不同磷肥浓度下土壤-水稻系统重金属的时空累积特征

针对磷肥是水稻田重金属污染的主要来源,采用田间试验与室内分析相结合的研究方法,在吉林省九台市饮马河老稻田区,开展5种磷肥浓度处理对土壤-水稻系统重金属Cd和Pb的时空累积、分布特征研究.结果显示,磷肥中Cd和Pb含量高于土壤背景值,但没有超出国家土壤环境质量(二级)限定范围.磷肥施入土壤后,部分滞留在土壤里,少量向地上部分迁移.水稻根部累积重金属含量较高.随水稻生育期的变化,成熟期重金属在根、叶和籽实累积量最大,茎的重金属累积量在孕穗期达到最大.重金属Cd在水稻各器官的迁移能力为根>籽粒>叶>茎,Pb的迁移能力为根>叶>籽粒>茎,Cd在水稻地上部分的迁移能力要明显强于Pb.磷肥施用量和重金属含量的关系可用线性回归方程来模拟,相关性检验显示重金属累积量与磷肥施用浓度均达到显著相关(P＜0.01)(除根中Cd含量与磷肥浓度达到0.05显著水平),说明水稻栽培生产中过量使用磷肥,能产生重金属对土壤和稻米的污染,进而导致重金属对人畜健康的潜在威胁.     

矿区重金属在土壤-作物系统迁移行为的研究——以辽宁省青城子铅锌矿为例

应用野外调查的方法，研究了辽宁省青城子铅锌矿矿区土壤中Cd、Ph、Cu、Zn的污染状况以及在主要栽培作物玉米的根、茎、叶、轴心和籽实不同器官中的积累规律。调查结果表明，矿区土壤重金属含量的大小为Zn〉Pb〉Cu〉Cd；用重金属污染指数对矿区土壤的污染程度进行评价，其污染指数的大小为Cd〉Pb〉Zn〉Cu，Cd含量已超过土壤环境质量的三级标准，污染程度最重；重金属在玉米体内的含量为Pb〉Zn〉Cu〉Cd，4种重金属元素在玉米不同器官中的积累均为根中含量最高，籽实中最低，玉米籽实中Dd和Ph分别超出食品卫生限量标准的1．5和2倍，而Zn和Cu的含量未超标。     

河北省典型污灌区土壤和植物重金属累积特征研究

利用田间调查、对比采样和室内分析相结合的方法,研究了河北省典型污灌区土壤和农作物的重金属污染状况。结果表明：与清灌区相比,污灌区土壤的Cu、Zn、Pb、Cd和Cr均有不同程度的积累,且存在个别样点土壤重金属Cd超标的情况。污灌区土壤Cd和zn含量沿汶河流域自上向下呈明显的下降趋势。4个污灌县土壤主要以Cd累积比较明显。玉米秸秆中的Cu、Zn、Pb、Cd和Cr含量均高于籽粒;小麦秸秆中的Pb、Cd和Cr含量均高于籽粒,Cu含量与籽粒基本相当,Zn含量则明显低于籽粒。污灌区重金属从土壤向小麦籽粒的迁移能力高于玉米。玉米和小麦籽粒对重金属的吸收能力均为Zn〉Cd〉Cu〉Pb〉Cr。     

羟基磷灰石对铅、镉在土壤-水稻体系中吸收和转移的影响

为研究羟基磷灰石(HAP)对Pb、Cd在土壤-水稻系统中转移的影响,在Cd-Pb-Zn复合污染的土壤中施用不同用量(0、2、4、8、16、32 g·kg~(-1))的羟基磷灰石,进行了水稻的盆栽试验。结果表明,施用HAP显著提高了土壤pH,使水稻分蘖期和成熟期土壤中有效Pb含量分别降低13.47%~44.38%和8.72%~40.10%,使有效Cd含量分别降低9.75%~42.20%和8.50%~45.79%;施用HAP使宜优673糙米Pb含量降低了17.55%~88.74%,但使糙米Cd含量增加了45.63%~148.2%;施用HAP使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、成熟期从叶到糙米Pb的转移系数分别降低26.35%~71.62%、28.42%~74.74%和25.49%~82.35%,但使成熟期Cd从叶到糙米的转移系数增加了48.78%~182.93%。另外,施用HAP后土壤有效Zn含量也有所降低。以上结果说明,HAP通过降低土壤中Pb的有效性和抑制分蘖期Pb从茎到叶及成熟期从茎和叶到糙米的转移能力来降低籽粒中Pb的富集;HAP虽可以显著降低土壤中Cd的有效性,但成熟期Cd从叶到糙米转移能力的增强以及Cd、Zn之间可能的交互作用导致了籽粒中Cd的增加。因此,评价土壤重金属钝化剂的效果时不仅要考虑其对土壤重金属的钝化效果,也要考虑其对重金属在植物体内转移和分配的影响。     

