模拟酸雨对施用猪粪的菜园土壤重金属有效性的影响

采用室内培养方法,研究了酸雨对施用富含重金属的猪粪后菜园土壤重金属有效态含量的影响。结果表明,酸雨可显著降低菜园土壤pH值,但有机肥处理对酸雨有一定的缓冲作用。土壤Cu,Zn,Cd和Pb的有效态含量均随酸雨处理H⁺浓度的提高而有不同程度的增加,有效态As含量则随H⁺浓度的提高而降低,添加猪粪处理（M）与无机重金属处理（HM）的重金属有效态含量没有明显的差异,但含量均高于对照（CK）。可见,除了As外,源于有机肥的重金属与无机重金属的有效性同样受到酸雨的促进作用,具有一定的环境风险。因此,在酸沉降频繁的南方地区,长期大量施用富含重金属的猪粪在改善菜园土壤养分状况的同时也增加了土壤环境和蔬菜的重金属污染的风险。     

长期施用猪粪源有机肥对蔬菜-土壤系统重金属积累的影响

为了解长期施用由集约化养殖场畜禽粪堆制的有机肥对蔬菜地土壤与蔬菜中重金属积累的影响,设计了对照（化肥）、化肥+猪粪堆肥、猪粪堆肥和2 倍猪粪堆肥等4 种施肥方法,进行了为期3 年的田间小区蔬菜试验。结果表明：施用猪粪堆肥可促进蔬菜地土壤养分的提高,减弱土壤酸化。但试验也表明虽然施用的猪粪堆肥符合中国有机肥的行业标准(NY 525—2012),当猪粪堆肥被单独作为肥源用于蔬菜地时,其可显著增加土壤和蔬菜中重金属的积累,重金属含量随猪粪堆肥用量和施用年限的增加而增加。连续施用猪粪堆肥3 年后土壤中Cu、Zn 和Cd 含量分别比试验前提高了31.2%、27.3%和14.0%,蔬菜中Cu、Zn、Pb 和Cd含量也均显著高于对照处理;连续施用2 倍猪粪堆肥3 年后,土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As 含量分别比试验前增加了67.4%、53.0%、13.1%、24.4%、25.9%和13.8%,蔬菜中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As 含量均显著高于对照处理;但化肥+猪粪堆肥配合施用的蔬菜产品中重金属含量与对照处理无显著差异。研究建议重视化肥与有机肥配施;在蔬菜地中应用富含有Cu和Zn 等重金属的畜禽粪时应严格控制用量,避免长期、连续施用富含有Cu和Zn等重金属的畜禽粪。     

土壤中酸可提取态重金属释放特征研究

采用模拟酸雨土柱淋洗实验,研究了不同土壤中酸可提取态重金属释放特征。结果表明,随着模拟酸雨pH值下降,土壤中酸可提取态重金属释放强度明显增大,各元素的释放量与酸雨pH值呈显著负相关。Zn释放主要集中在pH4.5～3.5之间;Cu释放主要集中在pH6.5～3.5之间;Cd的释放没有较集中的范围;而Cr和Pb,不同土壤集中释放的pH值范围不同。不同处理水平对酸可提取态种金属的释放有显著影响。     

模拟酸雨对土壤化学及蔬菜生长的影响

经研究发现,在模拟酸雨(pH≥3.0)淋洗的早期,土壤pH值因盐基阳离子的释放而上升,但在继续淋洗后,土壤的pH值显著降低(石灰性土壤例外),土壤交换性盐基总量也减少,土壤中重金属元素(Fe、Cu、Zn、Pb和Al)的活化度增加。模拟酸雨致酸土壤盆栽试验表明,在土壤未明显酸化时,蔬菜生长往往表现正效应,但随土壤明显酸化,活性铝显著增加时,将导致蔬菜生长不良,甚至死亡。研究还表明,酸雨pH降至3.0时,中性和酸性土壤在5年后可能发生酸化,而降雨的pH值为4.0时,则需10年以上方可使土壤酸化。     

畜禽粪便有机肥中重金属在不同农田土壤中生物有效性动态变化

通过石灰性和酸性土壤施用鸡粪和猪粪并预培养不同时间,采用生物盆栽试验方法研究了不同畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性差异及其随培养时间的动态变化。试验结果表明,石灰性和酸性土壤上施用鸡粪和猪粪后6个月内,鸡粪和猪粪中Cu、Zn、Cd的生物有效性显著低于等量重金属无机盐或与之相当。鸡粪中Pb的生物有效性也显著低于等量Pb无机盐,猪粪中Pb的生物有效性前5个月显著低于等量Pb无机盐,6个月时则显著高于等量Pb无机盐。2种土壤施用鸡粪和猪粪后的不同时间段,畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb的生物有效性也存在显著性差异;在施用后6个月内呈现先下降后上升的规律,施用后2个月时生物有效性最低,为等量相应重金属无机盐的3.4%~47%。     

