双孢蘑菇菌渣还田下水稻土Cu、Cd、Pb、Zn相关性分析及污染评价

为探究菌渣直接还田是否会给农田土壤带来潜在的重金属污染,在稻麦轮作条件下采用定位随机区组设计,共7个处理,包括CK（对照,不施肥）、T1（化肥提供100%纯N）、T2（菌渣提供100%纯N）、T3（菌渣提供120%纯N）、T4（菌渣提供140%纯N）、T5（菌渣提供100% P₂O₅）和T6（菌渣提供100% K₂O）,研究各处理下水稻土0~20 cm土层Cu、Cd、Pb和Zn含量变化情况,应用污染负荷指数法和潜在生态风险评价法对该层土壤进行污染评价,运用Pearson相关分析和聚类分析探究菌渣还田下水稻土重金属来源与菌渣的关系。结果表明,稻麦轮作后,水稻土重金属含量随菌渣施入量的增多而增大。污染评价结果说明,T1和T4处理给水稻土带来的重金属污染威胁及生态风险较严重,而T5处理带来的污染威胁和生态风险较轻微。经相关性分析得到,菌渣可能成为Cu、Pb和Zn来源。稻麦轮作时利用菌渣替代磷肥配施适量化肥可降低菌渣和化肥较高的重金属风险,有利于农业生产土壤资源的可持续利用。     

辣椒产地土壤重金属潜在生态风险评价——以贵州省百宜镇为例

辣椒对土壤重金属有较强的富集性,辣椒产地土壤重金属风险评价对区域辣椒绿色生产和食品安全至关重要.选择全国著名的地方特色辣椒产地贵州省百宜镇作为研究区,采集该区辣椒耕地表层(0~20cm)土壤样品125个,分析土壤重金属Cd,Pb,Cr,Cu和Zn质量分数,并采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对5种重金属污染状况和潜在生态风险进行分析和评价.结果表明:研究区土壤Zn,Cr,Pb,Cu,Cd质量分数平均值分别为116.50,73.11,55.76,33.53,0.45mg/kg,除了Cd元素,其余4种重金属平均质量分数均低于国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)二级标准;从空间分布看,土壤Cd,Pb,Cr,Cu和Zn质量分数研究区北部高于南部,东部高于西部;以国家二级限量值为评价标准,研究区96%以上的样点土壤Pb,Cr,Cu和Zn污染均属于安全级别,79.2%的样点土壤属于Cd轻度污染级别,5种重金属综合污染程度为轻度;研究区土壤重金属潜在生态风险程度从大到小依次为Cd,Pb,Cu,Cr,Zn,5种重金属综合生态风险程度为轻度.目前,百宜镇辣椒地土壤重金属Cd,Pb,Cr,Cu和Zn污染程度较轻,潜在生态风险处于可控范围内,基本不会对当地的辣椒种植和生态环境产生影响.     

武清区典型蔬菜种植区土壤重金属的风险评估和空间分布特征

重金属污染已严重危害人类健康与粮食安全,为探明不同时期土壤重金属动态变化规律,采集了天津市武清区的95个农田表层土,并对样品中Pb、Cu、Cr、Ni、Zn、Cd和As的含量进行测定。基于地统计法分析农田土壤重金属空间分布规律,探讨2005年和2019年土壤重金属的累积、潜在生态风险以及土壤中重金属的空间分布特征。结果表明,除Ni以外,重金属Pb、Cu、Cr、Zn、Cd和As随着时间的推移累积污染不断增加。地累积指数和潜在生态风险指数结果表明,Cd和As是研究区生态风险的主要贡献者。2005年和2019年重金属空间特征表明,Cu、Cr、Ni、Zn和As具有相似的空间分布,高值区集中在研究区的西南部,Pb的高值区呈现面源污染,而Cd呈现明显的点源污染。研究区Cu主要受农业施肥的影响,Zn主要受农业施肥和污水灌溉的双重影响,As、Ni和Cr的污染主要来自成土母质,Cd可能来源于工业活动,Pb归因于交通尾气的排放。研究表明,武清区典型蔬菜种植土壤重金属累积的主要原因是工业排放以及污水灌溉。本研究明确了天津市武清区的土壤重金属空间分布特征及污染源,可为研究区污染控制和生态保护提供理论依据。     

