含水率对水稻土中重金属Cr形态的影响

通过室内培养实验,研究了含水率对水稻土中污染重金属Cr形态的影响,以期为通过水分调节降低土壤中重金属生物活性提供理论依据.采用欧共体参比司提出的BCR连续提取法,测定不同水分管理条件下水稻田土壤中重金属Cr的含量.结果表明,可交换态Cr含量随培养时间的增加而呈下降趋势,在培养前30 d内较快增加,而后趋于平衡;可还原态Cr含量随培养时间的增加而呈上升趋势,在培养前30 d内涨幅较大,而后趋于平衡;可氧化态Cr含量随时间的增加呈先增加后缓慢降低的趋势;在短期培养中残渣态重金属Cr含量相差不大,土壤培养30 d后,残渣态Cr含量随培养时间的增加而呈上升趋势;当外源重金属Cr进入土壤后,在60％田间持水量条件下比在其他水分条件下可交换态Cr含量下降的更快,其交换态占比较小,降低其生物利用度.农业灌溉中增加土壤田间持水量可有效促进可交换态重金属Cr向可还原态和可氧化态转化,显著降低重金属的生物活性,减少土壤重金属的毒害作用.     

污灌区玉米地土壤重金属铜化学形态时空变化及风险评价

【目的】研究调查土壤中Cu的不同化学形态时空变化,为重金属污染农田的环境及土壤的修复提供科学依据。【方法】以山西省晋中市某污灌区作为研究对象,利用Tessier连续提取法,2016—2019年春季,对不同耕作层(0～20、20～40、40～60 cm),不同小区土壤中重金属Cu各化学形态以及研究区种植玉米籽粒中的Cu含量进行了分析及其风险评价。【结果】该区域污染土壤中全量Cu含量超过国家土壤环境质量标准(GB 15618-2018)。在0～20 cm土层中,随时间推移Cu元素除铁锰氧化物结合态无明显变化外,其余各形态呈下降趋势;在20～40 cm土层中,碳酸盐结合态随时间呈下降趋势,残渣态无明显变化,可交换态、铁锰氧化物结合态、有机结合态呈上升趋势;在40～60 cm土层中,除有机结合态和残渣态无明显变化,其余形态呈上升趋势。根据次生相与原生相分布比值法(RSP)风险评价,污灌区土壤中重金属Cu对土壤环境构成重度环境污染。【结论】玉米种植对该污灌区污染土壤Cu的污染风险有明显降低作用,污染土壤得到一定程度的修复。     

毕节市燃煤电厂周边耕地重金属含量及形态

采集毕节热电厂和毕节化肥厂周边耕地土壤样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-MS）测定土壤中Zn、Pb 、Cd、Ni、V、Cu、Cr和Co等元素,采用原子荧光光谱法（AFS）测试土壤中As、Hg元素,以Tessier连续持续法分析土壤重金属的形态。结果表明,土壤中Pb、Ni、Cr、V、Cu和As元素主要以残渣态形式存在,其含量所占比例在50.88%以上,其次为铁锰氧化物结合态,在环境中比较稳定;Co主要以铁锰氧化物结合态形式存在,其含量所占比例为76.26%;Hg以强有机结合态和铁锰氧化物结合态为主,对环境具有一定的潜在影响力;Cd以离子交换态与残渣态为主,Zn在各态中含量分布都较高,其生物可利用态与潜在可利用态所占比例较高,对环境的影响较大。厂区土壤受到了不同程度的重金属污染,潜在危害性较大,可能会影响农作物的质量与产量,进而威胁当地居民的生产生活。      

残膜对土壤和作物的潜在风险研究进展

残膜作为一种持续性农业污染物,对农业生态系统的危害作用备受国内外学者关注,关于残膜对土壤性质和作物生长发育的不利影响已被很多研究证实。综述了残膜分布状况和残膜对土壤理化性质和生物性质、作物生理指标等方面的影响,具体概述了中国残膜的分布特征,残膜对土壤体积质量、孔隙度、土壤透气性、土壤重金属、酞酸酯类化合物质量分数、土壤酶活性和作物生长发育等方面的影响。为减弱残膜对土壤性质和作物的不利影响,今后应在以下几方面进行深入研究:不同类型作物的最佳揭膜期和地膜厚度;研发和推广新型残膜回收机械;残膜对农业生态系统的长期效应;残膜对不同土壤和区域的影响规律。     

