在污染土壤中加入P、有机酸后溶出铅含量与单加有机酸溶出铅含量之比)为66%(先加有机酸再加磷)、58%(有机酸与磷同时加入)、70%(先加磷再加有机酸),草酸处理(方式同上)的溶出铅比率为90%、89%、94%,乙酸处理(方式同上)的为10%、8%、10%。铅污染棕壤上,以上处理的溶出铅比率分别为106.46%、104.43%、105.19%(柠檬酸);43%、48%、58%(草酸);38%、42%、55%(乙酸)。供试条件下,红壤最低溶出铅比率低于棕壤。     

EDTA辅助下油菜修复铅污染土壤的潜力

采用盆栽试验 ,研究了乙二胺四乙酸 (EDTA)辅助下芥菜型油菜 (溧阳苦菜 ,BrassicajunceaL .cv .Liyangkucai)修复铅污染土壤的潜力。结果表明 ,铅污染土壤中水溶性铅含量很低 (不足总量的 0 1% ) ,EDTA能显著增加土壤铅的水溶性 ,提高油菜地上部铅含量。不用或低浓度 (1 2 5mmol·kg-1)EDTA处理 ,植物提取铅的效率极低 ;高浓度 (17 5mmol·kg-1)EDTA处理 ,地上部铅含量高达 1 4 % ,但EDTA的生物毒性使植株很快死亡 ;相比之下 ,中等浓度 (7 5mmol·kg-1)EDTA处理 ,植株有最高的铅提取效率。分析指出 ,诱导的植物提取方法较适合于中、低污染土壤的修复     

不同螯合剂诱导下黑麦草对铅污染土壤的修复效果研究

[目的]探究3种土壤螯合剂作用下黑麦草对Pb²⁺的富集作用和转运效果。[方法]通过盆栽试验，研究乙二胺四乙酸(EDTA)、氯化铁(FeCl₃)和柠檬酸(CA)3种螯合剂对黑麦草修复不同浓度铅污染土壤的修复效果。[结果]黑麦草对Pb²⁺有良好的耐受性和富集作用，低浓度(≤500 mg/kg)Pb²⁺促进黑麦草生长，高浓度(≥1 000 mg/kg)Pb²⁺抑制黑麦草生长。EDTA作用下，黑麦草对不同浓度Pb²⁺污染土壤均有良好的富集作用；FeCl₃作用下，黑麦草对高浓度Pb²⁺污染土壤的耐受性和富集作用最好；CA作用下，黑麦草对低浓度Pb²⁺污染土壤的富集作用最好。[结论]施用EDTA和FeCl₃后，能显著促进Pb²⁺从黑麦草根部向茎叶部位转移，从而提高污染场地土壤修复效果。     

不同有机酸对2种污染土壤Cd和Zn的浸提效果

选用4种低分子天然有机酸(柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸)和人工合成的有机酸EDTA(乙二胺四乙酸)作为浸提剂,分别在5种浸提浓度(0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0mmol/L)下对采自广东省乐昌市的2种铅锌矿废水污染的土壤(分别为中性土壤和酸性土壤)进行浸提试验,比较不同有机酸对土壤重金属Cd和Zn的浸提效果。结果表明,4种天然有机酸浸提的Cd量和Zn量与浸提浓度均呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系。在较高浸提浓度(10.0mmol/L)下,对中性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸苹果酸草酸酒石酸;对酸性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸苹果酸草酸;对中性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸酒石酸草酸苹果酸;对酸性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸≈苹果酸草酸。土壤酸碱度对酒石酸浸提土壤Cd和Zn的影响较大,酸性条件有利于提高酒石酸对土壤Cd和Zn的浸提率。     