规模化猪场灌区土壤重金属污染特征及风险评价——以重庆市某种猪场为例

为了解长期猪场粪污灌溉带来的土壤重金属污染特征和风险,依托于重庆市某种猪场,采集其粪污灌溉区16个土壤样品,测定了Cu、Zn、Cd、Pb的全量,并运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、地累积指数法评价了重金属污染状况,同时测定各重金属的分形态含量,评价了重金属的生物有效性和潜在生态风险。结果表明:灌区土壤呈弱碱性,Cu、Zn、Cd、Pb的平均含量分别为30.80、91.33、0.55、29.34 mg·kg~(-1),均超过了区域背景值,但不超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)二级标准。变异系数CdCuZnPb,其中Cd和Cu达强变异性水平。部分采样点的Cd含量高,已达到中等污染水平,土壤未受到Cu、Zn、Pb的污染。土壤中Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在,其分别占总量的85.52%、68.40%、56.55%,Cd主要以可还原态存在,占总量的52.65%。土壤重金属生物有效性CdZnPbCu,Cd和Zn的可生物利用风险较大。以土壤质量二级标准为参比值,4种重金属的单项潜在生态风险均为轻微等级;以区域背景值为参比值,Cd的生态风险为中等,其余元素为轻微。研究区重金属综合潜在生态风险为轻微级。     

乌鲁木齐市北郊农田土壤重金属污染及生态风险评价

为研究乌鲁木齐市北郊农田土壤重金属污染状况及生态风险,本试验采集140个农田土壤样本,检测其Cu、Zn、Ni、Cr、Pb和Cd等6种重金属含量,并利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价农田土壤重金属污染和潜在生态风险程度,采用矩阵因子分析法(PMF)解析重金属来源。结果表明:乌鲁木齐市北郊农田土壤中所有元素含量均未超出国家土壤环境质量标准的限值(GB 15618—2018);没有样点重金属综合污染超越警戒限,样点主要集中于清洁水平,研究区内土壤中重金属存在较低的潜在生态风险,其中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb存在轻微潜在生态风险,Cd存在少量中等潜在生态风险,且Cd对综合潜在生态风险的贡献率为60%,Cd污染必须关注;通过PMF模型解析出5个源:Pb含量主要来自于汽车尾气排放污染源;Cd含量主要来自于自然源;Cr含量主要来自于工业排放源;Ni含量主要来自于其他外来源;Cu、Zn含量主要来自于农业投入品投入源。     

长期施用有机肥对稻田重金属含量的影响

为研究长期施用不同的有机肥料对稻田土壤重金属含量的影响,于2008—2018年在浙江省稻田进行长期定位试验。试验设秸秆还田、猪厩肥、商品有机肥等处理,以不施肥、单施化肥为对照,对比不同处理对稻田土壤重金属含量的影响,并参照有关标准进行土壤、肥料重金属污染风险评价。结果表明,有机肥处理的土壤重金属含量与对照无显著差异,试验地各项重金属指标均低于农用地土壤污染限量标准。随着试验时间延长,Fe、Mn、Pb、Hg、Cr、Cu、Zn在土壤中出现积累,尤其是Cu、Zn。浙江省商品有机肥存在重金属超标现象,Pb、Cd、Cr、As、Hg超标占比分别为0.58%、2.03%、0.29%、0.58%和0.02%。长期施用有机肥对稻田的重金属污染风险较低,但需注意合理施肥,尤其是防范畜禽粪肥中的Cu、Zn污染风险。     

山区谷地铅锌矿区稻田土壤重金属污染特征及风险评价

采集贵州省镇远县金堡乡爱河村谷地21个田块土壤样品,测定其重金属(Cd、Cr、Pb、Zn、Cu)含量,利用单因子指数法、综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法,对其土壤污染特征进行分析,并利用主成分分析法研究重金属的可能污染来源。结果表明:谷地土壤中Cd、Cr、Pb、Zn、Cu含量的平均值分别为0.91、26.92、30.45、298.69、16.8 mg/kg,综合污染指数算术平均值为2.94,说明谷地稻田土壤属于中度污染。5种重金属污染程度排序为:CdZnPbCrCu,Cd属于重度污染,Zn属于轻度污染,Pb、Cr和Cu属于无污染。土壤重金属单项生态风险指数大小顺序为:CdPbZnCuCr,综合潜在生态危害指数为152.65,生态风险处于中等水平。重金属的来源包括:农业运输源、自然活动源、工业污染源和交通污染源,其中,Cd、Zn和Cu含量可能受到人为因素影响较大,Cd可能来源于长期施肥,Zn和Cu可能受附近交通工具影响较多,Cr可能与之前研究区矿业开采活动有关,Pb则可能来源于成土过程等自然因素。     