人工模拟条件下藏猪猪粪对土壤pH值及重金属影响的研究

本研究旨在探究藏猪猪粪有机肥施用田间后对土壤中pH值及铜、锌、砷、铬和镉等重金属含量的影响,于个体农户中搜集藏猪猪粪,经厌氧发酵后配制成粪水作为有机肥料,以林芝市巴宜区百巴镇百巴村农田周围土壤作为供试原始土壤,采用模拟试验方法,以0 cm、10 cm、20 cm、40 cm、80 cm、150 cm和300 cm处土层土壤为样本,测定施用藏猪猪粪有机肥30 d后土壤中pH值及铜、锌、砷、铬和镉等重金属含量的变化情况。结果表明：施用藏猪猪粪后,土壤pH值显著提高,表明藏猪猪粪对改善土壤pH值,抑制土壤酸化或修复酸化土壤具有良好效果;施用藏猪猪粪后,土壤中铜、锌、砷、镉和铬等重金属元素含量未见有显著变化,表明藏猪猪粪施用于田间对土壤重金属含量无明显影响,藏猪猪粪可以作为有机肥料参与到农业生产活动中。目前关于藏猪猪粪对土壤的影响未见报道,本研究填补了藏猪猪粪对土壤重金属含量影响的研究空白,同时也为西藏地区农牧民在农业生产活动过程中合理利用藏猪猪粪有机肥资源提供了理论依据。     

施用生物有机肥对芥蓝及土壤重金属含量影响的研究

采用土壤培养试验及盆栽试验方法,对施用生物有机肥对土壤及芥蓝体内重金属含量的影响进行了分析测试。结果表明:与不施肥处理比较,施用生物有机肥使惠州菜园土的Hg、Cu、Zn、Cd、Cr含量和南海菜园土的As、Zn含量有所提高,但提高的幅度较小。对照土壤环境质量标准(GB 15618—1995),除了广东南海菜园土由于其本底含Cd量较高而使其含Cd量只能达到三级水平之外,其他指标都达到一级或二级的水平,表明施用生物有机肥对土壤重金属含量的影响不大。与不施肥处理比较,施用生物有机肥处理除对在广东惠州菜园土上生长的芥蓝的Cr、Cd含量有少量提高外,对其Pb、N i、Zn、Cu含量以及在广东南海菜园土上生长的芥蓝的Cr、Cd、Pb、N i、Zn、Cu含量均有减低作用;并且,对照无公害蔬菜质量指标(广东省地方标准),所有的生物有机肥处理均符合无公害蔬菜的标准。     

施用生物有机肥对芥蓝及土壤重金属含量影响的研究

采用土壤培养试验及盆栽试验方法,对施用生物有机肥对土壤及芥蓝体内重金属含量的影响进行了分析测试。结果表明:与不施肥处理比较,施用生物有机肥使惠州菜园土的Hg、Cu、Zn、Cd、Cr含量和南海菜园土的As、Zn含量有所提高,但提高的幅度较小。对照土壤环境质量标准(GB 15618—1995),除了广东南海菜园土由于其本底含Cd量较高而使其含Cd量只能达到三级水平之外,其他指标都达到一级或二级的水平,表明施用生物有机肥对土壤重金属含量的影响不大。与不施肥处理比较,施用生物有机肥处理除对在广东惠州菜园土上生长的芥蓝的Cr、Cd含量有少量提高外,对其Pb、N i、Zn、Cu含量以及在广东南海菜园土上生长的芥蓝的Cr、Cd、Pb、N i、Zn、Cu含量均有减低作用;并且,对照无公害蔬菜质量指标(广东省地方标准),所有的生物有机肥处理均符合无公害蔬菜的标准。     

改良剂对复合污染红壤中镉锌有效性的影响及机理

采用盆栽试验,研究了施用石灰、有机肥、海泡石对红壤上小油菜生物量、Cd与Zn吸收量、土壤Cd、Zn形态转化、pH等的影响。结果表明,改良剂对无污染红壤小油菜的生长影响不大,但能显著提高污染土壤上小油菜的生物产量,同时明显降低小油菜对Cd、Zn的吸收浓度。改良剂单施的效果是有机肥>石灰>海泡石,而有机肥和石灰配施或3种改良剂配合施用优于单施。改良剂降低复合污染红壤Cd、Zn生物有效性的主要原因是,施用改良剂后,土壤重金属形态和pH值发生显著变化。施用改良剂,土壤Cd、Zn转变为植物不易吸收的形态,与植物生长有良好相关性的土壤有效态重金属含量显著减少;施用石灰使土壤pH升高约2个单位,施用海泡石和有机肥使土壤pH增加1.2个单位以上。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90 d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

