膨润土对轻度镉污染土壤钝化修复效应研究

通过盆栽和大田小区试验,研究了膨润土对Cd污染土壤修复效应。结果表明,盆栽和大田条件下施用膨润土后土壤Cd交换态含量分别较对照降低了41.3%~86.1%和7.9%~24.6%,铁锰氧化物结合态(OX)和残渣态(RES)Cd含量则有所上升。水稻各部分Cd含量总体上随膨润土投加量的增加而降低,与对照相比,盆栽条件下根、茎、叶、糙米中Cd含量最大降幅分别达到46.0%、49.8%、54.2%和71.8%,大田小区条件下水稻各部分Cd含量最大降幅分别达到35.3%、48.8%、36.0%和40.9%。投加不同浓度膨润土后,水稻幼苗叶片SOD酶活性和可溶性蛋白含量在一定程度上有所促进,而POD酶活性和MDA含量则表现为明显的抑制效应(P0.05)。在盆栽和大田实验中,施用膨润土显著提高土壤过氧化氢酶活性(P0.05),与之相反,在盆栽实验中,土壤Cd蔗糖酶活性较对照处理显著降低(P0.05),降幅达44.3%~52.3%,而大田条件下各处理间差异不显著(P0.05);脲酶活性随膨润土施加量的增加呈现出先降低后增加的趋势。     

钝化剂对酸性高镉土壤钝化效果及水稻镉吸收的影响

以海泡石、磷酸二氢钾、钙镁磷肥、钢渣、生石灰及生物炭为重金属镉钝化材料,研究钝化剂对湖南省酸性高镉(Cd)稻田土壤及水稻中Cd含量的影响。以土壤pH值和有效态镉作为评价指标,筛选出三种效果较优的钝化剂,通过正交试验进行复配,选择最优的钝化剂配方进行田间验证。结果表明,海泡石、钙镁磷肥、钢渣在施用比例为1%时均可显著提高土壤pH,pH的提升效果排序为钢渣钙镁磷肥海泡石;除钢渣外,其余钝化剂在施用比例为1%时均可不同程度降低土壤有效态Cd含量,钝化效果排序为磷酸二氢钾钙镁磷肥生物炭海泡石生石灰。选取海泡石、钙镁磷肥和磷酸二氢钾复配钝化剂,依据正交试验结果并综合考虑钝化效果、成本及材料易得性,确定钝化剂的最优施用量组合为海泡石500 mg kg-1、钙镁磷肥500 mg kg-1、磷酸二氢钾170 mg kg-1。大田试验结果表明,施用钝化剂后,土壤pH值提高0.5个单位,土壤有效Cd含量降低34.00%,糙米中Cd含量降低19.44%,水稻各器官Cd的富集与迁移系数明显降低,水稻产量明显升高。     

土壤微藻对土壤质量影响的研究

研究了土壤微藻对于土壤理化及生物学性质的影响 ,并作定量及定性分析。以土壤和水为两种不同基质 ,在基质中接种 5种土壤微藻藻液 (立方色球藻、土生绿球藻、舟形藻、沙角衣藻以及由 4种藻种形成的混合藻液 ) ,进行见光和黑暗培养 ,分别在 0 ,2 0 ,4 0 ,60 d时 ,测定环境 p H值、微生物量 (不包括藻类 )、有机质含量 ,作极差分析和图形比较。研究结果表明 ,环境 p H值变化、微生物量变化和有机质含量变化在不同藻种相同培养条件下 ,存在一定的相似性。藻种变化对 p H值和微生物增加的影响大于因基质变化和光照变化所产生的影响 ;基质变化对于环境有机质含量的影响大于因藻种变化和光照变化而产生的影响 ;微藻在土壤中培养时的 3种数据变化均大于在水中培养时的 3种数据变化。     

土壤pH对镉形态影响的研究进展

镉作为生物体的一种非必需元素,因其在土壤中的强迁移性和对人体的高度危害性而被列为国家重点关注的五大毒性重金属元素之一。镉在土壤中的迁移性及毒性与其形态密切相关,而土壤pH是影响镉形态的最重要因素之一,因此,本文综述了土壤镉形态的分析方法,阐述了土壤pH对镉形态的影响,并深入探讨了土壤pH对镉形态的影响机制,最后对今后的研究方向进行了展望,以期为镉污染土壤的修复与治理提供参考。     

土壤有机质对镉污染土壤修复的影响

镉是生物非必需具生物毒性元素,有机质作为修复镉污染土壤的重要改良剂之一而备受关注。土壤有机质通过对土壤理化性质、对镉的吸附-解析、络合作用、生物有效性作用影响镉污染土壤修复效果。主要阐述了土壤有机质对镉污染土壤修复的影响作用机制,探讨了有机质的适用条件、影响因子,分析了工程应用过程存在的问题,以期为重金属污染土壤修复技术研究提供新的思路。     

