pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0～5.0的范围内,Cd^2＋的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH〉5.0,Cd^2＋的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度（≤10^-3mol/L）限制了Cd^2＋解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd^2＋的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度（〉10^-3mol/L）时极大地促进了Cd^2＋的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

江西省典型水稻土对镉的吸附解吸特性研究

以江西省2种典型水稻土(潜育型、潴育型)为试材,采用振荡平衡法研究了镉在水稻土中的吸附-解吸行为,并利用保留因子对镉在水稻土中的环境风险进行了评估。结果表明:潴育型水稻土的吸附能力较强,明显大于潜育型水稻土,但潴育型水稻土的解吸能力小于潜育型水稻土;2种水稻土对镉的吸附均可用Freundlich方程较好的拟合;镉的环境风险随镉含量的升高先减小后增大,且潜育型水稻土大于潴育型水稻土,但镉在2种水稻土中潜在环境风险均较大。     

pH和有机酸对酸性紫色土吸附-解吸镉的影响

选择酸性紫色土,研究pH和有机酸对紫色土吸附镉的影响。结果表明,pH在1.0~5.0的范围内,Cd2 的解吸率从接近100%急剧降低到20.0%。当pH>5.0,Cd2 的解吸率缓慢下降。相对较低的有机酸浓度(≤10-3mol/L)限制了Cd2 解吸,而较高的有机酸浓度则增加了Cd2 的解吸。柠檬酸和醋酸在较高浓度(>10-3mol/L)时极大地促进了Cd2 的解吸,其次是苹果酸,最小的是酒石酸。     

有机酸对几种土壤胶体吸附解吸镉离子的影响

用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例     

褐土中磷镉吸附与解吸的研究

通过P、Cd吸附解吸试验研究了石灰性土壤中P、Cd之间的交互作用.结果表明;不同P吸附量的土壤,对Cd的次级吸附量随着吸附P量的增加而提高,石灰性褐土中P吸附量的提高可提高其对Cd离子的吸附容量;不同Cd吸附量的土壤,对P的次级吸附量随Cd吸附量的升高逐渐升高.Cd的解吸量(用0.1 mol/L KN0O解吸)均随Cd吸附量的升高而增加.     

四环素在土壤中的吸附与解吸以及镉在其中的影响

采用批平衡实验方法,研究了四环素（TC）在褐土和红壤中的吸附和解吸,以及Cd2＋对四环素在两种土壤上吸附和解吸的影响。结果表明,四环素在褐土和红壤中的吸附可以用Freundlich等温吸附方程拟合,所得lgKf分别为3.039和3.169,这表明四环素在红壤中的吸附能力较强。此外,四环素在两种土壤上的解吸过程都存在滞后现象,所得lgKf,des分别为3.292和3.877,这将可能威胁到土壤环境和人体健康。常见重金属Cd2＋的存在会促进四环素在两种土壤上的吸附,在红壤中表现显著（P〈0.05）;同时红壤中四环素的lgKf,des有所增加,而在褐土中的变化不大。     

改性油菜秸秆生物质炭吸附/解吸Cd2+特征

该研究选用蒸汽爆破油菜秸秆,对其进行羟基磷灰石和KMnO4浸渍处理,再用壳聚糖和NaOH溶液改性所获得的生物质炭改性,以比较表面特性变化和吸附/解吸Cd~(2+)的特征。结果表明,改性处理可有效地在生物质炭表面负载相应官能团,如羟基磷灰石处理使生物质炭表面磷酸盐增多,比表面积提高至225.68 m2/g;而壳聚糖、KMnO4和NaOH处理,则引入了-NH2和-OH、-COOH等酸性含氧官能团。尽管改性生物质炭表面电荷减少,但Cd~(2+)吸附容量却提高了13%～315%,其吸附行为可用Langmuir等温吸附式拟合,并符合Pseudosecondorder吸附动力学方程。改性后,生物质炭对Cd~(2+)的吸附主要为专性吸附,其初始吸附速率提高了65%～379%,而解吸率降低了17%～91%,表明对Cd~(2+)的吸附更快且更加稳定,具有良好的应用潜力。     

