富里酸促进印度芥菜-棉花轮作对汞污染农田土壤修复的研究

[目的]提高汞污染农田土壤的修复效率.[方法]在汞污染农田土壤中投加富里酸(投加量为0、0.075、0.150、0.225 kg/m2),并在试验结束后分析植物生物量和组织内汞含量及土壤总汞、有效汞含量,研究富里酸促进印度芥菜-棉花轮作对土壤汞的修复效果.[结果]投加富里酸可促进印度芥菜、棉花植株生长,但差异不显著,投加富里酸能提高印度芥菜、棉花中总汞的含量,促进印度芥菜、棉花根部汞向地上部分转运以及土壤总汞和有效汞的降低.每个种植季都投加富里酸,且富里酸投加量为0.075 kg/m2促进效果最好,修复后,土壤总汞含量由(0.56±0.05)mg/kg降低至(0.32±0.04)mg/kg,土壤有效汞含量由(2.13±0.04)μg/kg降低至(0.48±0.05)μg/kg.[结论]投加富里酸可作为促进印度芥菜-棉花轮作修复汞污染农田土壤的潜在修复技术.     

螯合剂促进印度芥菜修复低汞污染农田土壤

为了提高低汞污染农田土壤的修复效率,在低汞污染农田土壤中分别投加螯合剂硫代硫酸钠、富里酸(投加量均为0.075、0.15、0.225kg/m~2),研究印度芥菜对汞的富集情况,并分析植物生物量和组织内汞含量及土壤总汞、有效汞含量。结果表明,硫代硫酸钠(0.075～0.225kg/m~2)并未抑制印度芥菜生长,且能提高植物中总汞的含量,促进植物根部汞向地上部分转运,促进土壤总汞及有效汞含量的降低;投加富里酸能促进印度芥菜生长,提高植物中总汞的含量,促进土壤总汞及有效汞含量的降低,投加量为0.075～0.15kg/m~2时,促进植物根部汞向地上部分转运。硫代硫酸钠、富里酸投加量均为0.15kg/m~2,修复后,土壤总汞含量均由0.45mg/kg降低到0.35mg/kg,土壤有效汞含量由1.45μg/kg分别降低到0.57、0.63μg/kg。投加螯合剂硫代硫酸钠或富里酸,可作为促进印度芥菜修复低汞污染农田土壤的潜在修复技术。     

富里酸促进苎麻对汞污染农田土壤修复的研究

为了提高汞污染农田土壤的修复效率,在汞污染农田土壤中投加富里酸(投加量为0、0.075、0.150、0.225 kg/m2),并在试验结束后分析植物生物量和组织内汞含量及土壤中总汞、有效汞含量,研究富里酸促进苎麻对土壤汞的修复效果.结果表明,投加富里酸可促进苎麻地上部分生长,但差异不显著,投加富里酸能提高苎麻中总汞的含量,促进苎麻根部汞向地上部分转运以及土壤中总汞和有效汞的降低.富里酸投加量为0.075 kg/m2时促进效果最好,修复后,土壤中总汞含量由(0.56±0.05)mg/kg降低至(0.38±0.03)mg/kg,土壤中有效汞含量由(2.13±0.04)μg/kg降低至(0.97±0.07)μg/kg.投加富里酸可作为促进苎麻修复汞污染农田土壤的潜在修复技术.     

施用凹凸棒石对Cd污染农田土壤养分的影响

为研究凹凸棒石黏土矿物对Cd污染农田土壤的影响,以及对植物吸收Cd的阻控作用,通过大田试验,以凹凸棒石作为化学修复剂,以Cd污染土壤为研究对象,研究了凹凸棒石修复Cd污染土壤的效果以及对作物吸收Cd的影响。结果表明:适量添加凹凸棒石对土壤速效养分无显著影响,但过量施用时(1.25 kg·m~(-2)),导致土壤碱解氮、有效磷含量分别降低6.76 mg·kg~(-1)和7.34mg·kg~(-1);添加凹凸棒石会显著提高土壤pH和CEC含量,凹凸棒石添加1.25 kg·m~(-2)时,土壤pH最高可增加0.51个单位、CEC升高6.29 cmol·kg~(-1);添加凹凸棒石会显著降低土壤有效态Cd含量,随其添加量的增加有效态Cd含量最高可降低27.66%(添加量1.25kg·m~(-2));添加凹凸棒石能显著降低作物籽粒中Cd含量,添加量为1.25 kg·m-2时,油菜籽粒中Cd含量可降低35.19%,小麦籽粒中Cd含量可降低37.29%。由于凹凸棒石的过量施用会导致土壤肥力下降,因此,在耕种农田上利用凹凸棒石进行Cd污染的化学修复,一定要控制施用量和施用频次,在修复的同时尽量不要使土壤肥力水平降低。     