EDTA及低分子量有机酸对土壤Cd活性的影响研究

利用模拟Cd浓度为10 mg·kg-1的污染土壤研究了EDTA及柠檬酸、酒石酸、草酸3种低分子量有机酸对于棕壤、潮土、褐土中Cd的活性影响.结果显示,EDTA及3种低分子量有机酸对棕壤中Cd的活化能力依次为EDTA>柠檬酸>草酸>酒石酸, 活化效率最大可达91%、71%、48%和45%;对潮土和褐土中Cd的活化能力依次为EDTA>柠檬酸>酒石酸>草酸,活化效率最大可达87%、55%、2.5%、1.3%和90%、35%、3.9%、2.9%.EDTA及3种低分子量有机酸对Cd的总体活化趋势随浓度的增大而增大,最佳活化浓度出现在10～30 mmol·L-1之间,3种土壤中对棕壤Cd的活化效果明显好于潮土和褐土.     

施用络合剂对印度芥菜吸收土壤中铅的影响

[目的]为Pb污染土壤的植物修复提供理论依据。[方法]通过在土壤中施加EDTA、柠檬酸、草酸和苹果酸,研究施用络合剂对印度芥菜吸收土壤中Pb的影响。[结果]土壤中施加络合剂对印度芥菜的生物量没有明显影响。添加EDTA明显提高了印度芥菜地上部对Pb的吸收,地上部Pb含量达到349 mg/kg,而其他有机酸处理对印度芥菜地上部Pb含量的影响不大。施加EDTA明显提高了Pb向印度芥菜地上部的迁移能力,迁移系数为0.73;施加苹果酸和柠檬酸对Pb的迁移起到了一定的促进作用,但效果不如EDTA明显;施加草酸阻碍了Pb向印度芥菜地上部的迁移。[结论]土壤中施加络合剂可提高印度芥菜地上部对Pb的吸收,施用EDTA的效果较好。     

不同有机酸对石灰性土壤镉污染修复效应研究

【目的】 研究不同有机酸和滴灌技术结合对土壤镉污染的修复效应。【方法】采用盆栽试验,将有机酸溶液分时期滴入土壤中,测定玉米和小白菜土壤的不同形态镉含量。【结果】不同分子量有机酸对小白菜土壤镉修复效果为柠檬酸>酒石酸>草酸>黄腐酸,玉米为柠檬酸>草酸>黄腐酸>酒石酸。混合酸与单施有机酸中,对小白菜土壤镉修复效果为酒石酸>草酸+黄腐酸>酒石酸+黄腐酸>草酸>黄腐酸,玉米为草酸>黄腐酸>草酸+黄腐酸>酒石酸>酒石酸+黄腐酸。硝酸浸提有机肥对玉米和小白菜修复效果均较好。【结论】在小白菜土壤中,单施柠檬酸与单施酒石酸修复效果较好,玉米为单施柠檬酸和单施草酸修复效果较好;有机肥硝酸浸提液对两种作物修复效果均较好。     

有机酸施用对印度芥菜吸收Pb,Cd的影响

采用盆栽试验研究了EDTA、柠檬酸、草酸和苹果酸对土壤中Pb,Cd的活化和印度芥菜吸收Ph,cd的影响．结果表明,向土壤中施加EDTA不但促进了对Ph的活化而且显著提高了印度芥菜对Ph的吸收,芥菜地上部分的Ph含量是对照的7倍：而柠檬酸、草酸和苹果酸则抑制了Ph的活化,但对印度芥菜地上部分的Ph含量影响不大．有机酸对Cd的影响相对较弱,除草酸显著降低了交换态Cd的含量外,其他有机酸对Cd的活化和印度芥菜吸收Cd的影响与对照均没有明显差异．     

