大环江流域重金属污染土壤的3种修复技术研究

以大环江流域重金属污染土壤为研究对象,分别采用东南景天、蜈蚣草、蜈蚣草联合活化剂3种方法进行土壤重金属修复,测定了修复前后土壤重金属和植物中重金属含量,研究了各富集植物的修复效果和富集特征,结果表明:东南景天修复玉米地后,土壤中镉的去除效率达12.23%,玉米中的锌、铅、镉含量均有所降低,东南景天对镉的富集系数为5.82,说明东南景天在修复镉污染土壤的效果较好;在桑树地中套作蜈蚣草,铅、砷的去除效率分别达到12.57%、11.82%,桑叶中的5种重金属含量均有所降低,其中铅、砷含量比未套作前分别降低了28.09%和14.81%,蜈蚣草对铅与砷的富集系数分别为1.05、1.45,说明蜈蚣草对土壤中铅、砷具有明显的去除效果;在桑树与蜈蚣草套作地中施加化学活化剂后,土壤中5种元素的去除效率均有明显的提高,桑叶中5种元素的含量均有所下降,蜈蚣草的富集系数均有所上升,说明活化剂的施用能增加蜈蚣草对重金属元素的吸收。     

几种植物对土壤金属离子富集能力的研究

[目的]研究吊兰、绿萝和蜈蚣草对土壤中铅、砷、汞和镉的富集能力。[方法]采用吊兰、绿萝和蜈蚣草对铅、砷、汞和镉污染土壤进行富集试验,测定培养不同时间后3种植物叶片中的铅、砷、汞和镉含量。[结果]1 000 mg/kg铅污染基质对吊兰、绿萝和蜈蚣草的生长没有影响,吊兰对铅的富集效果明显强于绿萝和蜈蚣草,40 d后叶中铅含量达到165.3 mg/kg,同时吊兰对于汞也有一定的富集能力;蜈蚣草对砷的富集能力较强,对镉有一定的富集作用,对铅、砷、汞、镉4种重金属污染的耐受能力均很强;吊兰和绿萝对汞有一定的富集作用,但100 mg/kg镉和汞对吊兰和绿萝有较大的植物毒性。[结论]吊兰用于铅污染土壤的生物修复有一定的应用前景。     

广西某铅锌矿区土壤镉、铅、砷形态分布对水稻重金属的影响

【目的】探讨铅锌矿区周边土壤镉、铅和砷形态分布对水稻重金属影响,为当地土壤重金属修复治理提供参考。【方法】采集广西某铅锌矿区周边农田土壤和水稻根、茎、叶、籽粒等样品,分析土壤镉、铅和砷的全量和形态分布水稻重金属含量,通过单因素污染指数方法评价土壤重金属污染状况,通过富集系数评价水稻根、茎、叶、糙米对土壤重金属富集能力。【结果】水稻田土壤镉、铅和砷污染严重,土壤镉含量变化为0.42~2.68 mg/kg,平均值为1.52 mg/kg;铅含量变化为118~1180 mg/kg,平均值为472.59 mg/kg;砷含量为11.6~351.0 mg/kg,平均值为109.81 mg/kg。其中土壤镉主要以交换态和碳酸盐结合态为主;土壤铅以铁锰氧化结合态和有机物结合态为主;土壤砷以残余晶格态为主。土壤重金属的主要富集水稻根部位,其中水稻根富集土壤镉系数均大于1、富集铅系数介于0.38~3.53、富集砷系数均小于1,糙米镉和铅含量超标,砷未超标。【结论】铅锌矿区的周边土壤镉、铅、砷含量严重超标;水稻田土壤镉对农作物有一定风险;铅对农作物铅超标存在潜在危害;土壤砷主要残余晶格态为主;水稻籽粒镉全部超标、铅部分超标、砷不超标。     

桑树修复土壤重金属污染的研究进展

重金属污染修复已成为当前国际环境科学研究的热点问题,利用桑树修复土壤重金属污染也是一种有效的植物修复技术。笔者简单介绍了土壤重金属与植物修复技术的概念,并阐述了桑树的生长特性,桑树生长与土壤中镉、铅、锌、砷等重金属元素的关系,并结合江西省土壤重金属污染的形势,探讨了桑树作为江西省土壤重金属污染修复树种的潜力。     

