4种植物水浸提液对铅镉污染土壤的淋洗效果

为探讨植物水浸提液淋洗去除土壤中重金属的可行性,选用驳骨丹（Buddleja asiatica）、茵陈蒿（Artemisia capillaries）、假酸浆（Nicandra physaloides）和紫茎泽兰（Eupatorium adenophora）4种植物材料的水浸提液作为淋洗剂,分析不同淋洗剂浓度、pH和淋洗时间对去除土壤中重金属铅（Pb）和镉（Cd）的影响。结果表明,4种植物淋洗剂对2种土壤中Pb和Cd均具有一定的去除作用。随着淋洗剂浓度的增加,其对土壤中Pb和Cd的淋洗效率总体呈上升趋势;随淋洗剂pH的增大,淋洗率总体呈降低趋势;而随淋洗时间的增加,4种植物的Pb和Cd淋洗率呈总体增加、先增后减和无显著变化等3种趋势。驳骨丹对土壤A中Cd（72.45%）和Pb（13.27%）的去除率最高,对土壤B中Pb（17.27%）去除率最高;紫茎泽兰对土壤B中Cd（59.81%）的去除率最高。研究表明,驳骨丹和紫茎泽兰具有较好的治理重金属污染土壤的潜力。     

不同试剂提取紫色土溶解性有机碳含量研究

本试验选取了不同浓度的KCl、K2SO4和CaCl2试剂,以6种不同耕作方式下的紫色土为对象,研究其提取土壤溶解性有机碳(DOC)的浸提效果.结果表明,各试剂提取土壤DOC含量均随生育期变化,呈现先增加后减弱的趋势,在拔节期达到峰值.同一生育期下,2.00 mol·L-1 KCl和0.25 mol·L-1K2SO4提取DOC平均含量相对最高,0.05 mol·L-1 KCl和0.15 mol·L-1CaCl2提取DOC平均含量相对较低.几种试剂中0.25 mol· L-1K2SO4提取的成熟期土壤DOC量占总有机碳比例最大(2.67％),同时,0.25 mol·L-1 K2SO4测定各时期结果重复间的平均变异系数也最小(10.00％),2.00 mol·L-1 KCl次之.0.15和0.25 mol·L-K2SO4提取的成熟期DOC与土壤有机碳、全氮、速效磷、全磷呈显著(p＜0.05)或极显著(P＜0.01)相关关系.因此,综合试剂提取土壤DOC的浸提率、稳定性及其与土壤性质的关系得出,0.25 mol·L-1 K2SO4为提取紫色土DOC的最佳试剂,2.00 mol·L-1 KCl和0.15 mol·L-1 K2SO4次之.     

四种生物质材料水浸提液淋洗镉污染土壤及其废水处理研究

采用八角金盘、枳椇子、空心莲子草和赤胫散4种生物质材料的水浸提液进行Cd污染土壤的批量淋洗试验,结果表明:4种生物质材料浸提液对污染土壤中的Cd均有一定去除作用,且差异显著(P0.05)。4种材料的Cd淋洗率随其浸提液浓度的增加呈对数、幂函数或倒数变化;赤胫散的Cd淋洗率随淋洗液p H增加呈线性上升,而其余3种生物质材料Cd淋洗率则随淋洗液p H增加呈线性、倒数或幂函数下降。[0]时间和淋洗量的关系以二级动力学模型(R~20.994)和Elovich方程(R~20.803)拟合效果较优。液土比增加能够促进Cd的淋洗。淋洗3次后,八角金盘、枳椇子、空心莲子草和赤胫散的Cd累积淋洗率分别达到78.31%、53.88%、47.59%和27.98%。此外,采用4种生物质材料浸提液淋洗后,土壤可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cd含量显著降低(P0.05),土壤钾素含量略有增加,其他养分及有机质则下降。浸提残渣能够有效吸附淋洗废水中的Cd,用其处理后的废水达到国家排放标准。由此,兼顾Cd的淋洗率及对土壤性质的影响,八角金盘是一种修复Cd污染土壤的潜力材料。     

