不同钝化剂对重金属复合污染土壤的修复效应研究

通过向重金属复合污染土壤分别施加5%和20%(钝化剂与土壤质量比)磷矿粉、木炭、坡缕石、钢渣4种钝化剂,测定了土壤p H值、重金属(Pb、Cd、Cu、Zn、As)生物有效态(单级提取)和各赋存形态(分级提取)的变化,评价了钝化剂对土壤重金属的钝化效果,采用X射线衍射法(XRD)和比表面-孔径分布仪测定了钝化剂的物相组成、比表面积和孔径特征,并探讨了钝化剂的修复机制。土壤重金属生物有效态单级提取结果表明,在20%处理下,坡缕石、钢渣、磷矿粉能显著降低土壤中5种重金属生物有效态含量,其中坡缕石降低Pb、Cd、Cu、As的最高比例可分别达54.3%、48.8%、50.0%、35.0%,钢渣降低Zn则高达43.7%。土壤重金属各赋存形态的分级提取结果表明,20%坡缕石能使植物易吸收的土壤可交换态Pb显著减少,而使难吸收的残渣态Pb显著增加;20%坡缕石、钢渣或磷矿粉能显著降低土壤中可交换态Cd含量;20%钢渣或20%磷矿粉处理后可交换态和碳酸盐结合态Zn含量明显减少,坡缕石处理使残渣态Zn显著增加;钢渣或20%磷矿粉能显著增加残渣态Cu含量;添加20%磷矿粉后生物难吸收的钙型砷含量显著增加。4种钝化剂对重金属的钝化机制各有不同,木炭和坡缕石具有较大的比表面积和孔容,对重金属的钝化以吸附和表面络合为主;钢渣和磷矿粉具有较高的p H值,其对重金属的修复机制以化学沉淀为主。     

生物炭配施微肥对菜园土壤有效态重金属含量的影响

【目的】研究生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量的影响。【方法】采用室内模拟试验,向重金属污染的菜园土壤中添加皇竹草生物炭、咖啡渣生物炭、花生壳生物炭和微肥(铁肥、锰肥和硅肥),分别在处理14和28 d时测定土壤中5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Ni)的有效态含量。【结果】添加了生物炭或微肥土壤中的有效态重金属含量均比对照组低。其中单一钝化剂处理中,皇竹草生物炭和硅肥的钝化效果较好。在复配试验中,皇竹草生物炭+铁肥对土壤重金属Cu、Pb和Cd的钝化效果较好,处理14 d后其有效态含量的降幅分别达32.94%、31.26%和21.21%,对土壤有效态Zn含量的降幅为6.82%,但对土壤Ni的钝化效果不明显;处理14 d后咖啡渣生物炭+铁肥对土壤重金属Ni和Zn有效态含量的降幅也分别达22.64%和10.35%,钝化效果显著;处理28 d后,花生壳生物炭+铁肥对土壤重金属Cu钝化效果最好,有效态Cu含量降幅达49.06%;咖啡渣生物炭+硅肥对土壤Ni和Zn钝化效果最好,有效态含量降幅分别达23.73%和9.72%。【结论】生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量降低的效果优于单施生物炭或单施微肥,其中,皇竹草生物炭配施铁肥可用于土壤重金属Cu、Pb、Zn和Cd复合污染的钝化。     