不同钝化剂对污染土壤中多重金属的固定

采用钝化剂培养试验,研究施加沸石、石灰、赤泥和花生壳炭4种钝化剂对酸性多重金属污染土壤Cd、Pb、Cu和Zn的固化效果,以期筛选出对其固定效果较好的钝化剂。结果表明:施用沸石、石灰、赤泥和花生壳炭土壤pH值分别显著升高0.51～1.02、0.82～1.29、0.72～0.89和0.30～0.35;4种钝化剂对土壤中Cd和Zn固化效果的影响依次为石灰赤泥沸石花生壳炭,对Pb固化效果的影响依次为赤泥石灰沸石花生壳炭,对Cu固化效果的影响依次为赤泥石灰花生壳炭沸石;土壤CaCl_2提取态Cd、Pb、Cu和Zn含量随着4种钝化剂施用量的增加而降低,石灰和赤泥对Cd、Pb、Cu和Zn均有较好的固定效果,施加低量(2.5 g/kg)石灰和赤泥土壤CaCl_2提取态Cd、Pb、Cu和Zn含量降低程度分别在41%、84%、76%和83%以上。可知,土壤pH值与CaCl_2提取态Cd、Pb、Cu和Zn含量均呈显著负相关(P 0.01),石灰和赤泥在低施用量时对酸性多重金属污染土壤Cd、Pb、Cu和Zn具有的固定效果。     

三门湾沉积物重金属污染及其潜在生态危害评价

沉积物重金属污染对水生生态系统具有潜在危害。对取自三门湾的10个表层沉积物中的重金属（Cu、Ph、zn、cd、Hg、cr、As）元素进行了分析,探讨了其空间分布,运用Hakanson潜在生态危害指数法,评价了表层沉积物中重金属的富集程度和潜在生态风险。结果表明：三门湾表层沉积物中Cu、Pb、zn、Cd、№、cr、As等重金属含量分布无明显规律;7种重金属中,以cr的污染程度最高,平均污染系数为1．30,重金属污染程度由高到低依次是：Cr〉zn〉cu〉Pb〉As〉Hg〉Cd;潜在生态危害评价显示,重金属元素的潜在生态危害均属轻微,潜在生态危害程度顺序是Hg〉Cd〉As〉Cu〉Pb〉Cr〉Zn,对三门湾生态环境具有潜在影响的重金属元素主要是Hg。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究(英文)

[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90d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。     

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。     

巨菌草的重金属富集特性及对土壤的修复效果

在重度Cd污染农田建立巨菌草土壤修复长期观测点,研究巨菌草吸收、积累重金属的特性及对土壤重金属污染的修复效果。在Cd和Hg复合污染的酸性土壤中迚行巨菌草植物修复试验,设置巨菌草和巨菌草加纳米重金属寈集剂2个处理。结果表明:巨菌草根、茎、叶中Cd含量依次降低,Pb、Cr、Hg含量在根中最高,茎中最低,叶、根、茎中As含量依次降低;茎中Cd积累量大于叶,叶中Cr积累量大于茎,Pb、As和Hg为叶积累型,80%以上积累在叶片中;Cd的初级迁移系数分别是Pb、Cr、As的4.2、7.2、2.4倍,Cd由根向茎的迁移能力最强;Pb、As和Hg的次级迁移系数分别为Cd的8.4、8.8、12.7倍,由茎向叶的迁移能力大于Cd;Cr在巨菌草植株中的移动性最差;巨菌草地上部Cd寈集量为82.96g/hm2,Cd的生物寈集量系数达38231kg/hm2,土壤Cd提取效率为1.699%;修复土壤Cd含量较背景值降低2.90%;添加纳米重金属寈集剂的巨菌草的Cd、Pb、Cr、As的转运量系数分别提高5.09%、30.88%、4.48%、49.72%,次级迁移系数分别提高11.39%、45.25%、59.52%、53.58%,可见,纳米重金属寈集剂促迚重金属元素在植物体内的迁移。在Cd单一污染的酸性土壤中迚行巨菌草植物修复试验,设置巨菌草和空白对照2个处理。结果表明:巨菌草修复土壤As、Hg、Cd、Pb、Cr含量比CK的分别下降6.16%、4.75%、4.91%、2.77%、2.42%,其中Pb、Cr、As、Hg的含量与CK之间的差异有统计学意义(P1%);空白对照土壤Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量较背景值分别增长3.89%、1.98%、8.10%、0.74%、20.36%,说明大气沉降等环境因素对农田土壤重金属积累具有重要影响。     