施用鸡粪菜田的土壤重金属含量状况研究

植物必需的微量元素Cu和Zn以及人体必需的Cu、Zn和Cr元素均属于重金属之列。在动物饲料中添加的部分重金属元素对畜禽生长发育和生殖有重要作用,而畜禽对重金属元素利用率很低,绝大部分随畜禽粪便排出体外。如果长期大量无节制地使用畜禽粪便作为有机肥,有可能对土壤环境带来重金属污染的潜在风险,并通过饲料添加—禽畜吸收—禽畜排泄—施入土壤—作物吸收—进入人类食物链,最终将影响人类健康。在石家庄郊区和藁城市,选取不同鸡粪（规模化养殖场鸡粪）施用量与施用年限的设施菜田和露地菜田为研究对象,以藁城市秸秆还田小麦-玉米轮作农田（不施用鸡粪）作为对照,对土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr和Cd含量进行了测定,分析施用鸡粪对菜田土壤重金属含量的影响,可为农业生产上科学施用鸡粪提供参考。结果表明：除处理4与处理1（CK）的Cd含量基本持平,其余各处理的重金属含量均是菜田高于农田;且随着鸡粪施用量和施用年限的增加,土壤Cu、Zn、Pb、Cr和Cd含量有明显的累积增加趋势。按照国家土壤重金属污染评价标准（GB 15618—1995）,除处理9的Cd含量超标14%,属轻度污染外,其余各处理的重金属含量均未超标。按照国家无公害蔬菜产地环境质量标准（GT18407.1—2001）,取样菜田土壤Cu、Cd的超标率分别为66.7%和8.3%,Zn、Pb和Cr含量均不超标。与河北省土壤环境背景值相比,取样菜田土壤Cu和Pb的含量均高于土壤背景值,其中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd最高含量分别超过背景值2.1倍、1.9倍、4.8倍、1.6倍和9.1倍。     

Heavy Metal Content in Chinese Vegetable Plantation Land Soils and Related Source Analysis

According to the previous literature published since 1989, statistical analysis for reported data on the heavy metals in Chinese vegetable plantation soils was carried out systematically in this article. The purpose of this investigation was to study the status of heavy metal content in vegetable land soils systematically through objective assessment to promote the development of vegetable production with high quality and efficiency. It is concluded that Zn, Cr, Cu had relatively high concentrations while the mean concentrations of toxic metals, As, Hg, Cd were 8.03, 0.12, 0.28 mg·kg^-1, respectively with comparatively low concentrations in Chinese vegetable land. Comparing to Clainese Soil Quality Criterion GB 15618- 1995 （6.5 〈 pH 〈 7.5）, about 24.1, 10.3, and 9.2% of the total samples was contaminated by Cd, Hg, and As, respectively, and the descending order of heavy metals was Cd 〉 Hg 〉 As 〉 Zn 〉 Cu 〉 Cr 〉 Pb. When compared among different regions, the more serious heavy metal contamination was found in the vegetable land of eastern China and the main contamination elements were Cd, Hg, and Zn. In the mid region, vegetable plantation land soil was mainly polluted by As and Cd, as well as by Hg, Zn, and Cu, to some extent. In the west region of China, Cd and As contamination was also observed to some degree, along with few soil samples exceeding the grade Ⅱ level of GB 15618-1995 （6.5 〈 pH 〈 7.5） for Cu, Cr, and Hg content. Compared to the five vegetable plantation land patterns, the highest concentration of As, Cd, Hg, and Zn occurred in the industrial/sewage irrigation vegetable land, especially for Hg with 2.36 mg·kg^-1 content averagely, which is 10.5-21.1 times higher than the other four types of vegetable lands. The highest concentration of Cn and Cr occurred in the greenhouse vegetable land soils, and urban vegetable land soil had the highest Pb content in comparison with the other types of vegetable plantation land patterns. By analyzing heavy metal content under differe     