可溶性有机物和pH值对铅的毒性和生物可利用性的影响

采用芥菜发芽试验研究了柠檬酸(CA)、苹果酸(MA)、草酸(OA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DPTA)、腐植酸(HA)和土壤提取液(A)对Pb2 的毒性和生物可利用性的影响。结果表明,低分子量有机酸柠檬酸和苹果酸降低了Pb2 的毒性,但增加了Pb2 的生物可利用性,低浓度乙二胺四乙酸(EDTA)、草酸(OA)和二乙烯三胺五乙酸(DTPA)均降低了Pb2 的毒性和生物可利用性;相反,腐植酸增加了Pb2 的毒性,降低了生物可利用性。pH<5时,上述低分子量有机酸增加了Pb2 的毒性和生物可利用性;pH>5时,则降低了Pb2 的毒性和生物可利用性。土壤中Pb2 的生物可利用性和毒性效应取决于土壤溶液中共存有机物质的性质和溶液的pH值。     

草酸和柠檬酸提高长白落叶松对Pb胁迫的适应性

通过外源添加不同浓度草酸或柠檬酸溶液,系统研究了不同处理时间下,草酸和柠檬酸对土壤Pb胁迫下长白落叶松幼苗多种生理生化特性、元素吸收及生长的影响,特别是叶绿素荧光参数、根系形态特征及养分元素吸收状况。结果表明,Pb胁迫对长白落叶松产生毒害,叶片细胞膜透性和F₀提高,叶片可溶性蛋白含量、叶绿素荧光参数(F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F₀比率)、根系表面积、长度、体积和比根长均下降。细根和叶片K、Ca、Fe、Pb含量及细根Mg含量显著增加,但叶片Mg含量降低,根、茎和叶干质量也显著降低。时间越长Pb对苗木的毒害越重。外源草酸和柠檬酸处理使上述生理生化特性和根系形态指标均向相反方向变化,并显著提高根、茎和叶等各部分干质量,提高了苗木对Pb胁迫的抵抗力和适应性。有机酸对上述指标的影响一般在20或30 d,5.0或10.0 mmol/L效果最佳,且柠檬酸效果强于草酸。草酸和柠檬酸降低苗木细根和叶片Mg、K、Ca含量, 但增加Fe含量。较低浓度有机酸处理时,苗木细根和叶片Pb含量降低,此时苗木对Pb胁迫的解毒机制主要体现在外部排斥机制,而较高浓度时(5.0~10.0 mmol/L)Pb含量却升高,此时内部耐受机制发挥的作用更大,但也不排除2种机制同时起作用的可能性。研究能为有机酸应用于植物修复土壤Pb胁迫提供理论指导,也能为东北林区Pb胁迫土壤的有效利用开辟新思路。      

3种萃取剂对土壤重金属的去除及其对重金属有效性的影响

通过重金属污染土壤的浸泡试验,比较了HCl、柠檬酸、EDTA3种萃取剂对污染土壤中3种重金属Pb、Cd、Zn的去除能力,并研究了这3种萃取剂的萃取对土壤重金属有效性的影响。结果表明,随着浓度的提高,3种萃取剂对Pb、Cd、Zn的去除作用增强。EDTA去除3种重金属的能力远远大于其他2种萃取剂。HCl和柠檬酸对3种重金属去除率的顺序均为Cd>Zn>Pb,EDTA溶液对3种重金属去除率的顺序为Pb>Cd>Zn。HCl和柠檬酸萃取提高了土壤Pb的有效性,降低了Cd、Zn的有效性。EDTA萃取降低了土壤Pb、Cd、Zn的有效性,并且这3种重金属的有效性低于HCl和柠檬酸的处理。可见,EDTA作为治理重金属污染土壤的萃取剂比HCl和柠檬酸更合适,HCl和柠檬酸虽然也能明显地去除土壤中的重金属,但它提高土壤Pb的有效性的效应值得注意。     