长期定位试验点土壤镉的吸附解吸及形态分配

以中国生态系统研究网络和国家土壤肥力和肥料效应长期定位监测网络5个农业生态实验站的表层土壤为材料,研究了不同区域农田土壤对Cd的吸附解吸特性;同时,在研究长期定量施肥对封丘潮土和祁阳红壤Cd积累及其有效性影响的基础上,对不同施肥处理进行了土壤Cd形态分级。结果表明,5种农田土壤中,中厚黑土的吸附量较大,旱地红壤的吸附量较小,土壤的最大吸附量与土壤有机碳含量、土壤CEC及土壤pH有关;长期施用化肥对封丘黄潮土和祁阳红壤Cd积累的作用不明显,长期施用有机肥可增加土壤Cd的积累,但内源性有机肥(秸秆)使黄潮土Cd含量增加的幅度远低于外源性有机肥(猪粪)使红壤Cd含量增加的幅度,长期施用有机肥对土壤Cd有"活化"作用。黄潮土和红壤中Cd的形态分配顺序均为:残渣态弱酸提取态可还原态可氧化态,但黄潮土中残渣态Cd的比例显著高于红壤中残渣态Cd的比例。化肥和有机肥均可影响Cd在黄潮土和红壤中的形态分配。     

有机肥非水溶性分解产物对 铜 、镉吸附及解吸的影响

研究了稻草、紫云英和猪粪淹水培养的非水溶性分解产物、两种土壤( 红壤、潮土) 与这 3 种有机肥共同淹水培养后的非水溶性产物( 水溶性物质被除去) 对铜、镉的沉淀、吸附及解吸作 用的影响。 结果表明, 当铜初始浓度为 10-4mol/ L, pH <6 时有机残渣促进铜的沉淀;当 pH >6 时则抑制了铜的沉淀。 当铜初始浓度降为 10-5mol/ L 时, 有机残渣对铜沉淀的促进作用加强。 3 种有机残渣均促进镉的沉淀, 但促进程度比铜低。 与有机肥共同培养的红壤, 在相同的 pH 条 件下, 提高对铜、镉的吸附;在不调节 pH 条件下, 由于有机肥料有提高 pH 的作用, 进一步提高 对铜 、镉的吸附。 与有机肥共同培养的潮土, 在相同的 pH 条件下, 对铜、镉吸附的影响很小;在 不调节 pH 时, 提高了潮土对铜的吸附, 但对镉吸附的影响则较复杂。 上述结果表明, 有机肥的 非水溶性分解产物主要通过提高体系的 pH 值、与铜、镉形成不溶性的络合物而影响铜、镉的吸 附。 与有机物料共同培养的红壤所吸附的铜、镉的解吸率均不同程度降低。     

Cadmium Sorption and Desorption Characteristics of Tropical Alfisols from Different Land Uses

Cadmium (Cd) sorption and desorption characteristics by Alfisols from different land uses were examined, and the relationships between soil and sorption/desorption characteristics were investigated. Adsorption studies were done using Cd concentrations (0–100 mg Cd kg^?1) in 0.01 M CaCl₂. The Cd sorbed by the soils was then subjected to two desorption runs. The soils' adsorption conformed to Freundlich and Langmuir equations. The amount of Cd sorbed by the soils varied. Two desorption runs detached more than 95% of sorbed Cd, but the first accounted for more than 80% of the total. Desorption of Cd in degraded soils was more than in soils from other land uses. The amount of Cd desorbed correlated with amount applied (r = 0.90??), solution concentration (r = 0.83??), and amount sorbed (r = 0.70??). A positive relationship exists between the adsorption maxima of the soils and soil organic matter (r = 0.13, p = 0.87). The relationship between amount of Cd desorbed and sorbed is quadratic for all the soil.     