湿地退化条件下土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化特征

为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮"汇"功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(MA)、沼泽化草甸(MM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量的变化特征。结果表明,草甸化沼泽土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为MMMEMA,其储量高低顺序是MEMAMM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与草甸化沼泽土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100cm土层高于0—40cm土层。沼泽土、草甸化沼泽土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮"汇"功能减弱,尤其是碳"汇"。     

基于GIS的凯江流域农田重金属污染评价研究

采用单因子污染指数法(P_i)对四川盆地丘陵区凯江流域农田耕层土壤(0～20 cm)中4种重金属污染风险进行评价,并基于GIS平台,结合反比距离权重法(IDW)、径向基函数法(RBF)、普通克里格法(OK)、析取克里格法(DK)和概率克里格法(PK)分析研究区重金属的空间分布特征。结果表明,凯江流域土壤Cd、Hg、As和Pb平均含量分别为0.35、0.10、7.77 mg·kg~(-1)和22.54 mg·kg~(-1),在空间分布上土壤Cd、As和Pb总体呈现以两个高值为中心向四周递减的趋势,土壤Hg则呈现西部高、东部低的特征。单因子污染指数评价结果表明,土样Cd、As、Hg和Pb的污染超标率(P_i≥1)分别为7.5%、0.5%、0和0。前4种空间插值的分级面积统计结果表明,研究区域土壤Pb、Hg和As均无污染超标,土壤Cd超标面积(P_i≥1)为0.14%～1.06%;概率克里格法风险评估结果表明,土壤Hg、Pb分别在P_i0.3和P_i0.2条件下无高风险概率,在阈值为1.0条件下,受到As污染的高概率(0.8～1.0)区域有1.05%,0.16%的区域面积有Cd污染超标风险(P=1.0)。因此,该区部分农田土壤主要受到Cd污染。     

铅锌矿区污染土壤的植物淋洗剂筛选研究

高效绿色淋洗剂的筛选是土壤淋洗技术开发的重要内容之一.本文以汉源某铅锌矿区污染土壤为对象,将14种植物地上部分风干研磨过2 mm筛后蒸馏水浸提24 h,采用振荡淋洗的方法研究浸提液在不同浓度、pH和作用时间下对铅锌复合污染土壤中铅和锌的提取效果.结果表明,在 25 ℃、200 r·min^-1恒温振荡条件下,14种植物淋洗剂对土壤铅锌的淋洗效率不同(P <0.05):随着淋洗剂浓度的增加,其对土壤铅的淋洗率呈逐渐增加和先增后减两种变化趋势,对土壤锌的淋洗率则呈逐渐增加和变化趋势不明显;淋洗率随着pH增加总体降低;14种植物淋洗剂对土壤中铅和锌的淋洗率随淋洗时间的增加均分别呈上升、无显著变化和下降三种趋势.其中马桑浸提液对土壤铅和锌具有较好的淋洗效果,当淋洗剂的浓度为5%、pH为4.0、振荡时间为8 h条件下时,其对铅和锌的淋洗率分别为23.78%和77.03%.因此,马桑提取液是一种对铅锌复合污染土壤修复具有良好运用前景的环境友好型植物淋洗剂.     

低分子有机酸去除猪粪中铜锌的效率研究

为探究低分子有机酸对猪粪中重金属的去除效果,通过振荡浸提法研究了柠檬酸、酒石酸、草酸和苹果酸在不同浓度、时间、pH值和固液比条件下对猪粪中Cu和Zn的去除效果。结果表明,猪粪中Cu、Zn的去除率均随有机酸浓度的增加呈线性上升趋势。当有机酸浓度为0.20 mol·L-1时,草酸作用下的Cu和Zn去除率分别为42.37%和47.63%,而柠檬酸作用下二者分别为27.19%、77.17%。动力学试验表明,猪粪中Cu、Zn去除率随反应时间的延长呈倒数上升趋势,在240 min时二者均达到较高去除率;Cu、Zn的去除主要在酸性条件下进行,在pH值为2.00时它们的去除率分别高达41.89%和68.14%,而后随pH值增加而迅速降低;固液比为1∶10时二者均可达到较高去除率。此外,猪粪经有机酸浸提后呈酸性,且TP和TK含量显著降低,分别为8.97~10.87 g·kg~(-1)和4.97~6.23 g·kg~(-1),但其TN含量无显著变化,且有机质含量相对略微增加。由此可知,低分子有机酸是一种能有效修复猪粪Cu、Zn污染的潜力材料。     