沼肥对重金属Cr作用效应的研究

随着配合饲料养殖法的应用,使得以畜禽粪便为主要发酵原料的沼气工程产生的沼肥中重金属含量发生了明显的变化。施用沼肥后能否造成土壤重金属污染?这直接影响着沼肥(沼渣和沼液)的安全合理利用。文章通过油菜盆栽试验,以重金属Cr为研究对象,采取2种土壤样品(未受污染的棕壤土及受污染的棕壤土),对沼渣沼液施肥后土壤和油菜中重金属的含量及形态进行分析。得出:1)施用沼肥能增加未受污染棕壤土重金属Cr含量,而施用猪粪化肥能降低未受污染棕壤土Cr含量;施用沼肥能降低污灌区棕壤土Cr含量;2)对于未受污染棕壤土来说,施用沼肥有利于降低油菜食用部位茎部、叶部Cr含量;施用沼肥能有效降低污灌区棕壤土-油菜根部、叶部Cr的含量;3)对未受污染棕壤土来说,除过量沼渣沼液试验处理,其他试验处理的Cr各形态含量占总量的比例大小为:残渣态可还原态可氧化态酸溶态;对污灌区棕壤土来说,各个试验处理前后的Cr各形态含量占总量的比例大小几乎不变,为:残渣态可还原态可氧化态酸提取态;4)试验后未受污染棕壤土Cr有效态含量百分比的大小顺序为:原土样、猪粪化肥处理、空白处理、沼渣沼液处理;对污灌区棕壤土,试验后常量猪粪化肥处理Cr有效态含量百分比最大,过量沼肥处理最小。可见过量沼渣沼液试验处理对土壤中重金属Cr的有效态含量的减少有较为明显的作用。     

土壤理化性质对吸附重金属镉的影响

以我国4种较典型的土壤为对象,采用批量平衡法针对土壤pH、有机质、粘粒质量分数等土壤理化性质对重金属镉吸附的影响进行了研究。研究结果表明,土壤中镉的吸附为快反应,24h内吸附均达到平衡。土壤对镉的吸附随土壤pH及有机质质量分数的增大而增大,决定镉吸附能力的不是粘粒的数量而是其粘粒矿物的组成。因此,针对我国不同地区土壤理化性质的特点可以通过改良其土壤理化性质使镉的吸附增大,减小其在土壤环境中的活性。     

焦家金矿土壤中汞的形态分布特征研究

采用改进的Tessier连续提取法分析了焦家金矿土壤中不同赋存形态汞的含量,阐述了金矿水平剖面土壤中不同形态汞的分布特征及相互转化规律。结果表明,土壤中汞主要以残渣态存在,不同形态汞平均含量依次为：残渣态＞腐殖酸结合态＞强有机结合态＞水溶态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞离子交换态;金矿对土壤中不同形态汞的影响显著,除碳酸盐结合态外,其他各形态汞都有在金矿附近富集的现象;非残渣态汞占总汞的27％左右,金矿土壤中的汞具有较大的生物可利用性;金矿附近土壤中活性较高的形态（离子交换态、水溶态、碳酸盐结合态及铁锰氧化物结合态）占总汞比例较低,活性较低的形态（腐植酸结合态及强有机结合态）占总汞比例较高。金矿开采活动可能对土壤中汞形态的分布造成影响。     

生物碳对土壤中镉的影响研究

重金属镉在土壤中的污染日益严重,降低土壤中有效镉的含量相当必要。为降低土壤镉污染程度,探讨生物碳降低土壤镉活性的应用效果。试验结果表明,施用生物碳能降低交换态镉的含量,促进碳酸盐结合态、铁猛氧化结合态及有机态镉的形成,其最佳施用量为6g/kg土。     

