不同年限设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的研究

为探讨不同种植年限和设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的关系,以种植年限为2年和14年设施菜地番茄为研究对象,测定了不同种植年限下番茄茎、叶细胞壁果胶含量,并对细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性与种植年限及Cd累积量之间的相关性进行了分析。结果表明,随着种植年限的增加,番茄植株各器官Cd累积量均有所增加;种植14年设施菜地番茄茎中Cd累积量比种植2年的增加了24.55%,叶片中Cd累积量增加了45.96%;种植14年设施菜地番茄茎细胞壁Cd累积量增加了61.86%,叶片细胞壁Cd累积量增加了57.46%;不同种植年限设施菜地番茄茎和叶细胞壁果胶Cd含量也存在极显著差异(P0.05)。另外,随着种植年限的增加,番茄茎、叶细胞壁果胶含量和PME活性随之升高:与种植2年相比,种植14年设施菜地番茄茎中果胶含量提高了104.51%,叶片果胶含量提高了127.45%;种植14年设施菜地番茄茎中PME活性提高了10.56%,叶片PME活性提高了9.39%。果胶含量及PME活性和细胞壁Cd累积量呈正相关。研究发现不同年限设施菜地土壤全Cd和有效Cd含量有所不同,影响着番茄不同器官果胶含量及PME活性,说明细胞壁果胶在缓解番茄Cd毒害中起着一定的作用。     

矿区土壤重金属污染修复技术研究进展

矿产资源是人类经济社会发展的重要物质基础,然而在矿产资源的开采过程中,重金属等污染物在土壤环境介质中迁移,最终对矿区生态环境和人体健康造成严重威胁。矿区地质地貌复杂、土壤理化性质变异性大、污染物迁移转化过程复杂、现有土壤污染修复不彻底等成为矿区土壤污染修复主要限制因素。本文通过分析近年来矿区土壤污染修复研究成果,系统提出了构建地形地貌修复基本理念,综述了原位提取、钝化、纳米材料、联合修复以及新理念五类矿区土壤重金属污染修复技术的研究现状和最新研究进展,归纳总结了现有技术的适用范围和优缺点,提出了矿区土壤污染修复技术的未来发展方向,旨在为矿区重金属污染土壤修复的研究与实践提供理论参考。     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。     

定量分析秸秆和猪粪生物炭对镉的吸附作用

为定量研究生物炭对镉(Cd)的吸附作用,以灰分含量不同的小麦秸秆(W)和猪粪(P)为原材料,分别在300℃和700℃下热解制备4种生物炭(WBC300、WBC700、PBC300和PBC700),定量分析了生物炭对Cd的吸附作用。结果表明:除灰后生物炭对Cd的吸附能力显著下降38.5%～83.0%,且除灰处理对BC700影响较BC300大。生物炭无机组分主要通过沉淀作用和离子交换作用吸附溶液中的Cd,有机组分主要通过含氧官能团的络合作用吸附Cd。在pH 5.0、Cd初始浓度为200 mg·L-1条件下,沉淀作用、离子交换作用和络合作用在PBC300吸附Cd的过程中贡献率分别为52.1%、32.2%和15.5%,PBC700分别为91.9%、5.10%和2.96%,WBC300分别为23.9%、36.2%和39.9%,WBC700分别为63.5%、21.8%和14.7%。研究表明,随着生物炭热解温度的升高,沉淀作用在生物炭吸附Cd的过程中贡献率升高,而离子交换作用和络合作用贡献率下降;无机沉淀作用和离子交换作用为灰分含量较高的生物炭吸附Cd的主要机理。     

基于WASP模型的灞河流域氨氮水质达标管理方案研究

基于WASP(the water quality analysis simulation program)模型,采用马渡王水文站近20年(1991年—2010年)50%保证率下的日径流数据,结合流域2015年点源、非点源排污现状,建立灞河流域一维水质模拟预测模型。基于基础情景和污染负荷削减控制情景(情景B-情景C-情景D)4种方案,分析了研究河段水质达标状况。基础情景A分析表明,全流域河段达标率在枯水期为38.45%,平水期为22.35%,丰水期均不达标。情景B-C-D结果表明,削减负荷在一定程度上保障了研究河段氨氮指标达标率,模拟年3个水期河段达标率在80%左右。     

基于AnnAGNPS模型的罗李村子流域水文模拟与评价

以灞河上游罗李村子流域为研究区,基于子流域2001—2010年日尺度气象水文数据和流域地形、土壤和土地利用数据,构建了AnnAGNPS（Annualized Agricultural Non-point Source Pollution model）模型数据库,确定了最优子流域划分方案,模拟了流域年、月、日尺度径流变化。结果表明:（1）当临界源面积（CSA）取100 hm²,最小初始沟道长度（MSCL）取70 m时,模型将流域划分为1 030个分室,420个沟道,能较好地概化流域下垫面特征。（2）模型对年、月、日尺度径流模拟Ens均大于0.51,R²均大于0.55,Re小于10%,模型能够较好地反映罗李村子流域的径流过程,对流域水资源的合理利用具有指导作用。     

