土壤铅和镉溶出伏安法检测中影响因素及其削弱方法研究进展

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点被广泛应用于检测土壤重金属含量，但在检测土壤重金属时，溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上，从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方面阐述溶出伏安法检测土壤Pb2+和Cd2+为的影响因素，解析各因素的影响机理，归纳影响削弱方法的研究进展。研究结论为：方波脉冲阳极溶出伏安法最常用于检测土壤Pb2+和Cd2+，伏安参数包括脉冲幅值、电压增量和脉冲频率，试验条件包括沉积时间、沉积电压和支持电解质种类及其pH值，土壤成分主要干扰因素包括非目标重金属和有机质。针对伏安参数和试验条件的影响可以设计优化试验有效削弱。针对非目标重金属和有机质的干扰影响，目前研究还没有提出有效的削弱方法。最后，展望了溶出伏安法检测土壤重金属的未来发展方向。     

岩溶山区磷石膏堆场重金属迁移对耕地质量的影响及污染风险管控

[目的]探讨磷石膏堆场周边耕地土壤重金属含量的变化、成因及污染风险,为磷化工产业可持续发展及水土环境重金属污染的治理提供科学依据。[方法]通过对贵州省中部磷石膏堆场进行实地调查与采样开展分析和研究。[结果]磷石膏堆场排水、侵蚀冲沟水及洼地积水中Cd,Hg,As的含量都超过农田灌溉水质一类标准(水作)水质限值,特别是Cd。在磷石膏堆场周边50～300 m范围内,玉米地、蔬菜地、水稻土中Cd的含量分别超过农用地土壤污染风险筛选值的4.87～9.43倍、8.83～19.13倍和3.83～13.42倍,堆场周边旱作土主要是Cd,As,Zn的污染风险,而水稻土则主要是Cd,As,Hg,Zn的污染风险;大部分蔬菜地土壤和水稻土中Cd的含量超过农用地土壤污染风险管控值。[结论]天然降雨对露天磷石膏堆场产生的侵蚀及淋溶作用是重金属迁移的主要原因,在地表水流方向上耕地重金属污染风险随着堆场距离的增加而逐步减小。兴修排灌设施及调整种植结构是减少磷石膏堆场周边耕地重金属污染的有效途径。     

行道树国槐不同形态重金属富集效能研究

[目的]揭示不同形态重金属在行道树国槐各器官的富集特征。[方法]采用改进BCR连续提取法对北京市蓝靛厂北路旁的土壤和国槐的叶片、树枝、树皮、树干与树根中Cr、Ni、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb等7种重金属元素进行提取,并用ICP-MS测定各形态重金属浓度。[结果]结果表明:树皮中7种重金属元素浓度最高,重金属元素在树根向树干、树干向树枝和树枝向树叶的迁移均以酸溶态为主。树皮和树干为重金属元素的主要贮存器官;重金属元素在叶片中以相对活跃的酸溶态存在。国槐对不同形态重金属的富集效能大小依次为:可氧化态可还原态酸溶态残渣态;国槐对7种重金属的平面富集效能和空间富集效能分别达到372.90 mg·m~(-2)和45.48 mg·m~(-3)。[结论]国槐各器官的重金属浓度存在显著差异;重金属元素在国槐体内的运输以酸溶态为主;重金属元素以相对稳定形态贮存在树皮和树干;国槐对可氧化态重金属的有效净化效率高于其他形态。     

硅对水稻生长的影响及其缓解镉毒害机理研究进展

为研发高效硅肥和防治农田镉污染提供借鉴资料,本文综述了施加硅肥对水稻生长发育的影响,包括提高水稻产量和品质,增强抗倒伏、抗病虫害及干旱等逆境的能力,尤其是增强抗镉毒害等能力。并从生理学机制和土壤学机制两方面重点分析了施加硅肥对缓解镉毒害作用的可能机理。生理学机制方面：硅通过参与水稻的生理代谢活动,使水稻抗氧化系统酶的活性和清除自由基的能力增强;抑制镉的吸收及其在水稻体内的运输;硅与镉在水稻体内的螯合和区隔作用。土壤学机制方面：硅肥改变土壤理化性质,降低土壤中有效态镉的含量;硅镉吸附沉淀作用,减少水稻对镉吸收。最后针对硅肥的开发利用及技术推广提出展望。     