3种螯合剂对铅胁迫下香樟幼苗生长及铅富集的影响

为了研究在添加不同螯合剂的情况下,植物对土壤Pb(铅)胁迫的生理生长反应及对Pb的富集转运情况,揭示其变化机制,筛选出较好的螯合剂及适宜的质量摩尔浓度,选择香樟幼苗为试验对象,在Pb质量分数为1045 mg·kg^-1土壤中分别添加柠檬酸、苹果酸和乙二胺四乙酸(EDTA)3种螯合剂,每种螯合剂分别设置了0、2、4、6、8 mmol·kg^-15个质量摩尔浓度,测量香樟幼苗的生长指标、生理指标以及Pb富集转运等指标并进行统计分析。结果表明:3种螯合剂对香樟幼苗生长生理及Pb的富集转运均有显著影响,随着3种螯合剂质量摩尔浓度的增加,Pb胁迫加重;同一质量摩尔浓度下,多数指标,经EDTA处理的分别与经柠檬酸和苹果酸处理的结果有显著差异,柠檬酸和苹果酸处理二者之间差异不显著;EDTA质量摩尔浓度不大于2 mmol·kg^-1,柠檬酸、苹果酸质量摩尔浓度不大于4 mmol·kg^-1,香樟生长状况及Pb吸收综合效果最好。综合分析得出:柠檬酸、苹果酸、EDTA都具有促进植物吸收土壤Pb的作用,3种螯合剂均能提高香樟幼苗的富集系数和转移系数;当土壤Pb质量分数为1045 mg·kg^-1、EDTA质量摩尔浓度为2 mmol·kg^-1、柠檬酸和苹果酸质量摩尔浓度为4 mmol·kg^-1时,香樟幼苗吸收土壤Pb的效果最佳。在达到同等效率的前提下,建议优先选用柠檬酸或苹果酸为宜。     

柠檬酸强化低浓度EDTA对成都平原农田土壤铅和镉的淋洗效率

为了寻找绿色高效的土壤重金属修复技术,研究了柠檬酸与低浓度EDTA不同组合方式对成都平原两类污染农田土壤中Pb和Cd的淋洗率,并测定了淋洗前后土壤中有机质和基础养分含量。结果表明,EDTA单独淋洗时对水稻土Pb、Cd的最高淋洗率为44.94%和88.32%,对紫色土Pb、Cd的最高淋洗率为48.48%和71.85%。柠檬酸单独淋洗时对水稻土Pb、Cd的最高淋洗率为24.71%和69.38%,对紫色土Pb、Cd的最高淋洗率为33.54%和59.77%。柠檬酸与低浓度EDTA复合淋洗效果均优于单独淋洗,其中先EDTA再柠檬酸淋洗组合效果最好。相较于EDTA单独淋洗,该组合方式将水稻土中Pb、Cd的淋洗率分别提高了6.07%和9.67%,将紫色土中Pb、Cd的淋洗率均提高了10.33%和14.73%。同时,复合淋洗还能减少10%以上的土壤有机质与基础养分的流失。综合淋洗效率和土壤有机质及养分的变化,先用EDTA淋洗再用柠檬酸淋洗是最佳淋洗组合。     

EDTA调控下香根草对重金属铅胁迫的抗氧化酶特性

[目的]探讨外源化学物质EDTA对香根草在重金属Pb胁迫下的生理效应。[方法]采用溶液培养法,选取长势一致的香根草幼苗,用1/4 Hoagland营养液预培养1个月后进行Pb胁迫处理。Pb以Pb(NO)3盐溶液的形式加入,共设4个处理浓度:0、2、4、6mmol/L,EDTA设2个处理浓度:0.5、1 mmol/L,研究了EDTA调控下不同Pb2+浓度胁迫对香根草生理生化的影响。[结果]在单一Pb胁迫下,当Pb2+浓度<2 mmol/L时,香根草的SOD、POD、CAT活性较对照组高;当Pb2+浓度>2 mmol/L时,上述指标下降;随着Pb2+浓度的增加,SOD、POD、CAT的活性呈现先高后低的效应关系,叶片相对膜透性和丙二醛(MDA)含量明显升高。EDTA的加入能使Pb引起的植物细胞膜透性、膜脂过氧化水平得以恢复,还能使SOD、CAT活性有所升高。[结论]EDTA外源化学物质一定程度上缓解了Pb对香根草的毒害效应。     