外源水杨酸缓解镉对番茄毒害作用的研究

为了研究外源水杨酸(SA)对番茄镉(Cd)抗性的影响,在温室水培条件下,测定了SA预处理对Cd胁迫下番茄生长、Cd积累、根系活性氧和抗氧化酶系统的影响。结果表明,随着Cd胁迫浓度升高,番茄生长受到的抑制作用也加剧。用100μmol·L~(-1)的SA预处理可显著缓解Cd对番茄的毒害作用。在5 mg·L~(-1)Cd处理下,加SA预处理组的株高和根长相比无SA处理组分别增加了10.2%和14.2%,根、茎和叶的干质量分别增加了40%、27.2%和24%(P0.05)。同时,SA处理也显著降低了Cd胁迫下丙二醛(MDA)的含量并提高了抗氧化酶的活性。此外,SA预处理后,番茄地上部Cd积累降低了24.4%～58.3%,根部Cd积累降低了50.5%～75.5%(P0.05)。研究表明,100μmol·L~(-1)SA预处理可以显著缓解Cd胁迫对番茄的生长毒害作用,并降低植株Cd积累。     

煤基NaA分子筛材料的合成及其对Cd2+的吸附

为实现废弃物资源化利用,采用煤矸石为原料制备分子筛环境修复材料。通过对煤矸石（CG）的硅铝比进行调节,利用煅烧-水热晶化法分别在500℃和750℃下成功合成了NaA-500和NaA-750两种煤基NaA分子筛材料。进一步采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等表征方法探讨了分子筛的结构特征和表观形貌,并对吸附过程进行吸附动力学和等温吸附线的研究分析,以深入探究其对Cd²⁺的吸附特性。结果表明：相比煤矸石,NaA-750和NaA-500对Cd²⁺的最高吸附量分别为392.9 mg·g^-1和208.9 mg·g^-1,分别是煤矸石的4.5倍和2.4倍,且NaA-750和NaA-500对Cd²⁺的吸附过程遵循准二级动力学规律。吸附等温线结果显示,NaA-500和NaA-750对Cd²⁺的吸附符合Langmuir等温吸附模型。综上所述,以煤矸石为原料制备的NaA型分子筛对Cd²⁺的吸附能力明显提升且具有较高的吸附容量,对去除废水中Cd²⁺具有潜在应用价值。     

西安市郊不同年限设施菜地土壤Cd和Pb形态分析与污染评价

为探究不同种植年限设施菜地土壤重金属的形态与污染程度变化,以西安市郊不同年限设施菜地土壤为研究对象,通过测定不同年限土壤理化性质和重金属含量,利用BCR连续提取法研究土壤中Cd和Pb的不同形态,分析土壤中Cd和Pb不同赋存形态与土壤理化性质之间的关系,并采用地积累指数法和潜在生态风险指数法对设施菜地重金属污染进行风险评价。结果表明:随着种植年限增加,西安市设施菜地土壤呈酸化趋势,且速效养分含量升高;不同年限设施菜地土壤重金属Cd和Pb的总量分别为0.28~1.51 mg·kg~(-1)和0.14~0.5 mg·kg~(-1),Cd有效态含量介于0.14~0.5 mg·kg~(-1),均超过其地方土壤背景值,大棚使用年限为11~15、16~20、21~25 a中Cd总量分别为0.615、1.465、1.515 mg·kg~(-1),在21~25 a中Cd有效态含量为0.5 mg·kg~(-1),均超出标准限值;弱酸态和还原态是大棚土壤中Cd的主要存在形态,而Pb主要存在形态为残渣态。其中土壤中Cd的有效态、Pb的还原态和残渣态与土壤N、P含量显著相关(P0.05),Pb的还原态与K含量相关。随着年限增长,设施菜地土壤中Cd的地积累指数增加,污染程度达到中度污染。研究区21~25 a设施菜地为中等生态风险,Cd生态风险系数对潜在风险指数的贡献高达94.36%,重金属Cd和Pb存在一定的累积叠加污染风险。高年限设施菜地土壤Cd的潜在生态风险系数大于Pb。     

柴达木盆地盐爪爪生理特性对盐胁迫的响应研究

通过研究柴达木盆地盐爪爪生理特性对盐胁迫的响应,为合理利用耐盐植物改良盐渍土提供科学依据。以盐爪爪种子及盆栽幼苗为试验材料,以清水为对照,设置10个1.0%~10.0%Na Cl溶液的培养基质浓度梯度,采用单因素随机区组设计,用3a时间对盐爪爪种子萌发、苗木生长及生理特性等耐盐性生化指标进行试验测定。结果表明:不同浓度盐胁迫对盐爪爪生长发育及生理特性都有一定程度的抑制,但不同浓度盐胁迫对盐爪爪生长发育及生理特性影响程度不同;随着盐浓度的增加,盐胁迫对盐爪爪生长发育及生理特性抑制作用越明显,7.0%盐浓度溶液作为对盐爪爪生长发育及生理特性抑制作用的拐点,是其适生耐盐最大阈值;在柴达木盆地荒漠化防治实践中应采取有效措施将水土环境的盐浓度控制在7.0%以下。