不同水肥管理稻田土壤铬生物有效性及吸收富集特征

【目的】探究不同水肥管理对土壤铬生物有效性的影响及水稻吸收富集特征。【方法】试验地为8 a长期定位水肥管理水稻田,灌溉处理设常规灌溉(F)、控制灌溉(C)2种灌溉模式,施肥处理设为施用常规化肥(F)、有机肥(OF)2种施肥模式,分析了不同水肥管理下稻田土壤pH值、土壤铬量及形态分布、水稻根系和稻谷铬量的差异。【结果】①与常规灌溉处理和常规施肥处理相比,控制灌溉处理和有机肥处理均显著降低了土壤pH值。②与FF处理相比,COF处理增加了土壤可交换态、可还原态和可氧化态铬量和比例,各形态铬量分别增加了54.31%、43.06%和39.33%;减少了残渣态铬量和比例,残渣态铬量减少了2.84%;提高了重金属铬从根到稻谷的转运系数;增加了水稻植株根部和稻谷铬量,分别较FF处理增加了46.31%和59.43%。③在相同灌溉条件下,不同施肥处理土壤pH值和可交换态、可还原态铬量显著负相关;而在相同施肥条件下,不同灌溉处理间土壤pH值和可交换态、可还原态铬量之间不存在明显相关性。【结论】对比常规肥,施用有机肥给节水灌溉稻田带入了外源重金属铬,并显著增强了土壤铬生物有效性,促进了水稻植株吸收富集铬,威胁水稻安全生产;对比常规灌溉,控制灌溉对土壤铬生物有效性影响不大。     

柠檬酸发酵液-氯化盐复合淋洗液制备及重金属污染土壤修复试验研究

文章采用柠檬酸发酵液-氯化盐复合淋洗修复重金属污染土壤,通过振荡淋洗试验,选择5种典型土壤重金属(Cu,Ni,Pb,Cd,Zn),研究不同淋洗条件对重金属淋洗效率的影响,分析淋洗前后的土壤重金属的形态变化。结果表明,当柠檬酸发酵液原液(酸度4.1%)与0.1 mol·L~(-1)的FeCl_3按1∶4的体积比复配,在固液比为1∶10,淋洗时间为4 h时淋洗效果最佳,重金属Cu,Ni,Cd,Pb,Zn的去除率分别为86.4%,62.5%,89.6%,73.8%和75.6%。复配淋洗剂对土壤重金属Cu,Ni,Cd,Pb,Zn中的不稳定形态(酸可提取态和可还原态)具有较好的淋洗效果,淋洗效率分别达到了84.7%,75.73%,88%,74.3%和78%。该研究成果可为重金属污染土壤修复提供技术支持。     

太原市农田土壤重金属污染评价与空间分布特征

【目的】揭示太原市农田土壤重金属污染现状、污染来源及其空间分布格局情况,为区域土壤污染防控和农业生产提供依据。【方法】采集太原市农田土样214个,测定土壤中Cr、Cd、Pb、Hg和As 5种重金属量,采用单因子指数法和内梅罗综合指数法对土壤重金属进行污染评价,运用ArcGIS 10.3绘制太原市农田土壤重金属空间分布图,利用SPSS 16.0对数据进行相关分析,进一步了解土壤重金属的污染来源。【结果】①太原市农田土壤中重金属量分布差别较大,Cr、Cd、As、Hg和Pb均值分别为68.38、0.121、8.59、0.08、24.23 mg/kg,均未超过《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2013)中的规定,但其平均值均显著高于太原市土壤背景值。②单项污染指数值由大到小顺序为Hg(2.36)>Pb(1.76)>Cd(1.57)>Cr(1.19)>As(1.12)。其中,Hg、Pb和Cd主要受工业生产、污水灌溉、燃煤、农药化肥施用和交通运输等人为因素的影响,As和Cr主要受成土母质和农业活动的影响。③太原市农田土壤内梅罗综合指数为2.14,呈中度污染。7个县区农田土壤内梅罗综合指数由大到小依次是晋源区(4.17)>小店区(2.98)>尖草坪区(2.13)>清徐县(2.07)>阳曲县(1.71)>娄烦县(1.67)>古交市(1.57)。重金属空间分布图可以直观看出土壤重金属空间分布和污染情况,在工业发达和人口密集的城郊晋源区、小店区、尖草坪区和清徐县,农田土壤为重度污染和中度污染,远离太原市市区的阳曲县、古交市和娄烦县农田土壤为轻度污染。【结论】太原市农田土壤总体呈中度污染,Hg和Pb单项污染指数最高,重金属污染较严重的区域集中在太原市城郊晋源区、小店区、尖草坪区和清徐县,今后工作中应加强对太原市城郊污染较重区域农田土壤重金属重点监测,尤其是Hg和Pb,以确保土壤健康和可持续利用。     

