铜矿区重金属污染分异规律初步研究

针对江西德兴铜矿、安徽铜陵铜矿和江苏九华铜矿的矿区典型污染土壤现状进行了初步研究，分析了铜矿区环境现状，提出了一些可能对策的建议。研究发现，3个矿区典型污染土壤各自表现出不同的污染状况。三个铜矿尾矿砂中铜含量超标，其高低次序为德兴铜矿＞铜陵铜矿＞九华铜矿，而锌含量顺序依次为铜陵铜矿＞九华铜矿＞德兴铜矿。矿区周围土壤以铜污染为主，锌有部分超标情况发生。同时，在矿区典型土壤生长的作物中，铜、铅、锌、镉都有超标的情况，部分作物重金属含量超过食品卫生标准达10－20倍之多。被调查的多种植物中也存在重金属含量过高的结果。     

德兴铜矿尾矿库植被重建后的土壤肥力状况和重金属污染初探

德兴铜矿是我国的超大型铜矿,尾矿砂的排放是其主要的环境问题之一,目前主要堆积于尾矿库中。1号尾矿库于1986年服役期满后共堆积矿砂2.15×107 m3,面积约210 hm2。20世纪90年代后期,在坝坡约30 hm2覆有客土的地区进行了一系列植被重建的试验研究工作,本文报道了1998年开始在旱稻(OryzaLinn.)、花生(Arachis Linn.)、香根草(Vetiveria zizanioidesNash)和湿地松(Pinuselliottii Engelm.)等18种不同植被组合条件下的土壤基本农化性状(pH、有机质(OM)、铵态氮、速效P、速效K)以及0.05 mol L-1 HCl可提取态重金属在3~4年时间内的变化情况,结果表明,坝坡土壤N、P、K严重不足,且保水、保肥能力弱,需要不断地进行培肥和改良。三年多来,土壤pH总体上无显著变化;OM第三年有显著上升,约为第一年的127%;NH4 N成直线下降,第二年和第三年分别为第一年的72.9%和43.0%;随着耕作实践的推移,速效P和速效K显著上升,但仍旧处于较低水平。重金属(主要是Cu)污染严重,Cu、Zn、Pb、Cd在植物中有明显积累。研究结果强调了试验区在植被重建中不宜种植食用植物,以避免食物链的污染。     

我国稻田系统镉污染风险与阻控

过去30年的工业化和环保措施不到位导致我国部分地区农田土壤Cd污染较为严重。南方部分地区稻米Cd含量超标严重,危害农产品安全和人体健康。农田Cd不断输入、土壤酸化以及种植Cd积累能力较强的籼稻品种是部分地区稻米Cd含量超标的主要原因。我国人群Cd平均摄入量在过去30年里增加了一倍。本文综述了人体Cd摄入量的安全阈值,鉴于食用大米是我国人群Cd摄入的主要来源,重点介绍稻田系统控制稻米Cd积累的主要生物地球化学过程以及水稻Cd吸收积累与转运的分子遗传机制,在此基础上还建议了稻米Cd积累阻控的农艺和育种措施。     

两种典型炭材料对微生物还原含砷水铁矿的影响及其机制研究

研究了活性炭和生物炭对Shewanella oneidensis MR-1还原含砷水铁矿过程的影响,并探究了这一过程中砷的释放、转化及其在次生矿物中的分布。研究结果表明:在培养初期活性炭和生物炭抑制了含砷水铁矿中铁的微生物还原过程,可能的原因是活性炭和生物炭抑制了菌的生长,荧光染色结果证实了这一过程;在培养中期,微生物逐渐适应培养环境,并使铁还原持续进行,培养结束时活性炭和生物炭显著增加了含砷水铁矿中铁还原的比例。培养基中的磷酸根通过置换作用使水铁矿中的部分砷释放至溶液,而微生物还原含砷水铁矿过程中,活性炭和生物炭抑制了溶液中砷的去除。此外,微生物还原含砷铁矿过程中,依次生成了蓝铁矿和菱铁矿两种次生矿物。SEM-EDX结果表明,在两种次生矿物中,砷主要被蓝铁矿固定。该结果有助于我们从氧化还原的角度评估活性炭和生物炭在农业环境应用过程中的环境效应。     

不同土壤环境因素对微塑料吸附四环素的影响

为探究不同土壤环境因素对于微塑料吸附抗生素的影响,选用三种常见的微塑料:聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚酰胺(PA),以四环素(TC)代表抗生素,通过批平衡试验来研究微塑料对TC的吸附行为和机理。研究发现,3种微塑料对TC的等温吸附方程均可用Langmuir方程进行拟合,其吸附能力为PEPSPA,最大吸附量分别为0.154、0.086、0.075 mg·g~(-1)。在中性条件下PE对TC的吸附量达到最大,pH对PA吸附TC影响较小,而PS在酸性条件下对TC的吸附量最大,且随着pH增加吸附量逐渐降低。不同浓度的Ca~(2+)和Mg~(2+)会影响微塑料对TC的吸附,且随着浓度的增加,吸附量逐渐降低。富里酸的存在抑制了TC在PE上的吸附,但低浓度的富里酸(1 mg·L~(-1))会促进PA和PS吸附TC。结果表明,不同微塑料对TC的吸附存在显著差异,且不同土壤环境因素明显影响了微塑料对TC的吸附行为,该结果为进一步研究和评估微塑料在土壤环境中的吸附行为奠定了基础。     