不同施肥处理土壤水溶性有机碳含量特征及动态变化

采用田间小区试验,研究了不施肥(CK)、化肥(NPK)、鸡粪(M)和分别基于鸡粪、猪粪制造的有机无机复混肥(NPKM1、NPKM2)5种施肥处理土壤水溶性有机碳(WSOC)的含量及其随小麦生育期的动态变化特征。结果表明,表层(0～20 cm)不同施肥处理的冷、热两种水溶性有机碳随生育期推移呈先增后减,随后再增加的动态变化;它们的含量在NPKM1、NPKM2处理下均显著高于CK和NPK处理(P<0.05),而低于M处理。各处理心土层(20～40cm)水溶性有机碳的动态变化趋势则表现出先增加后减少的变化趋势,而处理间水溶性有机碳含量高低顺序与表层相似。此外,表层两种水溶性有机碳与土壤养分、小麦产量的相关性比总有机碳高,因而能更灵敏地反映土壤养分供应状况和生产能力。     

岷江上游典型土壤磷的迁移特性研究

通过选取岷江上游典型土壤类型褐土、黄棕壤、暗棕壤和亚高山草甸土,分析其磷组分特征及固磷能力,以期了解土壤磷的迁移特性。结果表明,H_2O-P和Na HCO3-P含量分别在3.39~10.91 mg·kg~(-1)和5.70~51.97 mg·kg~(-1)之间,这类磷易随土壤侵蚀而流失。褐土和黄棕壤以HCl-P为主,暗棕壤和亚高山草甸土则以Na H-P为主,其占全磷的比例分别为71.36%、24.75%、62.16%和53.04%。因此,当NaOH-P或HCl-P随土壤颗粒进入水体后,它们向水体迁移释放磷的能力较强。该区域土壤磷的最大吸附量、最大缓冲量和吸持指数表明,褐土和黄棕壤的磷素向液相释放迁移的风险高于暗棕壤和亚高山草甸土。磷素零点吸附平衡浓度介于19.44~24.08 mg·L~(-1)之间,均大于水体富营养化临界值0.35 mg·L~(-1)。综上,岷江上游土壤磷素迁移的风险较高。     

叶面喷施硒对紫色小麦镉积累的影响

为降低紫色小麦籽粒对镉（Cd）的积累能力,确保食品安全,本研究采用大田试验分析叶面喷施3种浓度亚硒酸钠（Na₂SeO₃）溶液对4种紫色小麦Cd含量的影响,并通过分析Cd在小麦中的富集和亚细胞分布特征揭示其作用机理。结果表明：施硒（Se）后小麦各器官Cd含量呈下降趋势,富集系数均显著降低（P<0.05）。施Na₂SeO₃浓度为0.8 mmol·L^-1时,小麦籽粒中Cd含量较对照（不施Se）降低47%~63%。4种小麦茎到籽粒和叶到籽粒的Cd转运系数均显著降低（P<0.05）,降幅分别为22%~46%和34%~61%。小麦根和叶亚细胞中的Cd含量均表现为可溶性组分>细胞壁>细胞器,施Se降低了小麦亚细胞各组分中的Cd含量,提高了Cd在根和叶亚细胞可溶性组分中的占比。研究表明,叶面喷施Se能增强紫色小麦对Cd的区室化作用,抑制Cd向籽粒的转运,并使籽粒中Cd含量达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）的要求。