基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中重金属造成农田土壤污染的问题,对重金属在养殖业-种植业生产系统中的流动过程进行分析,建立基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力。结果表明:1)在水稻、玉米和大豆种植情况下,黑龙江农垦每hm2农田可承载的猪当量分别为37、21和21头;在棉花、小麦和玉米种植情况下,新疆生产建设兵团每hm2农田可承载的猪当量均为67头。2)在畜禽粪便有机肥施用过程中,黑龙江农垦和新疆生产建设兵团农田土壤重金属污染风险防控应以Cd、Cu和Zn为主。建议未来注重防控农田土壤酸化和以磷肥途径的Cd输入,并根据各自实际畜禽养殖生产现状与农田土壤重金属本底值,建立地方标准控制畜禽粪便有机肥中Cu和Zn的质量分数。     

杭州市城市土壤重金属的积累和释放潜力及其空间分异

为探明杭州市城市土壤中重金属元素的分布、与土地用途之间的关系以及环境风险,采集杭州城82个样点土壤,分析其重金属含量、形态和释放潜力.结果表明,该市城市土壤中重金属均有不同程度的积累,重金属含量一般以商业区和工业区最高,农业区较低;居民区土壤重金属的积累随居民区建成时间的增加而增加.城市土壤中Cd、Co、Cr和Ni主要以残余态占优势,Cu、Pb和Zn主要以可提取态为主,土地利用方式对土壤重金属形态也有一定的影响.城市土壤重金属的稀酸提取量主要与提取平衡液的pH有关,但大部分研究土壤中酸可提取的重金属量较低.杭州市城市土壤重金属污染具有显著的空间分异特征,严重污染区域大致呈西北-东南走向,包括了城北的大部分地区、市中心和城东南一些地区.     

施用鸡粪肥对土壤Cd、Pb、As 生物有效性 及蔬菜生长的影响

通过田间小区试验,研究了种植木耳菜、茄子和不种菜处理条件下,鸡粪肥不同施用量对土壤重金属Cd、 Pb、As 全量、有效态含量,蔬菜对重金属的吸收及蔬菜生长的影响。结果表明,鸡粪肥中Cd、As含量较高,能增加或保 持土壤重金属全量,含量较低的Pb 也能在种植蔬菜时在土壤中累积,无外源添加时,土壤As 全量会随种植过程显著 降低。施肥量为12 000 kg/hm2时,种植蔬菜处理土壤Cd 有效性增加最为明显,施肥量为8 000、12 000、16 000 kg/hm2 时,3 种种植处理土壤As 有效性均会降低。木耳菜中Cd、Pb 随着施肥量增加呈先减少后增加趋势,As呈先增加后减少 趋势。木耳菜产量随施肥量增加呈先升高后降低趋势,在12 000 kg/hm2时达到最高,施肥量对茄子产量和生物量影响 不显著。     

长期施用猪粪稻田的重金属迁移规律与累积风险

在国家大力推进畜禽养殖废弃物资源化利用的背景下,为探究长三角地区“猪-稻”种养结合模式猪粪全量还田潜在的农田土壤重金属累积风险问题,对6类特征重金属在“饲料-粪污-土壤”系统中的迁移规律进行了为期5年的连续跟踪监测。结果显示,As、Cr、Pb、Cu、Zn和Cd等重金属在饲料中均有检出,Cu和Zn含量远高于NY/T 65—2004《猪饲养标准》中的推荐添加量。粪便中各类重金属含量总体呈现“秋冬高、春夏低”的特点,其中,冬季粪便中Cr、Cu、Zn和As的质量浓度最高,分别为115.9、1 150.1、1 630.0、2.62 mg·kg^-1。配套农田耕作层(0~20 cm)土壤中As、Cr、Cd、Cu和Zn的含量表现出明显的累积趋势,其中Cu、Zn的累积效应较明显,平均年累积率分别高达5.13、2.29 mg·kg^-1。各重金属均向深层土壤发生了迁移,Pb、Cu、Zn、Cd总体上呈现出一定的纵向递减的变化规律,但深层土壤中As、Cr的含量有所增加,表现出较为明显的淋溶下移性特点。归趋分析结果显示,稻米中的Cd含量占输入总量的9.11%,远高于其他类型重金属。因此,需要在实际生产中严格控制含Cu、Zn、Cd的饲料添加剂用量,并规范猪粪处理和还田利用方式,降低土壤重金属污染风险。     

连续施用猪粪菜地土壤基质化研究

采集连续施用0～4年猪粪的无公害蔬菜基地的温室土壤,研究连续施用规模化猪场猪粪的菜地土壤主要理化指标(pH、有机质、全氮和全磷、有效磷等)变化规律.并对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验.结果表明,连续施用猪粪,土壤pH值降低,有机质、全氮、全磷和有效磷增加.