不同氮肥水平与外源汞的土壤效应研究

通过研究在不同含量外源汞土壤中施加不同量的氮肥,分析土壤中不同形态汞的转化状况。结果发现,施尿素0.4 g/kg(T3)能显著提高土壤活性,促进土壤中汞向有效态转化,同时可提高植物对土壤中汞的吸收;其余氮肥水平对土壤不同形态汞的转化活性依次为施尿素0.6 g/kg、施尿素0.2 g/kg、不施肥处理。     

冀西北设施菜田土壤肥力状况分析及评价

为探明冀西北设施菜田土壤肥力状况,提供土壤养分合理、科学管理的理论依据,对不同种植年限的设施菜田进行土壤取样分析。结果表明,冀西北设施菜田土壤pH平均为8.06,随着种植年限的增加土壤pH呈下降趋势;土壤电导率平均为652.9μS/cm,随着种植年限的增加菜田土壤的电导率逐渐增加,盐分在土壤中的累积量逐渐增大。冀西北设施菜田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为38.9 g/kg、104.8 mg/kg、162.4 mg/kg和284.7 mg/kg,随着种植年限的增加均呈明显积累趋势。建议施肥应根据土壤养分状况和蔬菜需肥特性,最大限度地活化和利用土壤积累态养分;进行测土配方施肥,降低设施菜田土壤酸化和盐渍化程度,提高测土配方施肥技术的生态环境效益。     

生物质炭对重金属污染土壤中汞的赋存形态及运移分配的影响

以不同用量生物质炭修复汞污染土壤为研究对象,通过盆栽方法采用BCR 3步连续提取法对土壤中Hg的赋存形态、生物可利用性及分配规律进行研究,探讨生物炭对褐土土壤Hg污染的控制效果。结果表明,生物质炭施用后明显提高了土壤p H值,平均每添加1%的生物质炭,可提高土壤p H值0.17个单位;生物质炭的添加改变了土壤中各形态Hg的分配,可有效降低水溶态Hg含量,提高残渣态和有机结合态Hg含量。平均每添加1%生物质炭,可降低重金属Hg生物有效性0.583μg/kg,说明生物质炭的添加对重金属污染土壤Hg的运移分布及赋存形态具有明显的影响,随着生物质炭添加量的增加,重金属Hg被钝化在土壤中,有效降低了植物体内、淋溶液以及挥发至大气中的重金属Hg的含量。生物质炭具有修复和改良重金属污染土壤的特征。     

不同微生物制剂对土壤中结合态Zn稳定性的影响

为了探索修复Zn污染土壤的有效途径,在4种含Zn量分别为97.4、300、600、900mg/kg的土壤中分别添加木霉菌(40g/kg)和AB菌(40mL/kg)后种植苋菜。测定结果显示,添加木霉的4种土壤中有效态Zn含量比对照分别减少了1.75%、13.9%、19.47%、14.86%,苋菜中Zn的富集量比对照分别提高了56.4%、37.4%、25.23%和47.06%;添加AB菌的4种土壤中有效态Zn含量比对照分别提高了15.79%、31.02%、26.55%和17.75%,苋菜中Zn的富集量比对照分别提高了47.73%、33.8%、29.99%、41.17%。这些结果表明AB菌和木霉菌对土壤中有效态Zn含量的影响存在差异,不同微生物菌剂对土壤重金属有效态的影响不同,选择合适的微生物菌剂,对重金属污染土壤的微生物修复具有重要意义。     