生物质炭对汞污染土壤吸附钝化的影响

研究生物质炭对黑土土壤Hg污染的吸附、钝化作用。以受汞污染土壤为研究对象,以生物质炭不同梯度施用量为处理,通过盆栽试验采用HNO_3-H_2SO_4混合酸水浴一次消解的方法对土壤中Hg的总量、淋溶液以及植物中重金属的含量进行研究,采用HPLC反相C18柱分离、ICP-MS检测甲基汞含量。添加Hg Cl26 mg/kg后,生物质炭添加量1%处理土壤中Hg含量比例由57.9%提高到66.1%,油菜中汞含量所占比例由14.5%下降到11%,降低3.5百分点;淋溶液中汞含量占比由27.5%下降到22.9%,降低4.4百分点;土壤中的甲基汞含量下降到34.9%。以外源添加Hg Cl26 mg/kg后,进入土壤中的汞含量由55.00%上升到77.67%,植物中汞含量由14.67%下降到2.77%,淋溶液中汞含量由27.1%下降到16.7%。生物质炭的添加对Hg在土壤、植物体和淋溶液中的分布具有显著的影响,随着生物质炭添加量的增加,钝化在土壤中的重金属Hg越多,有效降低了植物体内、淋溶液的重金属Hg的含量,降低了土壤中甲基汞的含量,降低了土壤毒性,提高重金属Hg的钝化率,增加了土壤中重金属Hg的含量,生物质炭的施用可有效修复和改良重金属污染土壤。     

膨润土对汞污染土壤及小白菜养分和汞含量的影响

以汞污染土壤和小白菜为供试材料,利用盆栽试验研究不同汞污染处理下膨润土的不同添加量对汞污染土壤及小白菜中养分和汞含量的影响。结果表明,汞污染程度和膨润土的添加量对汞污染土壤及小白菜养分和汞含量产生不同影响,其中,污染土壤中,低汞污染PG处理时,碱解氮含量可高达到38.63 mg/kg,较对照差异明显;低汞污染下PG处理中有效磷含量值达到13.03 mg/kg;各汞污染下,PG处理土壤中有效钾含量较对照差异显著,差幅介于25.31~39.38 mg/kg;汞污染程度与小白菜氮含量呈负相关,而膨润土的添加量与小白菜钾含量呈正相关;当膨润土的添加量达到40 g/kg时,土壤中汞含量达到最大,小白菜中汞含量达到最小值。     

原位稳定化法修复轻度重金属污染土壤的中试研究

为研究原位稳定化法修复轻度重金属污染土壤的工程可行性,以某轻度重金属污染的农田土壤为研究对象,开展原位稳定化法修复土壤的中试研究。结果表明,1#固化剂和2#固化剂的修复效果差别不大;固化剂投加量越大,修复效果越好;在一定时间内,投加固化剂后,修复时间越长,修复效果越好。总体而言,在不影响正常生产活动的同时,降低了农田中的重金属含量,原位稳定化修复对于轻度重金属污染农田土壤具有一定的优势。     

凹凸棒对镉铬污染环境下盆栽空心菜生长的影响

通过温室盆栽试验,开展了凹凸棒对铬、镉污染环境下空心菜生长的影响研究。结果表明:添加凹凸棒能显著增加空心菜的株高与生物量;重金属污染处理下空心菜的生物量仅为1.79 g/株,施用800 kg/hm~2的凹凸棒材料后,生物量增加了207%;同时凹凸棒材料的添加可降低植株地上部重金属含量,随着添加量由100 kg/hm~2增至800 kg/hm~2,空心菜地上部Cr和Cd含量降低,镉含量降低效果优于铬。因此,凹凸棒材料对于重金属低污染土壤修复有良好的应用前景。     