黄淮海与环渤海设施蔬菜产区重金属累积特征和环境质量评价

黄淮海与环渤海设施蔬菜产区是全国蔬菜发展的六大优势产区之一。通过收集2011～2019年黄淮海与环渤海设施菜田重金属研究的文献数据,对该区域重金属污染和环境质量进行了统计分析。结果表明,黄淮海与环渤海设施蔬菜产区土壤重金属Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As和Hg的平均含量均低于温室蔬菜产地环境质量评价标准限量值。与各个省市土壤背景值相比,土壤出现了明显的Cu、Zn、Cd和Hg累积,Cr和As均没有出现累积。8种重金属元素单项污染指数范围在0.30～0.80,排序依次为:CdPbHg=NiZnCuAsCr,仅Cd处于警戒等级,其余重金属元素均处于清洁等级。8种重金属综合污染指数平均值为0.75,表明该区域重金属污染处于警戒水平,需采取相应的污染防控措施。     

土壤调理粉剂处理下茶园土壤重金属污染特征及潜在风险评价

本文以贵州安顺不同土壤调理粉剂处理下“瀑布毛峰”茶园土壤为供试样品,通过样品测试与理化分析,对CK处理(0 kg/hm²)、A处理(600 kg/hm²)、B处理(750 kg/hm²)和C处理(900 kg/hm²)下茶园土壤重金属含量特征及污染水平进行探讨。结果表明：不同土壤调理粉剂处理下,研究区域土壤重金属Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、As和Cd的变异程度各异,且土壤中这8种重金属含量也各不相同,其中pH、Cr、Pb和Ni含量在C处理中最高,As、Hg和Cd含量在A处理中最高,Cu和Zn含量在B处理中最高;对各重金属元素进行相关性分析可知,Ni与Pb之间存在极显著相关性,表明两者之间的同源性极高,其余元素之间相关性特征不明显;由综合污染指数（P_综）得出A处理为轻度污染,CK处理、B处理和C处理均为中度污染,不同处理土壤中Cr均在国家Ⅱ级标准(GB15618—2008)规定范围内,样点达标率为100%,在所选定的污染评价因子中,Cu的贡献率最高,为土壤主要影响因子,其次是Cd和Ni;研究区土壤重金属单项潜在生态风险指数($E_{r}^{i}$)中Hg属于强生态风险,其余7种重金属处于轻微潜在生态风险等级;综合潜在生态风险指数(RI)平均值为196.79,总体处于中等潜在生态风险水平,Hg对RI的贡献率最大,是最主要的生态风险元素。     

Overview on current criteria for heavy metals and its hint for the revision of soil environmental quality standards in China

Following rapid social and economic development over the past several decades, soil pollution by heavy metals (HMs) has been both serious and widespread in China. The Soil Environmental Quality Standards (SEQSs) in China (GB 15618-1995) have been introduced to encourage and enforce sustainable soil HM management. However, in recent years, HM contents in soils have frequently been found to exceed their associated standard values, while the crops growing on them might still meet regulatory standards, and vice versa. There is thus growing awareness that GB 15618-1995 does not effectively regulate current soil HM pollution, as it has encountered bottlenecks, and disappointing outcomes caused by poor execution along with deficiencies and gaps in the policies. However, due to the deficiency of scientific research about relationships between soil HM concentrations and their ecological or human health effects, the development of SEQSs in China is still greatly restricted. This paper discusses international SEQSs of HMs as well their development in China over time, then examines current Chinese SEQSs to demonstrate their potential regulatory deficiencies by referring to international SEQSs. The corresponding legislative policies are described, and scientific information or responses are outlined for maintaining soil environmental quality. China's experience has shown that policy and science can be linked to work in tandem to better understand and manage soil quality issues.     