丛毛羊胡子草修复尾矿坝铅镉污染的初步研究

采集广西南丹长坡尾矿坝自然定居植物优势种丛毛羊胡子草及其根际土,利用原子吸收光谱法测定样品中的铅和镉含量,以完全没有植被覆盖的尾矿裸地作为对照,对铅、镉转运系数、富集系数及修复系数进行比较,分析丛毛羊胡子草对重金属元素铅和镉的吸收特性,探讨利用丛毛羊胡子草修复土壤铅镉污染的可能性,为南丹长坡尾矿坝等重金属异常区的植物修复提供理论依据。结果表明,丛毛羊胡子草具有较强的重金属耐性,其地上部分铅和镉平均含量分别为205.77 mg/kg和7.57 mg/kg,地下部分铅和镉的平均含量分别为643.66 mg/kg和21.30 mg/kg,铅和镉的转运系数均<1,富集系数镉>铅,修复系数镉>铅,说明丛毛羊胡子草清除镉污染的效果比铅好。丛毛羊胡子草虽不是铅和镉的超富集植物,但其耐性强,对铅和镉的吸收量较大,所以,可以作为尾矿坝等重金属复合污染区植物修复的先锋物种使用。     

镉铅胁迫对桑树种子萌发和幼苗生长以及重金属累积的影响

[目的]研究重金属胁迫对桑树种子萌发及幼苗生长的影响,分析桑树幼苗对重金属的吸收和累积规律。[方法]以冀桑3号和鲁杂1号2个品种桑树种子和幼苗为材料,采用滤纸萌发法分析重金属镉、铅对2个品种桑树种子萌发的影响,采用土培盆栽法分析镉和铅对2个品种桑树幼苗生物量的影响及幼苗对镉和铅的吸收转运规律。[结果]桑树种子萌发受到镉、铅的抑制作用,并且镉和铅对胚根毒害作用更强。镉和铅元素对桑树种子胚根生长有显著抑制作用的浓度分别为114、331 mg/L;2个品种幼苗的生物量随着镉和铅处理浓度的升高而降低,冀桑3号幼苗能耐受20 mg/kg的镉胁迫和500 mg/kg的铅胁迫而不降低其生物量。2个品种桑树幼苗对镉和铅的吸收水平均随着镉、铅处理浓度的升高而升高;幼苗对镉的富集系数和转移系数分别为0.53～3.58和0.41～0.84,对铅的富集指数和转移系数分别为0.02～0.58和0.11～0.78。从2个品种的富集系数和转移系数的对比来看,冀桑3号幼苗与鲁杂1号幼苗对镉、铅的耐受能力、富集能力存在一定程度的差异,且2个品种幼苗均不能有效地将镉和铅转运至植株地上部分。[结论]该研究可为植物修复重金属污染提供一定依据,为进一步利用桑树进行土壤修复奠定一定的理论基础。     

重庆市某典型区域土壤和水稻中重金属含量研究

2019年按点位采集稻田土壤及其对应的水稻糙米样品,对重庆市某典型水稻重金属含量超标区域进行镉、铬、镍、铜、锌、铅、汞和砷8种污染元素含量的监测。结果表明:该区域18个点位中有77.8%的点位土壤镉含量超过风险筛选值,超标倍数范围为0.02～0.65;除镉之外,其余7项元素均未超过风险筛选值;由Nemerow综合污染指数可知,18个点位中有44.4%的点位土壤处于轻度污染水平,存在土壤镉污染风险,应加强土壤环境监测和农产品协同监测;各点位的水稻糙米中铜、锌、汞和砷含量均未超过限量值,但镉、铬、镍和铅均有超标,超标比例分别为5.6%、16.7%、16.7%和22.2%;由富集系数可知,调查区域水稻糙米对重金属的富集能力由高到低排列依次为锌镉镍≈铜铬铅≈砷,其中锌和镉极易从土壤中被水稻糙米吸收,吸收比例分别为12.3%和11.3%。     