不同钝化剂对重金属在土壤-油菜中迁移的影响

为比较不同钝化材料对污染土壤-油菜中重金属迁移的影响,通过大田试验,添加海泡石、鸡粪、秸秆腐殖质、生石灰、磷矿粉、磷酸二铵对矿区重金属复合污染耕地进行单一和混合处理,栽种油菜,分析不同处理方式对重金属生物迁移和积累的影响。结果表明,单一处理中,海泡石均有效降低了土壤中5种重金属的有效态含量,鸡粪有效降低了土壤中As、Pb、Cd和Zn 4种重金属的有效态含量。海泡石+鸡粪处理组土壤中Pb、As、Cd、Zn和Cu的有效态含量分别是空白对照组的56.99%、40.84%、43.06%、78.33%和52.23%。油菜根中As的平均含量分别约是茎、果壳和种子的2.13、3.33倍和12.45倍,海泡石+鸡粪处理对降低种子中As的含量效果最佳,约是空白对照组的57.07%,其次是海泡石+腐殖质处理组。海泡石+鸡粪处理组油菜种子中Pb的含量最低,为空白组的13.26%。海泡石+鸡粪处理组种子中Cd的含量仅为对照组的44.02%。除了腐殖质,其他处理方式均有效减少了油菜各器官中Zn的含量。所有处理方式均显著降低了油菜各器官中Cu的含量（P<0.05）。油菜根和种子中As的含量与土壤中As的有效态含量呈显著正相关关系（P<0.05）;土壤Cd的有效态含量极显著影响了茎中Cd的含量（P<0.01）,果壳与根中Cd的含量为极显著相关关系（P<0.01）。土壤中Pb、Zn和Cu的有效态含量对油菜各器官中的相应重金属含量未造成显著影响。土壤添加改良材料处理对于限制油菜吸收、转移和积累Zn、Cu效果最显著,As最差。海泡石与其他材料混合处理的钝化效果总体优于单一材料,海泡石和鸡粪混合钝化重金属活性效果最佳。     

赤泥用于钝化酸性土壤重金属的可行性

为了解制铝工业提取氧化铝时排出的赤泥对土壤重金属的钝化效果,在温室条件下进行了盆栽试验,比较研究了等石灰当量下(碳酸钙用量分别为0.67、1.33、2.00 g·kg^-1)赤泥与石灰施用对酸性土壤中重金属的钝化效果,及对土壤理化性状和蔬菜生长的影响。结果表明,无论是施用石灰还是赤泥均可明显降低土壤中重金属的生物有效性和蔬菜中重金属的积累,且其效果随石灰或赤泥用量的增加而增加。在相同石灰当量下,因赤泥中的氧化铁铝也可固定重金属,故施用赤泥降低土壤有效态重金属和蔬菜中重金属积累的效果要高于施用石灰。施用赤泥与石灰可增加蔬菜地上部的生物量,但赤泥的施用会增加土壤盐分的积累、降低土壤磷的有效性,因此赤泥高用量下对蔬菜生长的促进作用不及施用石灰。总的来看,赤泥可替代石灰钝化土壤中的重金属,但在用赤泥治理污染土壤时应适当控制其施用量,防止土壤积盐,同时应适当增加磷素的投入。     

不同钝化剂和培养时间对Cd污染土壤中可交换态Cd的影响

原位化学钝化技术是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施入一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少其迁移及对植物的毒害.选取羟基磷灰石(HA)、磷矿粉(PRX和PRH)、沸石、赤泥、新鲜植物残体、玉米秸秆粉末以及相应的处理共21种钝化剂,在同一培养条件和添加浓度下,比较其对人工Cd污染土壤巾可交换态Cd含量的影响,并分析了其在不同培养时间对钝化效果的时间效应,试验的结果对于筛选Cd污染土壤钝化剂有着重要的意义.结果表明,纳米化赤泥、羟基磷灰石和纳米化酸洗赤泥可显著降低土壤中可交换态Cd含量,钝化比例高达35%～55%;赤泥、酸洗赤泥、沸石达15%～25%;富含巯基植物蒜苗、油菜、大葱植物残体也可达20%～25%.磷矿粉、大葱粉末、玉米秸秆和巯基化玉米秸秆的钝化效果相对较差;HA、铵型沸石、纳米赤泥、酸洗纳米赤泥、干油菜粉末、酸洗赤泥对可交换态Cd的钝化效果的时间效应不明显;赤泥、大葱残体、特别是玉米秸秆和巯基玉米秸秆随时间增长钝化效果增加显著,在8周和16周时段钝化效果较好.     