生物炭基复合材料对酸性污染土壤汞钝化的初探

【目的】探究不同生物炭与聚丙烯酰胺（PAM）复合对汞污染土壤的钝化修复效果。【方法】以贵州万山汞矿区中度汞污染酸性土壤为研究对象,将玉米秸秆生物炭、牛粪生物炭、药渣生物炭分别与聚丙烯酰胺按7∶3质量比混合处理,得到了玉米秸秆生物炭基复合材料、牛粪生物炭基复合材料、药渣生物炭基复合材料,通过土培盆栽试验,以不施用生物炭基复合材料为对照（CK）,研究了3个施用比例（1%,3%,5%）生物炭基复合材料对土壤有机碳含量、pH、汞形态、有效态汞含量和小白菜各部位汞含量及土壤酶活性的影响。【结果】与单一生物炭相比,生物炭基复合材料比表面积和孔径明显增加。施用生物炭基复合材料可有效提高土壤有机碳含量和pH值,且以施用比例为5%药渣生物炭基复合材料处理最佳,此时土壤有机碳含量和pH分别较对照提高426.36%和20.95%。不同种类生物炭基复合材料及其施用比例处理土壤中不同形态汞的比例存在差异,3种生物炭基复合材料处理的水溶态汞、可交换态汞所占比例分别较对照降低60.35%～87.03%,40.54%～75.58%,强有机结合态汞和残渣态汞分别较对照增加41.99%～125.96%,25.77%～34.18%,其中药渣生物炭基复合材料处理更有利于促进土壤水溶态汞、可交换态汞向残渣态和强有机结合态汞转化。与对照相比,不同种类生物炭基复合材料处理土壤有效态汞含量均显著降低了41.33%～74.67%,且土壤有效态汞含量随着生物炭基复合材料施用比例的增加而下降;施用生物炭基复合材料显著降低了小白菜地下根部及茎叶部的汞含量,且当施用比例为5%时,药渣生物炭基复合材料处理小白菜根部汞含量和茎叶汞含量分别较其他2种生物炭基复合材料下降幅度大。相关性分析结果表明,小白菜根部及茎叶部汞含量与土壤有效态汞含量均呈极显著正相关关系,而与土壤pH、有机碳含量呈显著或极显著负相关关系。与对照相比,施用生物炭基复合材料均可显著提高土壤酶活性,且随着施用比例的增加,土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈现先增后减的趋势,而土壤脲酶活性则表现为逐渐增加的趋势。【结论】生物炭基复合材料对中度汞污染酸性土壤具有明显的钝化修复效果,其中以施用比例为5%的药渣生物炭基复合材料的修复效果较优。     

腐殖酸对贵州万山地区土壤中汞赋存形态的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度(1%C、1.5%C、2%C)腐殖酸(HAs)活性组分(富里酸FA,胡敏酸HA)对含汞土壤中汞赋存形态的影响。结果表明,HAs的添加可以显著降低土壤水溶态汞和交换态汞的含量,增加土壤碱溶态汞和有机结合态汞的含量,从而有效降低土壤汞的生物有效性,但不同腐殖酸浓度与组分对土壤汞形态转化的影响不一。与对照CK相比,不同浓度FA和HA作用下土壤水溶态汞和交换态汞在45 d内分别下降了6.28%～7.05%、13.25%～15.89%和7.32%～7.46%、14.26%～16.7%;而土壤碱溶态汞和有机结合态汞在45 d内分别上升了13.03%～16.24%、14.33%～17.27%和2.52%～8.67%、15.96%～19.16%。     

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。     

青岛市设施蔬菜施肥现状与土壤养分状况

对青岛市设施蔬菜施肥现状与土壤盐分、酸碱性和肥力状况进行了研究。结果表明,设施栽培黄瓜、番茄氮、磷、钾肥施用均明显过量,黄瓜N、P2O5、K2O用量分别平均为1 841.5、864.0、1 978.7 kg/hm2,盈余量分别平均为516.7、544.9、1 096.4 kg/hm2;番茄N、P2O5、K2O用量分别平均为1 437.0、834.0、1 644.0kg/hm2,盈余量分别平均为487.9、646.9、914.2 kg/hm2;施肥中有机无机肥料养分比例较为合理。设施菜田土壤有机质含量低于临界值（20 g/kg）的土样数占总土样数的42.9%,处于较高水平（30～40 g/kg）以上的仅为11.4%;土壤NO3--N含量变异大（变异系数为75.8%）,低于临界值（50 mg/kg）的土样数占40.0%,居于高含量水平（≥150 mg/kg）的占20.0%;土壤速效磷含量居于高水平（≥150 mg/kg）的土样数占74.3%;80%的地块土壤速效钾含量属较高以上水平;土壤有效Fe、Mn、Cu和Zn含量普遍处于高或较高以上含量水平;土壤盐分含量普遍较低;土壤有向酸性变化的趋势。设施菜田土壤盐分、酸碱性和肥力状况区域分异明显,莱西市的土壤pH值及盐分、有机质、硝态氮与速效磷、有效Cu和Zn含量均较高;胶州市的土壤盐分、有机质、硝态氮及速效磷、有效Cu、Fe和Zn含量均较低。青岛设施菜田应大力推广测土配方施肥,定点安排有机肥、N、P2O5、K2O肥用量试验,确定适宜用量,同时加大有机肥投入,推广水肥一体化、秸秆生物处理等新技术,进而提高肥料利用率和生态经济效益。     

夏填闲作物不同密度种植对设施土壤磷素的吸收与磷风险阻控

降低设施菜田磷面源污染对提升菜田土壤质量意义重大。以甜玉米为供试材料,设计常规密度(TZ)、高等密度(TG)、超高密度(TC)3个不同栽培密度处理,研究不同种植密度处理对设施菜田土壤磷素吸收与风险阻控的影响。试验结果表明,TC处理总生物量显著高于TZ处理,总生物量达24 485.50 kg/hm~2。TC、TG处理的总吸磷量显著高于TZ处理,TC处理吸磷量最高,达92.56 kg/hm~2。在0～30 cm土层,与种植前期相比,后期TG处理的表层土壤有效磷含量的降幅最大,为18.1%,且对下层土壤有效磷含量降低更为明显。在常规休闲期种植高密度填闲甜玉米可作为缓解和阻控设施菜田土壤磷面源污染的有效途径。     