土壤水稻体系总铅含量的测定及其相关性研究

本文对韶关地区土壤及其水稻不同部位的铅含量进行了采样测定．分析了水稻中重金属铅含量与其土壤的关系。结果表明。水稻不同部位中铅的含量不尽相同,其根、茎、籽粒及叶中的铅含量依次为：根〉茎〉籽粒〉叶,且与土壤中的铅含量呈正相关．说明水稻中金属铅含量与其生长环境密切相关,水稻对金属铅具有一定的富集性。为土壤的使用、修复处理及水稻生长机制的研究提供了借鉴。     

有机肥对Cd、Pb复合污染酸性土壤生物特性和油菜生长的影响

采用盆栽试验,研究了不同添加量(0、2.5%、5.0%、10.0%)有机肥对镉(Cd)、铅(Pb)重金属污染酸性土壤生物特性和油菜生长的影响,以期为阻控Cd、Pb迁移和油菜安全生产提供技术指导。结果表明,土壤p H值、酶活性(过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶和淀粉酶活性)、微生物多样性及油菜生物量总体上均随有机肥添加量的增加而显著增加,而土壤中Cd、Pb有效态含量及油菜各组织重金属含量均随有机肥添加量的增加而降低,10.0%有机肥处理效果最好;主成分分析结果表明,有机肥改良处理的聚类结果与油菜的生长及土壤各项指标的变化规律相吻合;在各项指标中,影响油菜生长的主要因子为Pb有效态含量,其次为Cd有效态含量,说明降低土壤中重金属有效态含量可以有效缓解对作物的毒害。     

堆肥污泥重金属在黄土层中的淋溶迁移试验

采用经强化重金属后的堆肥污泥作为淋溶土柱的重金属来源,通过土柱淋溶试验,研究了堆肥污泥Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 5种重金属在黄土层中的垂直迁移特征,探讨了堆肥污泥施用量及不同淋溶水量对黄土层中重金属迁移分布的影响。结果表明,Cd、Ni的淋溶迁移性较好,Pb、Cu、Zn整体迁移性较差。Cd和Cu随淋溶水量增加淋出作用明显增强,增大淋溶水量对Ni和Pb的淋出影响无明显增强,表层土中Zn、Ni、Pb含量随淋溶水量增大而累积,深层土情况各异。     

Effects of Biogas Slurry Irrigation on Heavy Metal Contents in Soils

[目的]为研究沼液灌溉对土壤中重金属含量的影响。[方法]采用盆栽控制灌溉方法,分层研究土壤中 Cu、Zn、Pb、Cd、Cr含量的变化。[结果]沼液原液和稀释30倍沼液灌溉都会增加土壤中 Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的含量,其中短期内重金属 Cr存在局部超标的可能。沼液灌溉增加了 Cu在土壤中向下的迁移速度,降低了 Zn在土壤中向下的迁移速度。[结论]沼液灌溉会对土壤中重金属含量造成影响,长期使用会引起在土壤中的累积。     

接种丛枝菌根对复垦矿区玉米中重金属含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了不同培养基质条件(10cm土5cm尾矿、8cm土7cm尾矿、5cm土10cm尾矿)下,接种丛枝菌根真菌和不接种菌根(对照)两种处理对玉米的生物量及植株对重金属元素吸收的影响。结果表明,无论接种与否,植株的生物量都随覆土厚度增大而增大;接种菌根处理中,植株地上部Cr、Cd、Pb等重金属元素的含量比对照处理均有明显降低。植株地上部Pb、Zn、Cu等元素的带走量,接种菌根处理的植株均比其相应的对照处理明显增多,而植株没有表现出受害症状,表明接种菌根可以显著提高玉米植株地上部对重金属的抵抗作用。接种菌根处理的植株中Cd、Cr、Pb、Zn的带走总量均高于对照处理,但因它们绝大部分结合在根部,向植株地上部分的转运受到抑制,而减轻了对人畜的危害。     