生物炭对茶园土壤酸性和土壤元素有效性的调节作用

通过模拟试验探讨了生物炭用于茶园土壤对土壤酸性的调节作用和对土壤矿质元素生物活性的影响,结果表明,以100 ～ 300 g/kg的用量向茶园土壤中施加生物炭能使土壤pH值升高0.05 ～0.22,有机碳含量提高1.6～7.9百分点,阳离子交换量(CEC)下降8～48 cmol/kg.生物炭明显降低茶园土壤中有效态重金属Pb、Cd和Cu的含量,其中有效Pb降低38.5％ ～79.1％,有效Cd降低26.8％～ 74.6％,有效Cu降低12.5％ ～ 17.2％.同时,土壤中有效Fe、Zn也明显降低.     

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。     

污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区重金属污染土壤的钝化修复效果研究

通过钝化实验研究了在污泥中添加不同质量比（0、5%、10%、15%、20%、25%、30%）的凹凸棒石后制备的污泥-凹凸棒石共热解生物炭对矿区污染土壤中重金属的控制效应。结果表明：在矿区重金属污染土壤中添加污泥-凹凸棒石共热解生物炭后,土壤pH值随凹凸棒石添加量的增加而呈增加趋势,土壤电导率和阳离子交换量也整体呈现出上升的状态。加入污泥-凹凸棒石共热解生物炭钝化处理后,矿区污染土壤中Cu、Cd、Ni、Zn、Cr的TCLP提取态重金属含量均呈现下降趋势,钝化效率分别为94.71%、95.60%、91.75%、99.03%、96.65%;除Cu的DTPA提取态含量增加了5.93%~24.97%外,Cd、Ni、Zn、Cr的DTPA提取态含量也均有所降低,钝化效率分别为94.32%、94.75%、86.63%、90.02%、92.54%。酸溶态的Cd、Cu、Ni、Zn、Cr也向更加稳定的残渣态转化,其修复效率分别为42.50%、33.87%、57.92%、33.74%、42.36%,重金属的4种形态之和与重金属总量具有良好的一致性,一致率为82%~105%。根据土壤管控标准风险等级,重金属污染土壤钝化处理后,Cd、Cu、Ni、Zn、Cr均保持在低风险水平。Cd、Cu、Ni和Zn的潜在风险指数降低,虽然Cr的潜在风险指数有所升高,但是在所有处理条件下Cr的污染等级均为轻度。研究表明,在污泥中添加凹凸棒石增强了污泥生物炭对重金属的钝化性能。     

耕地土壤重金属污染评价技术研究——以土壤中铅和镉污染为例

在提出将耕地土壤重金属污染评价分为累积性污染评价和农产品产地土壤环境质量适宜性评价两类的基础上,以土壤重金属全量测定值与土壤重金属背景的比值反映土壤累积性污染状况,而以土壤中重金属有效态测定值与土壤中重金属有效态临界值的比值作为评价农产品产地土壤环境质量适宜性的方法,制定了耕地土壤重金属污染监测与评价技术规程,给出了以盆栽试验为基础,小区试验进行验证,以国家食品卫生标准限量值为依据,确定土壤重金属有效态临界值的方法,并将其制定成为耕地土壤重金属临界值技术规范。与目前采用国家《土壤环境质量标准》的评价方法相比,该方法可以更好地反映土壤重金属污染与作物可食部分重金属含量的关系和农产品产地土壤环境质量对种植作物的适宜性。该方法的建立,将为《农产品质量安全法》的实施和我国目前推行的农业标准化生产奠定基础。     

韭菜重金属污染的来源与防治对策

介绍了韭菜重金属污染的来源,包括各类工业污水、汽车尾气、农药、化肥等,对不同灌溉水源与距离公路干线不同远近的韭菜田进行取样检测,结果表明,城市污水灌溉、距离公路较近的韭菜田受重金属污染较重。提出了相应的防治对策,以期为韭菜的重金属污染防治提供参考。     