土壤重金属胁迫对经济树种的光合响应特征研究

为揭示土壤重金属胁迫对经济树种的光合响应特征及其相关性,选取北京市常见经济树种(核桃树(Juglansregia L.)、桃树(Amygdaluspersica L.)和李树(Prunussalicina Lindl.))作为研究对象,研究了不同土壤重金属(Cr、As、Cu、Pb)含量下的叶绿素相对含量及相关性,分析了3种经济树种对4种常见重金属元素胁迫的抗性机制。结果表明:在不同重金属含量的土壤环境中,由于重金属胁迫的复合影响,植物的叶绿素相对含量存在较显著的差异,说明土壤重金属对植物生长存在明显影响。单因子指数法和内梅罗综合评价法的计算结果表明,试验果园土壤重金属As、Cr元素综合污染等级分别为轻度污染等级和警戒线等级,而Cu、Pb元素处于安全等级。总体来看,单因子污染指数与内梅罗综合污染指数由大到小均为As、Cr、Cu、Pb。3种经济树种的叶绿素相对含量由大到小依次为李树(25.9±6.5)、桃树(24.3±7.1)、核桃树(18.55±4.8)。叶绿素相对含量与4种土壤重金属含量存在显著的负相关关系,这说明重金属胁迫抑制了植物光合作用的途径,从而降低了其光合能力,随着胁迫强度的增大,对叶绿素相对含量的抑制作用越强。3种经济树种中,核桃树对土壤重金属胁迫的抗性较强,李树次之,桃树较差。     

农田土壤重金属季节性变化周期研究

农田土壤重金属变化对于农田作物种植安全有着重要的影响。对山东省滨州市农田耕层土壤重金属Pb、Hg、Cd、Cr、Cu和类重金属As按照季度间隔进行了从2010年1月至2013年1月的采样测试。采用周期分析和快速傅里叶变换(FFT)谱分析方法计算各重金属的主分量周期,并做周期检验。研究表明农田土壤重金属具有不同程度的累积趋势,Pb具有2个季度的主分量周期,Cd和As具有4个季度的主分量周期,其他重金属主周期特征不明显。     

三峡库区沉积物中重金属化学形态分布特征与相关性分析

为全面了解三峡库区干支流沉积物中重金属的赋存形态,更好地为评价及保护三峡库区水生态环境提供科学依据,于2015年6月在三峡库区采集沉积物样品67个,通过ICP-MS等仪器测定了沉积物中各重金属元素的不同赋存形态量,运用SPSS、Matlab统计分析软件对重金属赋存形态进行对比分析。结果表明,库区表层沉积物中Cr、Ni元素主要以残渣态为主(占总量的75%以上);Cu、Zn、As元素主要以残渣态和可还原态为主(合计占总量80%~95%);Cd元素主要以酸可提取态和可还原态为主(分别占总量的55%和23%);Pb元素主要以可还原态和残渣态为主(各占总量的71%和18%)。Cd和Pb元素生物可利用态量较高,均超过该元素的长江沉积物背景值;该种形态下的重金属元素容易进入水体,并且在地球化学条件变化时转化成能被生物吸收和利用的形态,对生物造成较大危害。干流上游段重庆主城区及下游段,渠系河、大宁河、磨刀溪、沿渡河应当是重金属生态危害研究与防治的重点区域。     