皇竹草(Pennisetum hydridum)对施用重金属污染的鸡粪和污泥的响应及其污染修复效应

采用土壤盆栽试验的方法,以重金属Zn、Cu、Pb 和Cd污染的鸡粪和污泥为肥料,分别与赤红壤土按1∶9的比例混合后作为栽培基质种植皇竹草,研究其对皇竹草生长发育的影响及皇竹草吸收重金属的能力。试验结果表明,通过种植皇竹草可实现对土壤中各重金属有效的提取,其中根部和茎秆是主要累积重金属的器官。各处理组的皇竹草生长状况良好,其中施肥处理对皇竹草生长具有显著的促进作用。秋季种植的皇竹草于200 d生长后,鸡粪处理、污泥处理和空白对照组的每蔸生物量分别达736.56±29.21、99.99±32.01 g和466.89±37.08 g。各处理组皇竹草对栽培基质中重金属Zn、Cu、Pb 和 Cd的提取率分别达到1.90%~4.52%、3.96%~5.72%、0.53%~1.24%和10.34%~17.14%。其中对重金属Zn、Cd和Pb吸收量在鸡粪处理组中达到最大值分别为89.74、0.68 mg和19.18 mg,而Cu吸收量在污泥处理组达到最大值为16.84 mg。可见,皇竹草能有效提取栽培基质中较高浓度的重金属,是修复重金属污染土壤的可行材料。     

石灰与泥炭配施抑制小白菜对重金属的吸收

采用盆栽方法研究在 Cd、Pb、Zn污染土壤上 ,石灰和泥炭配施对春小白菜吸收重金属元素 (Cu、Zn、Cd、Pb、Fe、Mn )的影响 .结果表明 :石灰、石灰加低量泥炭、石灰加高量泥炭处理均显著抑制小白菜对重金属的吸收 ,泥炭对石灰的效果没有负面影响 .土壤有效态 Zn、Cd、Pb含量与土壤 p H呈极显著的负相关 (R2为 0 .78* * * -0 .84* * * ) ,与小白菜茎叶 Cd、Pb、Zn的含量则呈极显著正相关 (R2 为 0 .45 * *-0 .86* * *) .而茎叶 Cd、Pb、Zn的含量与土壤 p H呈极显著的二项式相关 (R2 为0 .87* **-0 .95 * * *) ,茎叶 Zn、Cd、Pb的含量先是随 p H的升高而下降 ,而当 p H升到 6.7左右后 ,其含量又所有回升     

Cd、Pb单一及复合污染对花叶冷水花生长的影响及其积累特性研究

以盆栽花叶冷水花为试验材料,用不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理,研究植物的生长变化及其体内Cd、Pb的积累和迁移。结果表明,随着Cd、Pb单一处理浓度的升高,花叶冷水花地上部和根部的干重以及根系耐性指数都表现为先增加后降低;Cd-Pb复合处理各浓度下,生物量均小于对照,根系耐性指数也逐渐变小。在3种处理条件下,花叶冷水花的叶、茎、根对Cd、Pb的吸收都表现为随着处理浓度的升高而上升的趋势,重金属在根内的积累量大于茎和叶;复合处理时,叶、茎、根对Cd、Pb的吸收量相比同水平单一处理时都有不同程度的提高,且地上部Pb迁移总量增幅较大,说明花叶冷水花对修复重金属复合污染的土壤具有一定潜力。     

沈抚灌区农田土壤重金属污染时空变化特征及生态健康风险评价

以东北典型污灌区——沈抚灌区农田土壤为研究对象,在收集整理沈抚灌区自20世纪末停灌后不同时期土壤重金属污染情况的相关文献报道后,沿灌渠主干以行政村为单位布设取样点28个,利用原子吸收分光光度法、数理统计法、空间插值法等研究了重金属元素Cd、Pb、Cu、Zn在灌区农田土壤和农作物中的污染现状及时空分布特征,并利用内梅罗污染指数法、EPA人体暴露风险评价法及潜在生态危害指数法对污灌区重金属污染土壤及农产品的潜在健康风险进行评价。结果表明:灌区土壤重金属的平均浓度为:Cd 0.60 mg·kg~(-1)、Pb 38.76 mg·kg~(-1)、Cu 22.39 mg·kg~(-1)、Zn 57.64 mg·kg~(-1),其中Cd含量超过了国家土壤环境质量二级标准;与文献报道该灌区近15年来土壤重金属污染情况相比,土壤中Cu、Zn含量明显降低,而Cd、Pb含量并无显著变化;土壤中4种重金属元素的空间分布特征各异,灌区土壤重金属综合污染水平属于轻微污染;Cd、Pb在玉米中残留浓度超过国家食品安全限值,对人摄食途径存在健康风险,尤其是Cd具有较强的潜在生态危害性。