添加钠基蒙脱石对重金属污染红壤的影响

[目的]研究添加钠基蒙脱石对重金属污染红壤中Cu、Zn、Pb和Cd的改良效应。[方法]以采自江西贵溪铜尾矿污染红壤为样品,通过室内恒温培养试验,设5个处理(添加钠基蒙脱石0、1%、2%、4%、8%),测定处理后各样品的土壤有效态重金属含量、水浸提液的Na+、电导率及pH值,分析它们之间相关性。[结果]添加4%和8%的钠基蒙脱石能显著降低重金属污染红壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd的含量,与对照相比,分别降低33.8%和40.2%、33.2%和37.2%、28.4%和32.7%、35.7%和34.5%;随钠基蒙脱石添加量的增加,土壤水浸提液的Na+和电导率以及土壤的pH值逐渐升高。[结论]钝化机理分析表明,重金属污染土壤添加钠基蒙脱石使土壤的pH值升高,增加土壤的吸附性能,使重金属离子与钠基蒙脱石中的Na+发生了置换反应。     

铅锌矿区土壤重金属含量及木本植物吸收特征

调查了湘西李梅铅锌矿区废弃地植物,分析了矿区植被物种组成、土壤和优势植物体内重金属含量,为铅锌矿废弃地植被恢复和重金属污染土壤的植物修复提供理论依据。结果表明,李梅铅锌矿区的高等植物共有20种,隶属12科,19属,且优势种全为木本植物,含灌木(或小乔木)、乔木、木质藤本植物;土壤重金属主要是Zn、Pb、Cd污染,且均超过国家土壤环境质量三级标准(GB 15618-1995),超标倍数分别达2.74~16.65、1.08~7.08、31.17~118.43倍,污染严重;6种优势植物除马桑(Coriaria nepalensis Wall)植物体内Zn、Pb、Cd含量较低,为Zn、Pb、Cd的规避型植物外,木蓝(Indigofera tinctoria L.)、盐肤木(Rhus chinensis Mill.)、构树[Broussonetia papyrifera(Linnaeus)L'Heritier ex Ventenat]、地果(Ficus tikoua Bur.)、两面针[Zanthoxylum nitidum(Roxb.)DC.]均表现对Zn、Pb、Cd具有一定的吸收,其中,两面针对Cd的吸收富集能力较强,为Cd富集型植物。     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

土壤重金属镉、铅污染的植物修复技术研究进展

重金属在土壤中大部分具有稳定、积累和不易消除等特点,可通过食物链的富集作用对人类产生危害.由于镉的毒性最强,铅的分布最广,所以成为重金属污染植物修复的研究重点与热点.针对目前发现的修复植物多存在生物量过低、修复种类单一等缺陷,对镉、铅污染的植物修复技术类型、原理、特点以及分子生物学等现代生物技术进行了论述与比较,并提出...     

苎麻对重金属复合污染土壤的修复效率研究

通过盆栽试验模拟了砷(As)、铅(Pb)、锌(Zn)复合污染环境,并研究了复合污染环境下不同As浓度对苎麻生长及其重金属在植株体内吸收、富集和迁移的影响。结果表明,在复合污染情况下,低浓度(≤100 mg/kg)的As对苎麻生长没有显著影响,而高浓度的As可使苎麻植株变矮、叶片易损、分蘖数及生物量减少,但仍能完成正常生理周期并且无严重毒害症状出现。由此表明,苎麻对As/Pb/Zn复合污染土壤具有一定的耐受性。且在试验条件下,苎麻植株对As、Pb、Zn的转运系数分别在0.11~2.43、0.11~1.03和0.59~1.66之间,苎麻地上部对As、Pb、Zn的富集系数分别在0.01~0.45、0.01~0.12和0.17~1.48之间,表明苎麻可作为As、Pb、Zn单一或复合污染土壤修复的植物。     

镉污染土壤钝化修复机制及研究进展

农田重金属钝化技术通过向污染土壤中添加一些活性物质,以降低重金属在土壤中的活性及生物有效性。该法不改变土壤固有的理化性状,是目前中轻度污染土壤修复较好的选择。综述了农田镉(Cd)污染常见的钝化剂种类、钝化效果及作用机制。Cd污染钝化修复剂的作用机制尚不完全清楚,其可能的机制为提供碱性环境,促进游离的Cd离子与土壤中阴离子形成一系列沉淀络合反应。钝化修复技术的优越性和局限性需要去合理控制,从而更好的治理改善Cd污染农田,为粮食安全提供保证。     

