植物塘+人工湿地+吸附池系统对灌溉水中痕量Cd的去除效果

为了降低灌溉水中Cd向农田输入,减轻农田土壤Cd污染,试验选取梭鱼草、狐尾藻、野茭白为材料,构建"植物塘+人工湿地+吸附池"系统,研究其对湖南典型矿区Cd超标灌溉水净化效果,并分析Cd在系统中的分布规律。结果表明:在2018年11月—2019年9月监测期间,进水全量Cd平均浓度为6.35μg·L~(-1),经系统净化后灌溉水中可溶态Cd、悬浮态Cd及悬浮颗粒物平均去除率分别为86.58%、90.37%和81.54%,构建的人工系统可有效降低灌溉水中Cd含量。进水口悬浮态Cd与悬浮颗粒物呈极显著正相关,悬浮颗粒物与进水流速呈显著正相关。灌溉水Cd输入总量为859.61 g,大气沉降Cd输入总量为95.34 g,处理系统拦截为865.52 g,各个单元拦截量从高到低依次为一级植物塘(544.64 g)三级人工湿地+吸附池(167.62 g)二级植物塘(156.26 g)。3种湿地植物对Cd均有较好的富集效果,富集浓度随水流方向下降。一、二级植物塘底泥最大Cd浓度分别为11.05、4.75 mg·kg~(-1),底泥中Cd弱酸可溶态比值较大,存在向水体解吸释放的风险。所构建的"植物塘+人工湿地+吸附池"净化系统可有效降低湖南典型矿区灌溉水中超标Cd含量,降低农田土壤Cd的灌溉输入通量。     

硅硫材料对复合污染土壤镉砷赋存形态的影响

为探究含硅含硫材料对极重度(矿区)镉砷复合污染土壤镉、砷形态动态变化的影响,以及轻、重度镉砷复合污染耕地土壤与淹水条件下含硅含硫材料对土壤镉、砷形态变化的影响,本试验采集三种不同污染程度土壤(极重度矿区污染土壤、重度污染耕地土壤、轻度污染耕地土壤),通过室内土壤培养的方法模拟施用含硅含硫材料,研究单一施用(G、S)、混合施用(GS)和混合施用结合淹水处理(GSI)对轻、重度耕地土壤镉砷赋存形态的影响,单一施用(G1、G2、S1、S2)、混合施用(GS1、GS2)以及不同施用浓度处理对极重度矿区污染土壤镉砷赋存形态的影响。结果表明:含硅、含硫材料均能降低矿区镉砷复合污染土壤中弱酸可溶态镉含量,降低幅度为6.42%～13.46%,残渣态含量上升幅度为89.84%～248.57%,显著降低土壤中镉的有效性,其中施用量高的含硅含硫材料处理(GS2)效果最为明显。硅硫材料各处理使土壤中残渣态砷上升了4.74%～13.98%,降低了土壤中砷的有效性,其中施用量低的含硅含硫材料处理(GS1)效果最为明显。硅硫材料对轻、重度污染土壤中弱酸可溶态镉含量均有降低,降低幅度为10.14%～29.93%,残渣态含量上升幅度为21.89%～60.8%,所有处理中含硅含硫材料结合淹水处理(GSI)效果最好,但砷在淹水处理下反而使残渣态分别下降了16.51%～23.96%。含硅含硫材料可降低三种类型土壤镉、砷生物有效性,含硅含硫材料混合处理优于单一处理,耕地土壤GSI处理降低土壤镉砷有效性效果最好。     

不同形态硫叶面喷施对水稻镉积累影响

为研究叶面喷施不同形态硫对水稻镉的阻控效果,以"湘早籼45号"为材料,采用盆栽试验及田间试验的方法,设计两种不同喷施次数(分蘖盛期喷施一次,分蘖盛期与孕穗期共喷施两次),3种不同形态硫元素(—SH形态的半胱氨酸、SO_4~(2-)形态的硫酸钾及S~(2-)形态的硫化钾)的叶面喷施试验。盆栽试验以叶面硅肥、硝酸钾(KNO_3)及自来水为对照,田间试验以自来水为对照。结果表明:3种形态的硫及硅较自来水对照对糙米降镉效果显著,降镉能力为半胱氨酸(Cys)硫化钾(K_2S)硅(Si)硫酸钾(K_2SO_4),其盆栽试验喷施两次叶面肥的糙米镉含量分别降低53.57%、46.43%、39.29%和28.57%,KNO_3对水稻无降镉效果。田间试验喷施两次叶面肥Cys、K_2S、K_2SO_4的糙米镉含量依次降低47.18%、39.49%和27.69%。喷施不同形态叶面硫肥及硅肥是通过降低茎部向叶部镉转运系数,进而降低糙米镉含量。研究表明,3种不同形态的硫对水稻糙米的降镉效果为CysK_2SK_2SO_4,喷施Cys和K_2S能使盆栽试验和田间试验糙米的镉含量在0.2 mg·kg~(-1)以下,且喷施两次效果更好。     