小江消落区土壤中重金属背景调查与潜在生态风险评价

对小江消落区土壤沉积物进行采集,用原子吸收光谱法测定土样中的Pb、Cu、Cr、Cd、Zn等重金属的含量,用单因子指数法和Ha-kanson生态风险指数法评价了土样中重金属综合污染效应。结果表明,小江消落区主要的重金属污染因子为Pb,生态风险影响因子顺序为Pb〉Cd〉Zn〉Cr〉Cu。潜在生态风险因子大小顺序为Cd〉Cu〉Zn〉Cr〉Pb,潜在生态风险指数RI平均值为48.36,小江消落区大部分断面处于重金属中等潜在生态风险。     

金昌市郊农田土壤重金属的污染特征

以金昌市郊农田表层土壤(0～20 cm)为研究对象,研究了土壤中重金属Zn、Ni、Pb、Cu、Cd的含量情况及可能来源,并对土壤中重金属污染进行了潜在生态风险评估.结果表明,金昌市郊农田土壤重金属的累积现象比较明显,尤其是Cu、Ni,二者的几何平均值均超过了国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995).相关性分析表明Cu与Ni,Pb与Cd之间分别呈显著正相关;Pb与Ni、Cu之间则呈显著负相关.因子分析显示,研究区土壤中的Cu和Ni主要来源于工矿业活动;农业生产活动则对Zn、Cd、Pb的贡献最大.潜在生态风险评估的结果为Pb、Zn这两种元素的潜在生态风险均处于低危害水平,Cd、Cu、Ni则均存在不同程度的潜在生态风险,具体的潜在生态风险排序为Cd＞Cu＞Ni＞Pb＞Zn.     

长期定位施肥下设施土壤重金属积累及生态风险的研究

为了了解在长期不同施肥处理下改良设施土壤的同时,设施土壤中重金属的含量与污染状况,本文以长期定位施肥的设施土壤(建于2009年)为供试土样,研究了不同施肥处理对设施土壤中重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)积累的影响,并对其进行重金属污染及潜在生态风险评价。结果表明,不同施肥处理下,土壤中除Cd以外的其他5种重金属在土壤中的含量均未达到污染水平。Cd、Cr、Zn在鸡粪、秸秆、K_2SO_4、生石灰与复合肥共同施入时积累速率最大,Cu、Ni、Pb在鸡粪、秸秆与复合肥同时施入时积累速率最大。目前,Cd仅在CK处理下无污染,其他处理均产生污染,其中在鸡粪、秸秆、K_2SO_4、生石灰与复合肥5者共同施入时污染最严重,且20年后污染将加剧。同时该处理下的土壤Zn将于近20年后超标,造成污染。该处理下土壤的综合污染状况也最为严重。而不同施肥处理均可增加土壤重金属生态风险,其中5者同时施入时生态风险最强。研究表明,鸡粪、秸秆、K_2SO_4、生石灰与复合肥不同组合的长期施入可导致设施土壤重金属不同程度的积累,产生污染,增加其生态风险。     

菌渣猪粪还田下麦稻重金属富集特征及风险评价

设置不施肥(CK)、常规化肥(CF)、菌渣提供25%N(M1)、菌渣提供50%N(M2)、菌渣提供75%N(M3)、猪粪提供25%N(S1)、猪粪提供50%N(S2)和猪粪提供75%N(S3)共8个施肥处理,研究小麦和水稻成熟期作物根、茎叶和籽粒中Cu、Cd、Pb和Zn含量及富集情况,并利用潜在生态风险评价及健康风险评价评估作物器官不同利用时风险状况。结果表明:作物重金属含量的顺序为根茎叶籽粒,重金属元素在各器官中均呈现出ZnCuPbCd,而富集系数表现为CdZnCuPb;替代相同比例N肥时,猪粪还田下作物重金属含量及富集系数均比菌渣高,随着施用有机物料量增加作物重金属含量呈增加趋势,S3处理作物重金属含量及富集系数均为最高;作物器官风险系数顺序为猪粪还田(S1~S3)常规化肥(CF)菌渣还田(M1~M3),菌渣提供25%~50%N的施肥方案带来的重金属风险较小。     

电子废弃物拆解污染土壤施用污泥发酵渣对香根草吸收与转运重金属的影响

为探究施用污泥高温好氧发酵渣（以下简称“发酵渣”）对电子废弃物拆解污染土壤改良和植被恢复的影响,通过盆栽试验比较添加不同剂量发酵渣（3%和6%）对土壤有机质、养分、重金属形态及香根草吸收与转运重金属等的影响。结果显示：施用发酵渣显著提高了土壤溶解性有机质的荧光指数和在226~400nm范围内的紫外吸光度积分值,但显著降...     

淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响

采用淹水培养方法研究了不同氮水平(100、200和400 mg/kg,分别记为1、2、3)下普通尿素(PU)、硫包膜尿素(SCU)、树脂包膜尿素(PCU)和硫加树脂双层包膜尿素(SPCU)对污染红壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效性的影响.结果表明,不同包膜尿素对土壤pH值和水溶性SO42-含量有较大影响.各施氮处理红壤pH值随着施氮量的增加(除5d时PU和60 d时SCU)而增加,不同包膜尿素对土壤中水溶性SO42-含量有较大影响,在同一施氮水平下不同包膜尿素处理间土壤pH值和土壤中水溶性SO42-含量差异较大.60 d培养期间PU、SCU、PCU和SPCU处理pH值比对照分别升高0.17-0.38、0.08-0.27、0.07-0.36和0.10-0.21;水溶性SO42-含量PU、SCU和PCU处理比对照分别升高39.5％-157.3％、40.9％-94.5％和7.55％-55.8％,而SPCU处理降低5.67％-90.7％.不同尿素类型和氮肥的施用量对红壤Cd、Pb、Cu和Zn有效性的影响均存在显著差异.60 d培养期间红壤有效态Cd含量以树脂包膜尿素100 mg N/kg下最低,其有效态Cd含量比对照显著降低20.7％-69.8％;有效态Pb、Cu和Zn含量以普通尿素400 mg N/kg下最低,其有效态Pb、Cu和Zn含量比对照分别显著降低17.0％-54.2％、18.5％-34.6％和15.6％-59.5％.随施氮量提高,PU处理有效态Cd含量先升高后降低,有效态Pb、Cu和Zn含量逐渐降低;SCU处理有效态Pb含量逐渐降低,有效态Cd、Cu和Zn含量变化规律不一致;PCU处理有效态Cd含量逐渐升高,有效态Pb、Cu和Zn含量变化规律不一致;SPCU处理有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量逐渐降低.有效态Pb和Zn含量与pH值和水溶性SO42-含量呈显著负相关,有效态Cd与水溶性SO42-含量呈显著正相关.在多重金属污染红壤中,可考虑不同控释氮肥的配合使用,降低土壤中重金属的有效性.     

三元复混肥和鸡粪肥中重金属含量特征分析与评价

为了解施肥对山东寿光市设施蔬菜土壤重金属输入的影响,采用随机取样的方法在寿光市收集了10个氮磷钾三元复混肥和21个鸡粪肥样品,测定了肥料中重金属Cu、Zn、Cd、Pb的含量.结果表明:鸡粪肥中Cu、Zn、Cd、Pb含量高于氮磷钾三元复混肥,但与中国有机-无机复混肥标准(GB18877-2002)相比,鸡粪肥中Cd未超标...     

长期施肥对稻田土壤镉锌铜积累及其有效性的影响

为明确长期不同施肥方式对稻田土壤Cd、Zn和Cu积累及其有效性的影响,以设立于1986年的长期定位施肥试验为对象,对比分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(ST)、低量有机肥配施化肥(LM)、高量有机肥配施化肥(HM)5个处理耕层土壤重金属全量、有效态、形态分布以及水稻各部位重金属含量变化,结合土壤理化性质变化,探讨了长期施肥下重金属累积效应及其有效性变化机理。结果表明,NPK和ST处理对土壤全量及有效态Cd、Zn和Cu均无显著提高效应。而施用低量和高量有机肥30 a后,土壤Cd、Zn和Cu全量显著提高35.00%～80.00%、63.91%～82.55%、118.41%～180.21%,有效态显著提高28.57%～71.43%、407.12%～783.15%、336.59%～573.17%,稻米Cd、Cu则提高100.00%～150.00%、63.30%～85.64%。相关分析结果证实,有机肥中较高的重金属含量是造成稻田土壤Cd、Zn和Cu累积和有效性显著提高的主要原因,同时其改变的土壤理化性质,尤其是P也会影响重金属的有效性,但其作用机理有待深入研究。总体来看,长期施用有机肥具有更好的培肥效应,但会造成土壤Cd、Zn和Cu的富集以及稻米吸收量的增加,虽然目前稻米重金属含量尚未超出国家食品卫生标准限值,其风险仍不可忽视,在采取有机肥培肥土壤的过程中应严格控制其中的Cd、Zn和Cu等重金属含量。     