玉米套作蜈蚣草修复砷污染农田土壤的效应研究

为探明作物-超富集植物套作模式对修复砷污染土壤的效应,采用盆栽实验,探讨了玉米(Zea mays L.)与蜈蚣草(Pteris vittata L.)开放性套作、限制性套作和单作模式对植物生长及As吸收累积的影响。结果表明:和单作相比,开放性套作和限制性套作模式下蜈蚣草生物量显著提高,其地上部分别提高了55.7%和43.9%,但玉米生物量没有显著差异;三种处理间除根无显著差异外,玉米茎、叶和籽粒中As含量均呈单作限制性套作≈开放性套作。和单作相比,开放性套作和限制性套作显著降低了玉米茎、叶、籽粒中As含量,茎中分别降低了35.2%和31.9%,叶片中分别降低了21.9%和18.6%,籽粒中分别降低了24.2%和12.1%;和单作相比,限制性套作对蜈蚣草根部砷含量影响不明显,但显著提高了蜈蚣草地上部砷含量,提高幅度达11.3%;开放性套作同时显著提高了蜈蚣草根和地上部砷含量,分别提高了32.4%和17.9%。开放性套作显著降低了玉米和蜈蚣草根际土有效态As含量,分别降低了9.3%和15.4%;限制性套作显著降低了玉米根际土有效态As含量,降低了9.1%,但对蜈蚣草有效态砷含量影响不显著。玉米与蜈蚣草套作抑制了玉米体内As的累积量,同时促进了蜈蚣草的生长及对土壤中砷的吸收累积。这为中轻度砷污染农田的安全利用提供了参考依据。     

上海菜区土壤和蔬菜中重金属含量及其相互关系

1981～1982年在上海菜区采集了229个土壤和327个蔬菜样品。土壤中镉平均含量比对照医增加2.7倍(最高值为13.5毫克/公斤)、锌增加67.3%、铜56.6%、铅44.6%、铬20.4%和汞22.7%,砷与对照相近。污染土壤中多种重金属元素同时增高。在土壤元素相关矩阵中具有极显著意义(P<0.01)的元素对达95.4%.不论对照区或菜区,多数情况下,菠菜、马铃薯、莴苣各种重金属含量较高;黄瓜,甘蓝和茭白较低。蔬菜中锌、砷、铬、铅和铜的含量一般大大低于暂定容许含量。除砷外,青菜和土壤的重金属含量显著相关。在研究的七种元素中,土壤中镉的提取百分率最高,富集系数最大,青菜和土壤的相关系数最好。土壤中重金属含量的增加主要是应用受重金属污染的水及污泥。     

施用复合肥和腐植酸液肥对苋菜重金属富集与转运的影响

【目的】探讨施用复合肥、腐植酸液肥对苋菜重金属富集和转运的影响,以期为蔬菜重金属污染治理提供更多数据支持。【方法】以"红圆叶"苋菜为供试品种,以清水组为对照组,分别用复合肥、腐植酸液肥1号和2号于播种前处理土壤0,1和2次,播种后第7,14和21天分别再施用1次,检测种植前后土壤以及苋菜可食部和根部的铅、镉、汞、砷含量,分别对土壤和苋菜的重金属污染情况进行评价,采用富集系数(BCFs)和转运系数(TFs)评价苋菜富集土壤重金属和重金属由根部向可食部转运的能力。【结果】试验前部分处理土壤铅、砷含量和所有处理土壤镉含量超过国家蔬菜土壤限量标准,试验后各处理土壤镉含量仍超过国家蔬菜土壤限量标准。苋菜整体铅含量仅少数处理符合国家叶菜类限量标准;苋菜可食部和根部镉、无机砷含量均符合国家叶菜类限量标准;在检出限范围内,苋菜中未检出汞。复合肥组、腐植酸液肥1号组、腐植酸液肥2号组苋菜铅BCFs均值分别为0.025±0.016,0.013±0.011,0.006±0.003,苋菜铅TFs均值分别为6.18±1.87,2.22±1.75,0.95±0.40,三者之间均差异显著(P<0.05)。【结论】试验菜地镉元素虽超过土壤限量标准,但未导致苋菜镉含量超过叶菜类限量标准,可能与该苋菜品种类型有关。施用复合肥提高了苋菜富集铅的能力,且铅主要存留于苋菜可食部;施用腐植酸液肥可降低苋菜对铅的富集作用,将部分铅有效地阻滞于根部。