硫肥对伴矿景天修复镉污染土壤的影响

为探索穴施硫粉和硫酸亚铁肥对伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复中性Cd污染土壤的影响,筛选不同硫肥最佳施用量以提高植物提取效率,在阳朔县兴坪镇思的村土壤Cd全量为0.65 mg·kg^-1的农田上,采用田间小区试验方法,设计穴施低、中、高剂量硫粉、硫酸亚铁等7个处理,对比监测了强化修复前后土壤pH、Cd全量、有效态Cd含量和伴矿景天生物量及Cd含量。结果表明：与不施用硫肥的处理（CK）相比,60 d后穴施不同硫肥处理有效降低了土壤pH,提高了土壤有效态Cd含量,同时有效提高了伴矿景天地上部生物量和Cd含量。通过处理效果与成本对比可知,每公顷穴施79 kg硫粉、252 kg硫酸亚铁效果较好,与CK相比,土壤pH分别降低了0.94、0.67个单位,土壤有效态Cd含量分别提高了111.5%、169.5%,伴矿景天地上部生物量分别提高了11.9%、40.7%,地上部Cd含量分别提高了48.5%、132.1%,地上部Cd提取量分别提高了65.8%、226.3%。研究表明,硫粉和硫酸亚铁肥均是伴矿景天修复中性Cd污染农田土壤的潜在强化提取剂,且硫酸亚铁处理修复效率显著高于硫粉处理。     

化工污染场地植物修复研究

[目的]研究植物对复合污染土壤的修复效果。[方法]采取模拟试验,进行 Pb-Cd复合污染、PAHs污染和 Pb-Cd-PAHs复合污染土壤修复植物的筛选,通过种植黑麦草,调控生物有效性影响因素对污染场地土壤进行修复。[结果]种植黑麦草70 d后污染土壤有效态 Pb的含量为375.26 mg/kg,90 d后土壤有效态 Cd含量为4.9 mg/kg,110 d后土壤有效态 B[a]P的含量为0.60 mg/kg,都低于土壤限值,能达到修复效果。[结论]黑麦草是适于复合污染土壤修复的植物。     

不同土壤有效硒水平下水稻外源硒生物强化适用量研究

【目的】拟解决由于土壤有效硒含量不均导致的广西区内富硒水稻生产中出现的硒肥施用量难以把控的问题。【方法】通过大田试验,以百香139水稻品种为试材,在不同土壤有效硒条件下叶面喷施硒肥,研究不同土壤有效硒水平下的水稻外源硒生物强化适用量。【结果】叶面喷施适量外源硒可以增加水稻籽粒中硒含量,同时对水稻有一定的增产效果,且土壤有效硒含量越低,增产越显著;若不考虑土壤其他相关条件的影响,水稻籽粒中硒含量与土壤总硒含量相关性为0.573*,与土壤有效硒含量的相关性为0.691**;富硒大米硒含量为0.15～0.50mg/kg(DB45/T1061-2014)范围又基本能达到增产效果,土壤有效硒含量20.00μg/kg、20.00～30.00μg/kg、30.00～40.00μg/kg、40.00～50.00μg/kg、50.00μg/kg的5个不同土壤有效硒水平区外源硒用量分别为0.54～2.83g/667m~2、0.60～2.50g/667m~2、0.25～1.61g/667m~2、0.23～1.16g/667m~2、0.29～0.78g/667m~2。【结论】叶面喷施适量硒肥可以提高水稻产量;提出不同土壤有效硒水平下富硒水稻外源硒叶面强化的适用量范围。     

EM与有机肥对重金属生物有效性的影响

通过盆栽正交试验,研究了土壤中加入低量铅、汞条件下,微生物菌剂与有机肥配施对油菜生物量和土壤、油幕中重金属铅、汞舍量的影响.结果表明,施用有机肥土壤全汞、全铅、有效铅、油菜中铅的含量均会增加,在本试验范围内,有机肥施用量越大,铅、采的生物有效性越强.EM微生物菌剂可明显降低土壤全汞、全铅、有效铅、油菜中铅的含量,降低土壤重金属铅、汞的生物有效性,浇施比喷施要好,油菜生物量增加.施用EM有益微生物菌剂,可以达到对低浓度重金属污染土壤进行微生物修复、降低重金属含量、改善品质的目的.试验范围内,低浓度铅、汞复合效应表现为铅、汞的生物有效性降低.     