基于文献计量学分析2016年环境土壤学研究热点

本文基于文献计量学方法,结合CiteSpace软件,分析了2016年国内外土壤学及环境科学领域中与土壤有关论文的关键词,揭示了2016年环境土壤学的研究热点和方向,其结果在一定程度上也反映了农业环境科学领域关注的一些重点问题.我们以Soil为关键词,在Web of Science上检索到环境科学和土壤科学SCI论文1 1 747篇.关键词的聚类结果显示2016年的研究热点是“重金属污染与生物累积效应”、“土壤有机污染与生物降解”、“土壤管理与元素循环”、“土壤固碳与全球气候变化”.中国、美国发文量名列前两位,国内中国科学院和西北农林科技大学位列发文量前两位.在CNKI数据库中共检索到2936篇核心期刊论文,关键词共现图谱显示“土壤微生物与环境污染”、“土壤理化性质与水盐运移”、“土壤有机碳与环境效应”、“土壤区域环境与空间变异”为国内期刊论文的主要研究热点.     

一种农田土壤重金属影响评价的新方法:土壤和农产品综合质量指数法

现有的土壤重金属污染评价方法尚未将土壤和农产品元素含量紧密联系起来,其科学性和可靠性往往受到质疑。本文将农田土壤和农产品中重金属的含量有机地联系在一起,在污染评价中同时考虑了土壤环境质量标准、土壤元素背景值、农产品污染物限量标准和元素价态效应等,提出了适用于土壤重金属复合和单独影响的评价方法。主要步骤包括计算土壤相对影响当量(RIE)、土壤元素测定浓度偏离背景值程度(DDDB)、总体土壤标准偏离背景值程度(DDSB)、农产品品质指数(QIAP),然后在此基础上构建综合质量影响指数(IICQ),它为土壤综合质量影响指数(IICQS)和农产品综合质量指数(IICQAP)之和。同时,文中阐述了评价方法构建的依据和土壤环境质量状态描述与等级划分的建议,将在特定利用条件下的土壤环境质量状况划分为清洁(IICQ≤1)和污染两种状态。在污染中增加了亚污染的描述(土壤和农产品之一超标);而亚污染和污染可根据综合质量指数划分等级,当1IICQ≤2时为轻微污染,2IICQ≤3时为轻度污染,3IICQ≤5时为中度污染,IICQ5时为重度污染。     

电场驱动纳米Fe0在不同介质中的迁移行为研究

选取四种不同介质(100%石英砂、75%石英砂/25%高岭土、50%石英砂/50%高岭土和100%高岭土),探讨了黄原胶分散的纳米Fe~0在不同介质中的迁移行为。纳米材料投加点设置在介质填充池中间靠近阳极电解池的位置。研究发现,采用该实验装置,100%石英砂的处理中电渗流量最大,这与其较大的孔隙和渗透性有关,加入高岭土的处理中电渗流量较小且各处理流量相当。纳米Fe~0在石英砂中的迁移高于加入高岭土的处理,大部分纳米Fe~0集聚在靠近投加口的部分,在远离投加口的部分铁逐渐由Fe2+向Fe3+转化。100%高岭土中纳米Fe~0的迁移高于混合介质处理,这与其较高的电流强度有关。纳米Fe~0在电动迁移过程中很容易发生溶解和转化,其在高岭土中的迁移是以离子态进行的。μ-XANES(微束X射线近边分析)的分析结果证实电场驱动下高岭土中的铁主要以纤铁矿和磁铁矿形式存在。     

苏南地区土壤和水稻子粒镉污染现状评价

为明确苏南地区Cd的污染状况,于2005年10月开展了对该地区水稻土及水稻子粒样品Cd的污染调查研究.结果表明,在被调查的174个土壤样品中,Cd含量范围为0.06～0.60mg·kg-1,平均值和中间值分别为0.18μg·kg-1和0.16μg·kg-1,有9个土壤样品Cd含量超过中国土壤环境质量Ⅱ级标准,占总样品数的5.17%;而稻米Cd含量范围为0～121μg·kg-1,平均值和中间值分别为25 μg·kg-1和17μg·kg-1,未发现超标样品.DTPA、KNO3和CaCl2提取态土壤Cd含量与土壤Cd总量间均成正相关,与土壤pH成负相关.但土壤Cd总量与水稻子粒中Cd含量间无显著相关性.从结果来看,苏南地区的水稻田整体上尚未受到Cd的污染.     

过氧化氢对铬在黄棕壤中电动过程的影响

研究了在阳极池中添加过氧化氢对铬在黄棕壤中电动过程的影响。结果发现:经过约564h的电动处理后,土壤中六价铬的含量显著减少,最高去除率为91.6%,同时总铬去除率最高达39.6%。过氧化氢的存在对电流的影响不大,但明显降低了电渗流量。加入过氧化氢引起土壤中部分六价铬被还原成三价铬,降低了土壤中铬的移动性,从而使总铬的去除率减少,说明土壤中还原性物质的存在将不利于铬的去除。