添加外源耐砷菌与零价铁对土壤砷有效性和形态的影响

采用室内土壤培养试验,探讨了外源添加耐砷真菌棘孢木霉（Trichoderma asperellum L.）和零价铁对土壤砷的有效性和形态转化的影响。结果表明：向污染土壤中添加耐砷真菌棘孢木霉后,随着培养时间的延长,土壤中水溶态砷和NaHCO3提取态砷含量均呈稳定增加趋势,耐砷真菌促进了土壤中砷的溶出和释放; 培养30 d时,耐砷菌处理土壤有效砷含量比同期对照增幅达3.9%~10.7%,水溶态砷以As（Ⅴ）为主,未检测到As（Ⅲ）、一甲基胂（MMA）、二甲基胂（DMA）等其他形态的砷;随着外源零价铁的加入,土壤中砷的活性大大降低,其有效砷含量降幅为76.5%~90.4%;在耐砷菌与零价铁联合作用下,相比于单纯的零价铁处理,土壤有效砷含量显著增加（P<0.05）,因耐砷真菌棘孢木霉的加入导致零价铁对土壤砷的固定效率下降7.0%~11.1%。耐砷菌导致土壤砷活化可能主要与残渣态向非专性吸附态砷的转化等过程有关,外源零价铁对土壤砷的固定作用可能与非专性吸附态向无定形及弱晶质氧化物结合态、残渣态砷等转化过程相关;耐砷菌的加入抵消了零价铁对土壤砷的部分固定效果,但短期内（<30 d）不会构成大的影响。     

贵州某燃煤电厂周边环境中汞污染调查研究

根据贵州某燃煤电厂所处的地形及气象条件,采集燃煤电厂周边环境中的玉米及表层土壤样,用ASF-930型双道原子荧光光度计测量了样品中Hg元素的含量,并应用地统计学方法分析了电厂周边表层土壤中Hg含量的空间分布特性。结果表明:电厂周边玉米样中Hg含量在0.011～0.119mg/kg,平均值为0.081mg/kg;土壤样Hg含量为0.092～0.320mg/kg,平均值为0.178mg/kg,高于贵州(0.102mg/kg)、全国(0.042mg/kg)和世界(0.030mg/kg)土壤中的平均值,低于《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中的二级标准值(pH值在6.5～7.5,Hg≤0.5mg/kg);周边土壤环境中Hg含量的空间分布表现出大致的条带状分布格局,未表现出明显的汞污染特征。通过对电厂脱硫石膏、飞灰、原煤、石灰石的汞含量分析发现,ESP+WFGD烟气净化系统对燃煤烟气中的汞具有一定的脱除作用。     

汞对土壤酶活性的影响

【目的】研究Hg对不同土壤酶活性的影响,探讨其中对Hg敏感的酶类,为土壤重金属污染的监测评价及修复等提供依据。【方法】通过室内模拟试验,以催化C、N、P、S等循环的土壤酶为对象,较为系统地探讨了3种土壤类型（红壤、褐土、风沙土）6个土样在不同含量Hg下的土壤酶效应。【结果】不同土壤酶类受Hg影响的规律有明显差异,1、2、4号土样转化酶活性在Hg含量较低时（0.5 mg/kg）有所升高;随着Hg含量的增加,土壤转化酶、脲酶、脱氢酶、芳基硫酸酯酶和磷酸酶均受到不同程度的抑制。上述5种酶活性及总体酶活性与Hg含量间呈显著或极显著负相关,说明它们在一定程度上可表征土壤的Hg污染程度。供试土壤Hg轻度污染的生态剂量（ED₁₀）为0.03 mg/kg。Hg对绝大多数酶活性表现出完全抑制作用（包括竞争性抑制和非竞争性抑制）。【结论】脱氢酶受Hg的抑制程度较大,表明其对Hg较为敏感,因此其可作为Hg污染的监测指标。     

新余市土壤汞现状分析

以江西省新余市为研究区,应用原子吸收分光光度法(AAS)对辖区不同位置土壤中的总汞(THg)进行了测定。结果表明:新余市土壤的重金属汞平均含量为0.066 mg/kg,各样点汞含量变化范围0.014~0.172 mg/kg,可认为调查区土壤汞含量尚未达到危害生态环境的污染水平;4个样点区中,汞含量均值大小排列次序为:分宜县>渝水区>高新开发区>仙女湖区。不同土壤类型汞含量范围为0.025~0.119 mg/kg,其对应类型汞含量表现为:石灰土>山地黄壤>潮土>水稻土>红壤>红色石灰土;在不同土地利用方式下,汞含量表现为:工矿区(0.129 mg/kg)>宜林地>水稻田>荒地>菜地>旱地(0.028 mg/kg)。由于没有很显著的污染源,其值不高,污染较轻微,但有增加趋势,其污染和控制有待进一步研究。     