福建省典型菜地土壤-蔬菜汞富集规律

调查了福建省12个县(市、区)的3种蔬菜(上海青、豇豆和包菜)和相应土壤的汞含量状况,研究大田条件下上海青、豇豆和包菜对土壤汞的富集规律。结果表明:调查区菜地土壤受到不同程度的汞污染,有29.1%的土壤总汞含量超过国家《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)中的二级指标。调查区蔬菜汞含量范围为0.02~5.21μg/kg,均低于《食品中污染物限量》(GB 2762-2012)中蔬菜汞的限量指标。调查区土壤有效汞含量与土壤总汞含量呈极显著的线性正相关,土壤汞有效度平均值为9.98%,表明汞在土壤不容易转化、被作物吸收。上海青、豇豆、包菜汞含量与土壤有效汞含量均呈极显著的线性相关,且线性关系优于各蔬菜汞含量与土壤总汞含量的关系。依据拟合的回归方程推算出土壤有效汞的安全临界值分别为上海青0.31 mg/kg、豇豆0.65 mg/kg、包菜1.29 mg/kg。依据土壤总汞含量与有效汞含量的拟合回归方程推算出相应的土壤总汞安全临界值分别为:上海青9.85 mg/kg、豇豆21.18 mg/kg、包菜42.52 mg/kg,均远高于国家土壤环境质量标准中的二级标准。     

钝化剂处理对玉米与伴矿景天间作下植株生长及镉累积特征的影响

为了探讨玉米与伴矿景天间作与钝化剂处理对植株Cd吸收积累特征的影响,通过盆栽试验,将6种复配钝化剂[石海剂(LS)、石磷剂(LP)、石殖酸(LH)、海磷剂(SP)、海殖酸(SH)、磷殖酸(PH)]施用在Cd污染土壤中后种植玉米,间作超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)进行研究。结果表明,玉米与伴矿景天间作与单作相比较,玉米单株生物量显著上升了12.2%～52.4%,玉米植株Cd含量显著降低了10.0%～38.9%,玉米Cd转运系数显著降低,伴矿景天单株生物量显著上升了20.3%～73.4%;两种种植模式中,石海剂处理下的玉米单株生物量最大,玉米茎叶中Cd含量最低,符合国家饲料卫生标准,玉米Cd累积量较对照显著降低;间作模式中,石海剂和石殖酸处理下,伴矿景天单株生物量和Cd累积量最大。石海剂+玉米与伴矿景天间作的联合修复模式可以运用在Cd污染农田土壤修复中达到边修复边生产的目的。     

混种少花龙葵嫁接后代对酸枣幼苗生长及镉含量的影响

在镉(5 mg/kg)污染条件下进行盆栽试验,研究混种农田生态型和矿山生态型少花龙葵嫁接后代对酸枣幼苗生长及镉含量的影响。结果表明：与单种酸枣幼苗相比,混种降低了酸枣幼苗的生物量、株高、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性,其中混种少花龙葵农田本砧嫁接后代的酸枣幼苗生物量降幅最小,根系生物量降低了25.51%,其可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性降幅最大,可溶性蛋白含量降低了20.65%,SOD活性降低了20.59%,POD活性降低了35.91%,CAT活性降低了28.16%;混种还降低了酸枣幼苗镉含量、土壤有效态镉含量及土壤过氧化氢酶的活性,其中混种农田本砧的表现最佳,显著降低了酸枣幼苗根系镉含量和土壤有效态镉含量,分别降低了29.60%和16.25%;混种提高了土壤脲酶和蔗糖酶的活性。农田本砧与农田未嫁接相比,根系、地上部生物量分别提高了55.84%、49.23%,镉含量分别提高了31.68%、45.27%,镉积累量分别提高了69.77%、72.18%。农田本砧显著降低了酸枣幼苗根系镉含量、地上部镉含量和土壤有效态镉含量;嫁接提高了少花龙葵对镉的富集能力,少花龙葵本砧嫁接后代富镉能力更强。在镉污染条件下,少花龙葵嫁接后代与酸枣幼苗混种,对酸枣镉污染的修复有明显作用,其中混种农田生态型少花龙葵本砧嫁接后代的效果更好。     