石灰与生物炭配施对不同浓度镉污染土壤修复

通过室内培养试验,研究生物炭与石灰不同用量配施对镉污染土壤pH和镉赋存形态的影响。结果表明,生物炭与石灰配施能够明显提高污染土壤pH,且随着施入量的增加pH提升效果显著。随着石灰和生物炭配施用量的增加,土壤交换态镉降低比例逐渐增大。培养60天后,镉污染浓度为5mg/kg的土壤交换态镉含量同对照处理相比依次减少36.80%,49.12%和57.38%;而土壤镉污染浓度为20mg/kg的土壤交换态镉含量较对照相比分别降低29.27%,31.68%和39.03%。2个浓度中土壤碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉和有机结合态镉均有所增加,残渣态镉虽有所增加,但在不同浓度之间存在差异。总体来看,本试验用量条件下,石灰和生物炭配施对污染浓度为5mg/kg的土壤镉钝化效果优于污染浓度为20mg/kg的土壤。     

不同改良剂对镉污染土壤中小白菜吸收镉的影响

采用盆栽试验, 研究了施用石灰、钙镁磷肥、泥炭、碱渣4种土壤改良剂对外加镉污染的赤红壤上小白菜产量、镉吸收量、土壤有效态镉及pH的影响。结果表明: 外加1 mg·kg^-1和5 mg·kg^-1镉对小白菜生物量无显著影响, 且1 mg·kg^-1镉对小白菜生长有一定的促进作用; 施用改良剂对镉污染土壤上小白菜无显著增产效果。施用4种改良剂均能降低小白菜地上部镉含量, 作用效果为石灰≈泥炭>碱渣>钙镁磷肥。不同改良剂对小白菜根部镉含量影响不同, 泥炭和石灰在所有镉浓度下、钙镁磷肥在0和1 mg·kg^-1镉浓度下可显著降低根部镉含量, 而碱渣无明显作用, 种植两茬规律一致。土壤有效态镉含量与pH呈显著负相关; 施用石灰、碱渣、钙镁磷肥使土壤pH显著升高, 有效态镉含量显著降低, 从而降低小白菜对镉的吸收; 泥炭可显著提高土壤pH, 虽降低土壤有效态镉作用效果不显著, 但显著降低小白菜体内镉含量, 这可能与土壤中形成难以被植物吸收的镉有机结合物有关。两茬蔬菜种植结果显示, 施用后期改良剂对镉污染的抑制效果也较明显。     

绿肥翻压对烟田土壤理化性状及土壤微生物量的影响

试验于2003年9月至10月河南烟区的襄城县、舞阳县、叶县、罗山县4个试验点种植绿肥,2004年3月进行翻压,以研究绿肥对土壤容重、土壤pH值等理化性质的影响以及对土壤微生物的影响。试验结果表明,绿肥翻压可以有效地降低土壤的容重和土壤的pH值,提高土壤的有机质,同时能促进土壤中微生物数量的大量增加。与空白对照相比,各个处理土壤容重降幅为0.03~0.1 g/cm3,土壤pH值的降幅一般都在0.1~0.6,土壤有机质含量提高0.08%~0.1%。因此利用烟田冬季休闲空间种植和翻压绿肥,可作为提高土壤肥力、改善烟田土壤环境、实现烟叶生产可持续性发展的一个重要措施。     

福州城市土壤pH值、有机质和磁化率特征研究

研究了福州市不同功能区城市土壤的pH值、有机质和磁化率。结果表明,福州市土壤pH值以中性和碱性为主,可能是受城市化过程中碱性废弃物排放的影响所致;土壤有机质含量总体较高,各功能区的变化规律为：工业区〉商业区〉城市风景区〉生活文化区,反映了土壤有机质含量的增加与高强度人类活动有直接关系;土壤磁化率值总体偏高,代表着福州市土壤普遍受到一定程度的重金属污染,不同功能区的磁化率特征表现为：工业区〉商业区≥生活文化区〉城市风景区。不同功能区土壤的pH值、有机质和磁化率三者之间基本不存在相关关系,这与自然土壤有较明显的区别。     

施用菜籽饼肥对次生盐渍化温室土壤有效养分、盐分及盐分组成的影响

通过田间试验研究了施用油菜菜籽饼肥处理后,次生盐渍化温室土壤中的有效养分、水溶性盐分含量及盐分离子组成的变化,以评价施用饼肥改良次生盐浈化温室土壤的可行性以及在温室土壤上大量施用油菜籽饼肥可能出现的后果.结果表明:在次生盐浈化温室土壤上施用饼肥会显著增加0～20 cm土壤中的绝大多数有效养分特别是大量元素有效养分的含量和全盐含量.同时,施用饼肥也使得20～30 cm土壤中的部分养分和盐分离子含量显著增加,土壤次生盐渍化程度进一步加重.因此,施用饼肥并不能作为一种改良次生盐溃化温室土壤的有效措施,为避免土壤次生盐渍化程度的形成和发展,应减少设施农业中饼肥的施用量.     