不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构的影响

为了研究土壤真菌群落结构在不同程度重金属污染中的变化,本文用Illumina Hi Seq高通量测序技术分析了苏南地区某金属冶炼厂和加工产业区的重金属污染水稻土的真菌群落结构,发现不同程度重金属污染对水稻季土壤真菌丰度和群落结构均有显著影响。经过真菌主成分分析发现,PC1影响因素对样品处理差异的贡献率是35.96%,PC2影响因素对样品处理差异的贡献率是21.48%;通过真菌冗余度分析发现,重金属Pb和Cu污染对土壤真菌群落结构的影响显著;通过对真菌属水平的相对丰度分析表明,重金属污染会显著降低敏感真菌的丰度,如被孢霉属相对丰度最高降低了87.50%、木霉属最高降低了99.46%、离壳菌属和菇属最高降低了100.00%,同时耐性真菌的相对丰度会提高,如类球囊霉属的相对丰度最高增加了98倍、四枝孢霉属最高增加了56倍、根囊壶菌属最高增加了2.62倍。综上所述,不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构有显著影响,且随着污染程度的增加,抗逆真菌相对数量和种类显著增加,敏感真菌的相对数量急剧减少,真菌群落结构随着重金属污染程度增加进一步分化。     

Heavy metals immobilization in contaminated soil by grape-pruning-residue biochar

To investigate the influence of grape-pruning-residue (GPR) biochar on cadmium (Cd), lead (Pb), copper (Cu) and zinc (Zn) immobilization in a contaminated soil, a laboratory study was conducted with different rates of GPR biochar (0, 2, 5 and 10% w/w) at 25°C. After 1, 2, 4, and 8 weeks of incubation, the Tessier sequential extraction procedure was performed and metal mobility factor (MF) and metal stability index (I_R) were calculated. The exchangeable (EX) and carbonate (CAR) fractions of the metals decreased significantly (p ≤ 0.05) with the biochar addition. The EX metal fractions decreased by 23 to 72%, and the CAR fractions decreased by 51 to 67% in the 10% biochar treatment after 8-week incubation. The MF values of Cd, Pb, Cu and Zn decreased by 47, 62, 70 and 49%, respectively, with addition %10 of the biochar. Biochar addition favored the metal redistribution into more stable fractions and resulted in an increase in I_R values. The results demonstrated that the GPR biochar, especially at high application rate (10%), can effectively immobilize the heavy metals, thereby reducing their mobility in contaminated soils.     

有机负荷对秸秆消化系统性能及可利用态金属浓度的影响

利用农作物秸秆为原料,在半连续条件下研究厌氧反应器消化特性及金属浓度的变化。结果表明,当有机负荷(organic loading rate,OLR)为4 g/(L·d),固体停留时间(Solid rentention time,SRT)为66.7 d时,单位挥发性固体(VS)最大甲烷产率为217 m L/g,达到了理论产值的56%~58%。采用修正的Tessier法分析金属形态分布,瘤胃和厌氧污泥共接种物中的金属Zn,Cu,Fe,Ni,Mo等提供了产甲烷过程酶的辅因子,有利于水解和产甲烷活性的提高。当OLR升高到6 g/(L·d),SRT下降为40 d时,溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)浓度显著升高,导致金属浓度发生变化。沼渣中Zn和Fe可利用态质量分数显著下降(P0.05),分别为4.39和5.54 mg/kg,Cu可利用态质量分数下降为0.40 mg/kg。从而导致甲烷产率下降为110 m L/g,体系中挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)积累。乙酸、丙酸及丁酸质量浓度均值分别达到了2.02、6.54和0.53 g/L,出现酸化现象。