湿地沉积物磷的吸附与解吸研究

采用恒温培养法研究美国纽约Pelham Bay Park 6种典型淡水湿地沉积物中磷的吸附与解吸行为及其动力学过程。结果表明:湿地沉积物具有强烈吸附溶液中磷的功能,随着溶液中磷浓度的增加,吸附量增大;但是湿地沉积物也有释放磷到溶液中去的功能,释放量为0~41.19 mg/kg,与沉积物吸附磷量的关系不大,沉积物释放磷与沉积物的特性有关。衡量一种淡水湿地沉积物的除磷能力,可根据沉积物最大吸附磷量和吸附解吸附平衡浓度(EPC0)来衡量,6种沉积物中,磷的最大吸附能力强弱依次是:S1>S2>S3>S6>S5>S4;S1沉积物吸附磷的最大量为500 mg/kg。各沉积物的平衡浓度相差很大,S4的吸附与解吸附平衡浓度最高,其值为166.00μg/L,而S2的吸附与解吸附平衡浓度最低,其值为0.36μg/L。低的EPC0值表明,沉积物有很强的吸附磷的能力,故S2湿地生态系统有非常强的除磷能力。     

施污土壤与污泥中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布

污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤和污泥中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了污水污泥和施污后的西红柿地土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。施用污泥堆肥10t hm-2后的土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的全量与各种形态含量无明显增加,Cu、Pb、Zn含量远低于国家土壤环境质量标准。土壤中Cu的各种形态分布关系是:残渣态>可还原态=可氧化态>可交换态和弱酸溶解态,Cu在土壤中的存在是以最稳定的残渣态为主。堆肥污泥与干化污泥相比,残渣态Cu的比例明显增加。土壤中Pb的各种形态分布关系是以残渣态和可还原态为主,但可氧化态的分布比例最小。土壤中Cd的可交换态、可还原态和残渣态各占据相等的含量,但可氧化态Cd的含量几乎为零。Zn在土壤中的各种形态分布关系是:可交换态和弱酸溶解态>可氧化态>可还原态>残渣态,Zn在土壤中的存在是以最易迁移的可交换态和弱酸溶解态为主。这些金属元素在土壤中的相对稳定性顺序为:Cu>Pb>Cd>Zn。Zn在土壤中的移动性要远高于Cu。     

1,1,2,2-四氯乙烷在土壤中的吸附解吸研究及解吸滞后的新型模型模拟

采用室内实验方法,研究了1,1,2,2-四氯乙烷（1,1,2,2-tetrachloroethane,1,1,2,2-TeCA）在4种土壤上的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型——＂双元平衡解吸（Dual-EquilibriumDesorption,DED）模型＂对其解吸行为进行了预测。结果表明,1,1,2,2-TeCA在4种土壤上的吸附符合传统的线性吸附模型,lgKoc的平均值为1.86;解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸后的lgKo（c平均值约为4.88）显著大于初始值,且与吸附相污染物的初始浓度、土壤性质无相关性。DED模型比传统线性模型能更好地拟合TeCA在土壤中的解吸滞后现象。     

Influence of Cadmium Toxicity on Growth and Antioxidant Enzyme Activity in Rice Cultivars with Different Grain Cadmium Accumulation