影响土壤中镉的植物有效性的因素及镉污染土壤的植物修复

阐述了镉的来源及其对人类的危害,并对影响土壤中镉的植物有效性的土壤因素中的pH、氧化还原电位(Eh)、有机物质、营养物质浓度对镉的植物有效性的作用作了详细的阐述。此外对其它如EDTA、淤泥等对土壤中镉的植物有效性的影响和镉污染土壤的植物修复等方面也进行了综述,并对镉污染土壤的修复治理与趋势进行了展望。     

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。     

钝化材料复配对镉污染土壤中镉的固定效果

为探讨钝化材料不同复配处理对Cd污染土壤有效Cd含量的影响,利用土壤培养试验和盆栽试验,采用正交试验设计,研究生物炭、粉煤灰、汉白玉3种钝化材料不同复配处理对土壤pH值和Cd生物有效性的影响。结果表明,3种钝化材料不同复配处理均显著提高了土壤pH值,降低了土壤有效Cd含量。随着时间的延长,大部分处理土壤有效Cd含量呈先降低后逐渐达到平衡的趋势,平衡时间为7~15 d。同时,3种钝化材料的因素主次效应依次表现为汉白玉>生物炭>粉煤灰。添加钝化材料后小白菜可食部位的Cd含量显著降低,降幅为9.10%~24.39%,以小白菜可食部位Cd含量作为评价指标,1.5%生物炭+1.0%汉白玉、1.0%生物炭+1.0%粉煤灰+0.5%汉白玉、1.0%生物炭+0.5%粉煤灰+1.0%汉白玉为最优复配处理。本研究结果为Cd污染土壤钝化修复和作物的安全生产提供了理论依据。     

冷榨芝麻饼粕木脂素提取及其抗氧化研究

为有效提高芝麻冷榨副产物的利用价值,以芝麻冷榨制油后的饼粕为原料,乙醇为溶剂,采用超声波辅助法提取芝麻饼粕木脂素,选取乙醇浓度、料液比、提取时间、提取功率4个考察因素,在单因素试验的基础上应用响应面法对芝麻饼粕木脂素提取工艺条件进行优化,并应用Schaal烘箱法,以过氧化值(PV)、茴香胺值(AV)及全氧化值(TV)为指标,对添加木脂素的食用油进行抗氧化活性评价。结果表明,优化后芝麻饼粕木脂素的提取条件为:乙醇浓度93%、料液比(m/v)1∶10、提取时间40 min、超声功率600 W,此条件下木脂素的提取率为563.81 μg·g^-1。随着木脂素添加量的增加,食用油抗氧化活性逐渐增强,且抗氧化效果强于维生素E(VE),接近二丁基羟基甲苯(BHT)。此外,添加木脂素的菜籽油体系中的抗氧化活性普遍强于猪油体系。综上所述,冷榨芝麻饼粕木脂素是一种优质的天然抗氧化剂,可应用于食用油脂中。     

Persistence of CaCl2 washing effect for amelioration of a Cd-contaminated paddy field soil

Abstract

Soil washing is one of the methods used to remediate soil contaminated with heavy metals, and when the contaminated elements have been effectively removed the washed soil can be used for agriculture. Soil washing was conducted using 0.5 mol L^?1 CaCl₂ solution at pH 4 as an extracting agent to remediate a paddy field soil contaminated with Cd. Dolomite powder was applied to neutralize the soil to the original pH 6.2. After CaCl₂ washing, the content of Cd extractable in 0.1 mol L^?1 HCl decreased from 2.4 to 0.8 mg kg^?1. Subsequently, a pot experiment was carried out to evaluate the effect of soil washing on Cd concentration in polished rice (Cd_pr) for three successive years. Using the washed soil, Cd_pr was ≤ 0.2 mg kg^?1 with and without a treatment that simulates midseason drainage, whereas it was > 0.5 mg kg^?1 in the unwashed soil with the midseason drainage treatment. The reasons for low Cd_pr growth in the washed soil were the low content of exchangeable Cd in the soil and the resultant high soil pH (> 7). To evaluate the effect of soil pH on Cd_pr in the fourth year, we adjusted soil pH to 5 with H₂SO₄ before transplanting rice seedlings. The Cd_pr in the washed soil with the midseason drainage treatment increased to 0.47 mg kg^?1, whereas it was less than 0.2 mg kg^?1 under continuous flooding. Thus, high pH or whole season flooding are important to keep Cd_pr at ≤ 0.2 mg kg^?1 even after soil washing. With the application of dolomite and other ordinary fertilizers, soil properties were little affected by the present soil washing procedure because the difference in rice yield between the washed and unwashed plots was not significant within each year.