广州市郊稻田氮肥减施的产量和氮肥利用效率分析

【目的】研究氮肥减施措施对水稻产量、田面水氮含量和氮肥施用效率的影响，为广州市水稻氮肥减施提供技术支持和理论参考。【方法】在广州市郊开展水稻田间试验，设不施氮（CK）、常规分次施肥（CF）、缓释氮肥减施 25% 分次施用（SFT）、缓释氮肥减施 25% 一次施用（SFB）、缓释氮肥减施 25%并结合有机替代一次施用（SFB+OS）5 个施肥处理，分析不同施肥处理的田面水氮含量、水稻产量和氮肥利用效率。【结果】SFB 处理的田间水氮含量在移栽后 3 d 高于 CF 处理，之后迅速降低，并保持较低的水平；SFT 处理和 SFB+OS 处理的田面水氮含量在移栽后 1 周与 CF 处理基本一致，之后均显著低于 CF 处理。施氮处理的水稻秸秆和籽粒的氮含量显著高于不施氮处理，减氮处理对水稻秸秆和籽粒氮含量没有显著影响；与CF 处理相比，不同减氮处理对水稻籽粒产量没有显著影响。减氮施肥处理的氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥生理利用率显著高于常规施肥处理，其增幅分别达到 35.16%、33.58% 和 16.84%，其中 SFB+OS 处理增幅最大。【结论】缓释氮肥减施 25% 分次施用和缓释氮肥减施 25% 结合有机替代一次性基施均可显著提高氮肥施用效率，降低稻田氮素流失风险（尤其是 SFB+OS 处理），且水稻产量与常规施肥持平，是广州市郊水稻实现氮肥减施的有效技术措施。     

不同土壤改良剂对镉污染稻田安全生产的影响

为实现镉污染稻田的安全生产,通过野外田间小区试验,探究9种土壤改良剂对稻米中Cd含量的影响。结果表明:与空白对照相比,添加9种土壤改良剂均能降低水稻各器官Cd含量及水稻根和米Cd吸收系数,但不同土壤改良剂对土壤pH影响却不同;其中添加石灰、硅肥、镁肥、赤泥和钙镁磷肥对水稻根和米中Cd吸收系数降幅较大,效果较好。该研究可为土壤改良剂的复合配施提供数据支撑。     

三级模拟人工湿地对镉钨复合污染废水净化研究

为探究水培条件下，模拟人工湿地对镉（Cd）、钨（W）复合污染废水的净化效果及机理，本研究通过预实验筛选出的三种常见水生植物：再力花（Thalia dealbata Fraser）、旱伞草（Cyperus alternifolius L.）、铜钱草（Hydrocotyle vulgaris L.）搭建水培模式的三级模拟人工湿地，设3个处理，分别为单独种植处理（T1）、两两搭配种植处理（T2）、3种搭配种植处理（T3），对初始浓度为25 μg·L^-1Cd、75 μg·L^-1W的复合废水进行动态试验的研究。结果显示： T1、T2、T3三级模拟人工湿地的平均出水Cd浓度分别为3.30、3.20、2.75 μg·L^-1，平均去除率分别为87.01%、87.41%、89.18%；平均出水W浓度分别为24.02、20.14、26.75 μg·L^-1，平均去除率分别为68.24%、73.36%、64.62%，模拟人工湿地系统对Cd、W复合废水净化效果良好。T3处理共输入Cd约375 mg，系统截留333.75mg，其中植物富集截留102.66 mg，沉积物吸附截留231.09 mg；输入W约1 125 mg，系统截留723.75 mg，其中植物富集截留375.02mg，沉积物吸附截留348.73 mg。3种植物对Cd和W的富集效果良好，同种植物富集浓度沿出水方向降低，即第一级湿地＞第二级湿地>第三级湿地。沉积物在系统中对两种重金属都有较大的吸附量，通过SEM电镜扫描其形态以及FTIR红外光谱图分析得知沉积物表面存在大量凹凸不平的吸附位点，存在主要吸附官能团：—OH、—COOH、C＝C、C—O—C，揭示了沉积物对Cd、W吸附的部分机理。三级模拟人工湿地对废水中Cd、W净化效果良好，可以为钨矿区污染灌溉水中Cd、W的净化提供技术支撑。     

铁锰改性海泡石的表征及其对锑污染土壤的修复效果

在对天然海泡石进行铁锰改性并表征的基础上，通过盆栽试验，设3个分别添加0.5%、1.0%和2.5%天然海泡石的处理，3个分别添加0.5%、1.0%和2.5%铁锰改性海泡石的处理和1个空白对照(CK)，共7个处理，探究天然海泡石和铁锰改性海泡石对土壤pH、锑(Sb)的形态及Sb在土壤–小白菜中迁移规律的影响。结果表明：海泡石经铁锰改性后呈现孔洞状结构，比表面积增加18.11%,Fe、Mn质量百分比大幅增加，且Fe、Mn以非晶体形式存在；与CK相比，添加天然和铁锰改性海泡石均提高了土壤pH，其中添加2.5%铁锰改性海泡石的影响最大；添加铁锰改性海泡石增加了土壤晶型铁铝结合态Sb和残渣态Sb的百分比，降低土壤非专性吸附态Sb和专性吸附态Sb、无定形铁锰氧化物和非晶型铁铝结合态Sb的百分比，与添加天然海泡石相比，添加铁锰改性海泡石后的土壤非专性吸附态Sb百分比下降了2.48%～43.31%；添加天然和铁锰改性海泡石后，土壤Sb迁移受阻，能显著降低小白菜各部位Sb质量分数和富集系数，根和茎叶Sb的质量分数分别下降6.83%～44.26%、19.51%～59.23%，其中，添加2.5%铁锰改性海泡...