新烟碱类杀虫剂防控韭菜迟眼蕈蚊幼虫的效果及安全性研究

为了明确新烟碱类杀虫剂吡虫啉和噻虫嗪对韭蛆的防控效果及使用安全性,采用韭菜根际撒施毒土的施药方法,研究了新烟碱类杀虫剂1次用药对韭蛆的持效期和防控效果,并对韭菜产品进行农药残留检测。结果表明,韭菜萌芽或收割后2~3 d用吡虫啉或噻虫嗪630 g/hm~2撒施于韭菜根际处,对韭菜保株和防治效果分别为80.54%~95.83%和91.57%~96.36%,持效期在88 d以上,韭菜中吡虫啉农药残留低于我国农药最大残留限量(我国尚未对噻虫嗪制定最大残留限量),与常规药剂毒死蜱2 250 g/hm~2相比较,减少用药次数2~3次。示范试验结果表明,大棚韭菜扣棚前以630 g/hm~2施用吡虫啉1次,可有效控制棚中2~3茬韭菜上韭蛆危害,保株效果为81.27%~92.40%;小拱棚制种田以630 g/hm~2施用吡虫啉或噻虫嗪2次即可防控韭蛆周年危害,保株效果为87.63%~97.28%。由此可见,新烟碱类杀虫剂吡虫啉和噻虫嗪是替代有机磷药剂防治韭蛆的理想药剂。     

赤泥不同施用量在土壤-水稻系统中生态效应的研究

采用盆栽试验研究赤泥不同施用量在土壤-水稻系统中迁移、积累规律及生态效应。结果表明：在供试土壤中处理2（25g赤泥／10kg土）与其他施用量处理相比较,株高增幅为3．7～10．2cm,每盆粒重增幅为3．3～16．6g。不同处理重金属Pb、zn和cd在植物体内各部分的分布为：根〉茎〉叶〉壳〉籽粒、根〉叶〉茎〉壳〉籽粒、根〉茎〉叶〉籽粒〉壳。水稻各部位吸收的Pb、zn、cd含量都表现施用赤泥处理为比对照的要低,处理6对降低作物Ph、zn和cd含量的效果最好,显著减少了籽粒中重金属含量。各处理重金属的迁移能力由高到低的顺序为：Cd〉Zn〉Pb,六个处理比较,随着赤泥用量的增加,Cd、zn和Ph的迁移能力越低。综合考虑水稻产量、经济效益和品质认为在供试土壤上按25g赤泥／10kg土施用赤泥较为合适。     

赤泥不同施用量对镉污染稻田水稻光合特性及产量的影响

通过盆栽试验研究了赤泥不同施用量对镉污染稻田水稻光合特性及产量的影响。结果表明:赤泥施用量为50 g/盆时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗形成,提高了千粒重、结实率和每盆粒重等产量相关性状。同时得出:利用赤泥修复酸性土壤镉污染能改善稻田土壤生态环境,可实现水稻增产,但赤泥施用量要考虑水稻生长特性和栽培环境,适量施入。     

土壤Pb Cd污染的植物效应（I）——Pb污染对水稻生长和Pb含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了3种不同类型的人为污染土,即草甸棕壤(辽宁)、红壤(湖北)、灰色石灰土(广西)中不同Pb的含量(添加量为0,125,250,500,1000,2000mgPb·kg-1,Pb(OAc)2·3H2O)对水稻生长和吸收Pb的影响.结果表明,除了湖北红壤中2 000mgPb·kg-1处理使稻草干物重与对照相比减产约20%外,其余处理对稻草和稻谷产量均无明显影响.水稻吸收的Pb与土壤中的添加Pb、总量Pb(实测值)和DTPA可提取Pb含量之间均有着极显著的相关性,并由此计算了Pb的表观临界含量,其中湖北土对Pb的污染十分敏感(表观临界含量为79 mgPb·kg-1).