GLDA对狼尾草镉吸收、富集及转运能力的影响

【目的】探究可降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）以不同浓度施加时,对狼尾草镉（Cd）吸收、富集及转运的影响,为充分利用螯合剂与植物联合修复Cd污染的土壤提供科学依据。【方法】以狼尾草为试验材料,采用盆栽试验法,分析不同浓度GLDA［0（对照）、1、2、3、4和5 mmol/kg］处理下狼尾草生长特性、生理指标及狼尾草各部位对Cd的富集量,并进行GLDA浓度与狼尾草理化性质的相关性分析。【结果】与对照相比,随着GLDA浓度的增加,狼尾草株高、根长和总生物量均呈先升高后降低的变化趋势,在GLDA浓度为2 mmol/kg时分别增加8.23%、4.41%和7.75%;狼尾草叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b也呈先升高后降低的变化趋势,在GLDA浓度为2 mmol/kg时达最大值,分别为对照的1.16、1.09和1.19倍。在GLDA处理下狼尾草富集系数（BCF）与对照相比明显升高且表现为根>叶>茎;在GLDA浓度为2 mmol/kg时,狼尾草转运系数（TF）高于1.00,植物修复系数（PRF）达最大值,为1.93。相关分析表明,螯合剂GLDA处理浓度与狼尾草株高、叶绿素含量、地上部生物量及地下部生物量呈极显著负相关（P<0.01,下同）,而与地下部Cd含量呈极显著正相关。【结论】低浓度GLDA可通过促进狼尾草叶绿素的生成提高光合效率,促进其生长,提高其富集及转运能力,高浓度则抑制狼尾草生长。GLDA对狼尾草修复Cd污染的最适浓度为2 mmol/kg,可显著提升狼尾草修复Cd污染的效率。     

腐植酸对小白菜吸收Cd的影响

采用二次回归饱和D-最优设计,以腐植酸的两组分-富里酸、胡敏酸为材料,研究其对小白菜吸收Cd的影响。结果表明:胡敏酸能抑制小白菜对Cd的吸收,从而减轻Cd对植物的危害,据此胡敏酸可作为镉污染土壤的改良剂;富里酸却能促进小白菜对Cd的吸收,如果对Cd污染土壤进行植物修复,则施用富里酸能获得较好的效果。     

生物炭对土壤-植物体系汞含量的影响

[目的]研究在生物炭影响下土壤和植物中汞含量的变化趋势。[方法]以章古台风沙土壤为研究对象,向土壤中添加不同浓度的外源汞、不同浓度梯度的生物炭,对土壤和植物样品进行测定。[结果]不同浓度外源汞处理下,土壤汞残留率、植物体内汞残留率和富集系数均在生物炭添加量为16.0 g/kg表现较好效果;当外源汞浓度为16.0 mg/kg,生物炭添加量为16.0 g/kg,土壤汞残留率提高,达到47.204%,植物体内汞残留率最小,为37.193%,富集系数最低,降至0.844。外源汞浓度为32.0 mg/kg,土壤汞残留率提高了7.949百分点;外源汞浓度为4.0 mg/kg,植物体内汞残留率降低了12.145百分点,富集系数减少了0.734。[结论]生物炭可以把汞钝化在土壤中,具有修复和改良汞污染土壤的特征,且添加量为16.0 g/kg效果较好。     

不同浓度亚科丰土壤调理剂在一季稻田上的降镉效果探索

重金属污染土壤的修复技术可以分为5大类别:隔离、固化、降低毒性、物理分离和萃取。自2009年以来,湖南省在长株潭地区开展了以"VIP"、"VIP+n"农田重金属污染治理修复技术,通过污染源头控治,农田土壤pH值调节、优化田间水分管理、低累积镉品种推广加土壤调理剂、叶面阻控剂、植物提取、秸秆移除和生产改制等技术措施开展农田重金属治理,取得了一定的治理经验和教训。本试验仅设计土壤调理剂一个因子,旨在以不同浓度的"亚科丰土壤调理剂"为材料,在慈利县土壤镉中度污染田块进行单因素的降镉效果比较验证试验,结合常规施肥和管理方法,探索使用"亚科丰土壤调理剂"在镉污染农田生产合格农产品的经济浓度。结果显示:"亚科丰土壤调理剂"对中度污染土壤(pH值5.5~6.5、土壤全镉0.3~0.6mg/kg)降镉有显著效果;使用100kg/667m2调理剂的用量是有效和经济的处理浓度。     

中低汞污染下2种汞富集植物的发现

[目的]通过实地调研及实验室模拟法筛选汞的富集植物。[方法]采用冷原子荧光光谱法测定万山汞矿植物汞含量,在此基础上,通过实验室模拟法,研究更高土壤汞浓度下,优势植物的汞富集能力。[结果]在土壤汞浓度较低(0.141 mg/kg)时,苣荬菜(Sonchus brachyotus DC.)和野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)具有很高的转运系数,分别为5.95和5.28。根据实验室模拟结果,在土壤汞浓度为4.54和2.76 mg/kg时,苣荬菜和野艾蒿的转运系数分别为1.92和1.26。[结论]在中低土壤汞污染水平下,综合比较9种植物的富集系数、转运系数、生物量及生长繁殖速率等指标,苣荬菜和野艾蒿可作为2种新型汞富集植物。