外源柠檬酸对石灰性黄壤养分活化及刺梨实生苗养分吸收与生长的影响

【目的】解析外源柠檬酸活化石灰性黄壤养分的作用,探究外源柠檬酸促进石灰性黄壤上的刺梨实生苗对养分吸收及生长的影响,为贵州喀斯特石灰性黄壤地区刺梨栽培的养分调控提供科学依据。【方法】以石灰性黄壤和‘贵农5号’刺梨实生苗为材料,采用盆栽法,设置每kg石灰性黄壤（干土）施入柠檬酸40、80和120 mg 3个处理,探究外源柠檬酸的不同施用量对石灰性黄壤养分的活化和促进刺梨实生苗养分吸收及生长的作用。【结果】外源柠檬酸施入石灰性黄壤后,土壤pH明显降低,有效氮、磷、钾、钙、铁、锌、硼的含量明显增加,其中80 mg·kg^-1柠檬酸处理的有效磷、钾、钙和硼含量增加得最多。120 mg·kg^-1柠檬酸处理的土壤有效氮、铁、锌含量提高的百分率最大,而有效锰、铜的含量明显降低,对土壤交换性镁的含量无明显作用。土壤中的细菌总数和解磷菌及解钾菌的数量随柠檬酸施用量的增大而增多,真菌和放线菌数量随之减少,其中,以80 mg·kg^-1柠檬酸处理的解磷菌和解钾菌的数量为最多。刺梨实生苗的石灰性黄壤培养土施入外源柠檬酸后,明显增强了多种土壤酶的活性,随柠檬酸施入量的增加,土壤的脲酶、硝酸还原酶和铁还原酶的活性随之增强,淀粉酶活性随之降低,80 mg·kg^-1柠檬酸处理的土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和蔗糖酶的活性最高。外源柠檬酸施入石灰性黄壤后,土壤中柠檬酸、酒石酸、苹果酸和乙酸的含量明显增加,其中80 mg·kg^-1柠檬酸处理的酒石酸、苹果酸含量和有机酸总量最高,3个处理的草酸含量都明显低于对照。外源柠檬酸施入石灰性黄壤后,刺梨实生苗对N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、B元素的吸收量明显增加,其中,80 mg·kg^-1柠檬酸处理的刺梨实生苗对上述元素的吸收量最大。刺梨实生苗对Cu的吸收量随柠檬酸施入量的增加无明显改变。外源柠檬酸的施入明显降低了刺梨实生苗根系中柠檬酸和草酸的含量,增加了根系中苹果酸、酒石酸、乙酸和琥珀酸的含量,根系活力和硝酸还原酶、碱性磷酸酶、分泌性碱性磷酸酶、铁还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性明显增强,与对照的差异均达到显著水平（P,其中80 mg＜0.05）·kg^-1处理的根系活力、碱性磷酸酶、谷氨酰胺合成酶和根系分泌性碱性磷酸酶的活性最强,硝酸还原酶和铁还原酶的活性随柠檬酸施入量的增加而增强。在施入柠檬酸的石灰性黄壤上,刺梨实生苗的生长、根系发育和根系形态明显改善,其中,80 mg·kg^-1柠檬酸处理的植株生物量、高度、基径、根冠比值、根系总表面积、总体积、总根尖数都最大,3个处理的上述指标均明显大于对照,其差异达到显著水平（P＜0.05）。【结论】外源柠檬酸施入pH＞8的石灰性黄壤后,具有改善土壤生态环境和活化土壤养分的作用,增强多种土壤酶活性,增加土壤中酒石酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸的含量,增加细菌总数、解磷菌及解钾菌的数量,促进刺梨实生苗生长。