生物炭吸附水体中重金属机理与工艺研究进展

生物炭因其良好的表面特性和孔隙结构,广泛的原料来源和广阔的产业化发展前景,已成为当今环境、农业和能源等领域的研究热点。针对生物炭对水体重金属的吸附研究,本文基于生物炭原料和制备工艺的多样性,综合分析了国内外生物炭重金属吸附机理的研究成果,详细阐述、分析了5种吸附作用机制(物理吸附、静电作用、离子交换、络合反应和化学沉淀)及其相关表征手段;同时评述了吸附工艺条件和重金属种类对生物炭吸附重金属的影响;指出生物炭重金属吸附领域未来的研究中,应开展针对重金属吸附的生物炭原料特性及吸附产物的多维、微纳尺度表征方法研究。     

不同水质灌溉对土壤中重金属积累和分布的影响

通过对邯郸市5种水质灌区的土壤中重金属含量测定,结果发现:不同水质灌溉对重金属在土壤中积累影响不同,基本表现为工业污水灌溉>混合污水灌溉>生活污水灌溉>中水灌溉>井水灌溉,无论何种水质灌溉,4种重金属在土壤中积累趋势为Pb>Zn>Cu>Cd,分布趋势为表聚或低聚现象,土壤中4种重金属含量均未超标。分析表明,用中水灌溉是可行的,可以为邯郸市污水灌溉提供技术支撑。     

再生水灌溉下重金属在植物-土壤-地下水系统迁移的研究进展

再生水灌溉作为解决水资源紧缺的重要途径之一日益受到人们的重视。然而其水源中含有的重金属可能会对生态环境造成影响。回顾了国内外再生水灌溉下重金属在植物-土壤-地下水系统中的运移、分布、积累规律的研究现状与问题,在归纳分析的基础上提出了今后的研究方向。短期再生水灌溉一般不会增加植物体内重金属含量,再生水灌溉显著增加植物生物量对重金属所形成的"稀释效应"可能是其原因之一;不同的植物品种对不同重金属在植物、土壤中运移、分布和积累的影响有很大的差异;再生水短期灌溉往往不会降低土壤的环境质量,但长期灌溉再生水有可能会使土壤质量恶化,造成地下水重金属污染。     

新疆天山北坡经济带土壤重金属环境质量评价

采用单指标评价指数法和内梅罗综合指数法,对新疆天山北坡经济带土壤中重金属的污染状况进行了研究,旨在为治理天山北坡经济带土壤重金属污染提供理论依据。由评价结果可知,天山北坡经济带呼图壁—沙湾地区,无论是单元素指标还是综合指标,一级土壤质量均达85%以上;因石河子北部的二级土壤相对全区较集中,使得该区域土壤质量略低于研究区其他地区。全区所有8个参评元素三级土壤样品仅有4个,分布范围小,对农产品种植区划的影响较小,全区无超三级土壤分布。由此可以认为,目前呼图壁—沙湾平原区土壤重金属环境质量尚处于优良水平,绝大部分区域内土壤重金属对植物和环境不会造成危害和污染,适用于大宗农作物、经济作物、蔬菜和果园等用地,并具有较大发展绿色农产品的潜力。      

重金属污染对土壤介电特性的影响规律研究

研究重金属污染对土壤介电特性的影响规律,可为高频物探设备及地质雷达探测重金属污染以及评价提供重要的理论依据。以土壤铬(Cr)、镉(Cd)、铅(Pb)污染为例,在细砂、粉土、黏土3种土样中分别加入不同质量浓度的Cr、Cd、Pb污染液,利用介电常数仪测定不同含水率下土样的介电常数的变化特征,分析Cr、Cd、Pb污染液质量浓度、土壤含水率以及土壤颗粒粗细对介电常数的影响规律。结果表明,细砂、粉土、黏土在无污染条件下,控制介电常数变化的主导因素是土壤含水率和颗粒粒度径;在加入Cr、Cd、Pb污染液的情况下,当含水率大于15%,尤其是大于20%时,3种土样的介电常数均随重金属污染液质量浓度的增大而显著增大。土壤颗粒越细、越偏黏性,其介电常数对重金属污染质量浓度的变化越敏感。利用高频物探设备和地质雷达探测土壤重金属污染时,在黏性介质中,对Cr、Cd、Pb污染的探测效果好。