印度芥菜和蜈蚣草对外源汞胁迫的生理生化响应

土壤汞污染是当前全球环境问题之一,研究植物对土壤中汞的吸收积累及生理生化响应特征,其结果对于贵州土壤汞污染治理具有重要意义.以印度芥菜和蜈蚣草为试验材料,研究施加不同浓度(0、0.5、5、15 mmol/L)外源汞(HgCl2)条件下,两种幼苗汞积累及生理生化响应特征.结果表明:外加0.5 mmol/L汞溶液培养7d后,印度芥菜的叶面积为1.91 cm2,显著高于其他处理;CAT活性和MDA含量随着处理汞浓度升高而升高,当外加15 mmol/L汞后,两者均达到最大值,此时植株地上部分汞含量也达到最大值11 537.8 mg/kg;相反SOD活性呈下降的趋势;在外加5、15 mmol/L汞溶液培养7d后,地上部分汞含量分别为10 141.8、11 537.8 mg/kg,显著高于CK,当培养延长至14d后,积累的汞含量相对培养7d后有所下降.对蜈蚣草而言,外加5 mmol/L汞培养7d后,地下鲜重显著增加;同时,地上部分汞含量达到最大值(1 241.870 mg/kg);延长培养时间后,地上和地下部分汞含量迅速增加;随着处理汞浓度和茎内汞含量的增加,CAT活性和SOD活性逐渐降低,而MDA在培养初期增加,后期降低.研究表明,印度芥菜和蜈蚣草可作为土壤汞污染的修复植物,印度芥菜地上吸收的汞高于蜈蚣草,但蜈蚣草更容易忍受土壤汞胁迫.     

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。     

腐殖酸对土壤汞向植株迁移的影响

通过莴笋盆栽试验,研究了腐殖酸对土壤汞向植株迁移的影响,结果表明：腐殖酸的施用可抑制土壤汞向植株迁移,对土壤汞的最大固定率超过90%;但不同种类的腐殖酸对土壤汞迁移的抑制作用不同,胡敏酸的抑制作用强于富里酸。     

(微)塑料污染对土壤生态系统的影响:进展与思考

近年来土壤重金属污染已经成为全球性的环境问题。而汞作为五大毒性重金属元素之一,其在土壤中的迁移转化不仅会影响作物的正常生长,还会对农产品质量和安全造成严重威胁。土壤pH是影响汞迁移转化的重要因素之一,对其作用机理的不断探索已经成为近年来的研究热点。本文在前人的研究基础上,概述了土壤中汞的来源、危害及存在形态,并从汞的生物有效性及迁移转化过程两个方面详细阐述了土壤pH对汞迁移转化的影响机制。研究表明,酸性条件可能会使土壤中有效态汞的含量增加,进而导致其生物有效性提高,迁移能力增强;土壤pH对汞迁移转化过程中吸附-解吸的影响较大;土壤pH对汞迁移转化过程中络合-螯合、氧化-还原及甲基化反应的影响机理分别体现在离子竞争吸附、价态变化及甲基化促使因子的合成等方面。最后对今后的研究方向作出展望,旨在为汞污染土壤的修复与治理及汞污染扩散模型的建立提供参考依据。     

生物炭对Cd/Hg污染沙土上菠菜生长的影响

榆林能源矿产资源富集一地,使得重金属污染物进入农业环境,尤其Cd、Hg污染较为严重,受污染土壤极大地降低了农作物品质,并通过食物链影响人们的身体健康。因此,本试验以菠菜为供试作物,研究三种添加量生物炭对镉/汞污染沙土及菠菜生长发育的影响,结果表明：不同添加量生物炭对不同处理土壤及种植菠菜生长发育的影响不同,但均有改良作用。但5%生物炭对镉/汞复合污染下土壤上菠菜生长影响效果最明显。(1)不同添加量生物炭对不同处理土壤菠菜生长均有促进作用。5%生物炭可显著提高镉/汞污染沙土菠菜的生理生长指标,包括株高、茎粗、叶长、叶宽及叶绿素含量、蒸腾速率、光合速率、胞间CO₂、气孔导度等。(2)不同添加量生物炭均可改善菠菜的品质,尤其对于镉/汞复合污染沙土,5%生物炭处理时菠菜可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量最大,较CK分别增加11.9%、34.4%、11.8%,草酸含量降低24.7%;而对于原始沙土、单Cd污染和单Hg污染沙土下种植菠菜,可以通过添加10%的生物炭进行改善品质。