长期施肥对土壤重金属积累和有效性的影响

以红壤稻田和红壤旱地长期定位施肥试验土壤为材料,对长期施肥后土壤Cu、Zn、Pb和Cd的含量及其有效性进行了研究,旨在为常规农业管理条件下农田重金属污染提供更多可靠及有用信息。结果表明:红壤稻田土壤Cu、Zn、Pb含量分别为27.2~34.4、83.8~96.1、41.0~62.0 mg·kg~(-1),不同施肥处理土壤Cu、Zn、Pb含量均未超过土壤环境质量二级标准;土壤Cd含量为0.49~1.04mg·kg~(-1),Cd含量均超过土壤环境二级标准。红壤旱地土壤Cu、Zn、Pb全量范围分别为34.6~88.3、79.4~173.7、56.7~81.1 mg·kg~(-1),其中施加有机肥处理的土壤Cu超过土壤环境二级标准,Cd为0.14~1.35 mg·kg~(-1),超标率为42.9%。通过红壤稻田和旱地各处理土壤Cd有效性比较,施用猪粪旱地(33.8%)高于稻田(23.9%),而施用化肥旱地土壤Cd有效性最高处理(NP 14.8%)低于稻田最低处理(NPK 31.2%)。从红壤稻田和红壤旱地长期施肥试验结果看出:长期施用化肥和稻草还田未见明显的重金属积累,但施用猪粪处理的土壤中Cd有显著积累。红壤稻田施用Ca肥可明显降低土壤Cd的有效性;施用猪粪在增加土壤Cd全量的同时,也提高了旱地红壤Cd的有效性。     

长期不同施肥对钙质紫色水稻土重金属累积及有效性的影响

为探讨长期不同施肥对石灰性紫色水稻土重金属累积及有效性的影响,以四川省农业科学院土壤肥料研究所长期定位试验为依托,研究了8种不同施肥条件下[不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、有机肥(M)、有机肥+氮肥(M+N)、有机肥+氮磷肥(M+NP)和有机肥+氮磷钾肥(M+NPK)]土壤理化性质、重金属全量及有效量的变化。结果表明:长期施用氮磷、氮磷钾肥会降低土壤pH、CEC含量,提高土壤有机质、碱解氮及速效磷含量,改善土壤肥力,且与有机肥配施效果更优。长期施用化肥,土壤Fe、Mn、Cu、Zn、Pb和Cd含量变化不明显,有机肥及其与化肥配施后土壤Fe、Mn、Pb含量变化也不明显,Cd略有增加,Cu、Zn含量显著提高,但均低于我国农用地土壤环境质量风险筛选值(GB 15618—2018)。化肥对Cu、Zn、Pb和Cd的有效量影响不明显,磷肥可显著提高有效Fe含量,降低有效Mn含量,而有机肥提高Cu、Pb、Cd有效量,对其有活化效应。相关分析结果表明,土壤重金属有效量与理化性质、元素总量间的相关性因元素的不同而异。研究表明,长期施用化肥及有机肥不会造成石灰性紫色水稻土重金属含量超标的风险。     

动物尸体无害化处理物对油菜生长及重金属富集特征的影响

采用室内盆栽试验,以畜禽养殖场动物尸体无害化处理物为有机肥,研究了单施化肥(NPK)、化肥+单倍有机肥(NPK+M)、化肥+倍量有机肥(NPK+2M)三种施肥方式对油菜生长、叶片生理特性及植株和土壤中重金属积累的影响,探讨施用动物尸体无害化处理物在蔬菜种植方面的安全性。结果表明:与NPK处理相比,NPK+M和NPK+2M处理可显著提高油菜地上部干重50.53%~221.05%(P0.05);同时,NPK+2M处理还可使油菜中叶绿素含量(SPAD)及净光合速率(Pn)显著提高22.85%和21.98%(P0.05);NPK+2M处理条件下三种主要抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性均达到最高,同时膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量较NPK处理显著降低(P0.05)。与NPK相比,NPK+M和NPK+2M处理土壤中Cr、Cu、Cd、Pb的浓度均出现不同程度的增加,其中NPK+2M处理条件下Cr、Cd元素含量与NPK处理相比有了显著提高(P0.05),而Cu、Pb元素含量与NPK处理相比无显著差异(P0.05),NPK+2M处理土壤中Cr、Cu、Cd、Pb含量远低于《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)中Ⅱ类土壤污染物限量标准。NPK+2M处理的油菜植株地上部、地下部重金属含量与NPK处理相比均无显著增加(P0.05),其地上部Cr、Cd和Pb含量远低于《食品安全国家标准》(GB 2762—2012)对新鲜蔬菜中重金属污染物含量的限制。     

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。