Abstract

The effect of cadmium (Cd) toxicity on growth, lipid peroxidation, and antioxidant enzymes was studied using two rice cultivars, Bing 97252 with low and Xiushui 63 with high grain Cd accumulation. Plants were exposed to 0–5 μ M Cd in hydroponic culture. Cadmium stress inhibited plant height and chlorophyll content and altered melondialdehyde (MDA) content and the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and peroxidase (POD). Roots and shoots responded differently to Cd in terms of antioxidant enzyme activity. Generally, the activities of SOD, POD, and CAT decreased with increase in Cd level, while the activity of MDA increased with increase in Cd level. With the increase in Cd concentration in nutrient solution, MDA content in shoots and roots of Xiushui 63 increased at a much higher rate than did that of Bing 97252 at both growth stages. At booting stage, a decrease of 46%–52% in SOD activity was noted in plant roots grown under 5 μ M Cd, while at tillering stage the decrease was 13%–19% compared with the control. A significant decrease in chlorophyll content and plant height was noted under higher Cd treatment (1.0 and 5.0 μ mol) at two stages. The higher MDA and lower chlorophyll content in the cultivar Xiushui 63 showed that it is more sensitive to Cd than the cultivar Bing 97252.     

不同添加剂对土壤中乙草胺吸附／解吸的影响

采用批处理恒温振荡法,利用气相色谱一质谱联用仪研究了人工添加不同吸附物质对土壤中乙草胺的吸附／解吸作用。结果表明,人工添加不同吸附物质对土壤中乙草胺的吸附强度和吸附容量不同,不同的添加剂对土壤中乙草胺的吸附／解吸作用均呈现明显的非线性关系,可用Freundlich模型描述。并且随着土壤中添加量的增大,吸附强度增大、吸附容量增大、所得吸附等温线的非线性也逐步增大;另外,添加剂对乙草胺的解吸迟滞作用也随添加剂含量的增高而更加明显。但是不同添加剂对土壤中乙草胺的吸附能力有明显差异,其中煤粉的吸附能力最大,其次是壳聚糖,沸石最小。     

堆肥污泥连续施用对酸性砂土肥力影响及养分积累风险

为研究添加堆肥污泥对酸性砂土养分和肥力的影响,并探究污泥施用后的养分积累风险,本研究采用盆栽试验,通过施用不同量堆肥污泥,研究两年连续小麦-玉米轮作模式下酸性砂土养分和肥力变化规律,并利用有机指数(OI)和单因子标准指数(S_i)分别针对砂土有机碳(OC)和全氮(TN)、全磷(TP)进行积累风险评价。结果表明,连续两年在酸性砂土上施用污泥提高了土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、有效钾含量、pH值和土壤综合肥力指数(IFI),均随污泥施用量的增加呈上升趋势。砂土中连续两年污泥施用,土壤有机指数(OI)等级表现为Ⅰ级清洁型,故污泥添加导致土壤有机碳的淋失风险较小;全氮的S_i等级同样为Ⅰ级清洁型,而土壤全磷的S_i在2017年小麦和玉米季污泥施用量为37.50 t·hm^-2时,达到Ⅱ级较清洁型,因此与氮素相比,污泥施用增加了砂土磷素淋失风险。可见,污泥农用可以改善酸性砂土的养分状况,但也需要注意污泥过量施用造成的养分积累风险。本研究结果为污泥在酸性砂土的合理施用提供了依据。     

Amelioration of Cadmium Contaminated Soils Using Cation Exchangers

ABSTRACT

The contamination of soil and water with cadmium (Cd) is an environmental issue worldwide. Using lettuce (Lactuca sativa cv. ‘Cos’) in a glasshouse-based growth trial, two cation exchange materials [a zeolite and a kaolin amorphous derivate (KAD)] were examined for their ability to remove Cd from the soil solution and hence decrease the uptake of Cd by plants. Zeolite (applied at a rate of 2.5 t ha^{? 1}) was ineffective at reducing Cd uptake and accumulation in lettuce. When applied at a rate of 2.5 t ha^{? 1}, the KAD significantly reduced Cd uptake in all soils examined (ranging from a 26 to 64% reduction). Thus, KAD is considered to be potentially beneficial for the growth of plants in Cd-contaminated soils, although care must be taken to ensure that growth is not limited by deficiencies of the other nutrients for which KAD has a high affinity.