土壤中重金属的生物有效性研究进展

综述了年十年来国内及国际上研究土壤中重金属的生物有效性的态势，尤其是影响土壤中重金属生物有效性的诸多因素，以期进一步推动国内的土壤中重金属生物有效的研究工作和重金属污染土壤的生物治理工作。     

替代黑麦幼苗测定土壤中重金属生物有效性的研究

采用室内培养实验方法，对用于土壤中重金属生物有效性测定的黑麦的替代植物进行了研究，结果表明，小麦由于结果和黑麦比较接近，而且种子易于得到，因此是黑麦的较佳替代植物。经试验小麦幼苗的生长期为14d。     

化肥施用对土壤中重金属生物有效性的影响研究

本研究综述了化学肥料施用对土壤中重金属生物有效性的影响,土壤施肥能改变土壤理化性质如pH、溶液中的离子组成、阳离子交换量等,或直接与重金属离子发生反应,影响重金属的生物有效性。故施用化肥时要考虑到所施化肥的种类和施用量可能会导致重金属的植物可利用性发生改变,从而对人体健康产生影响。     

皖南茶园土壤重金属化学形态及其生物有效性

以皖南茶园为研究对象,通过Tessier连续提取分级法对茶园土壤重金属(Zn,Cu,Pb,Ni)全量及其化学形态进行了分析,利用活性态重金属占全量之比来评价其生物有效性。结果表明,皖南茶园土壤中Zn,Cu,Pb,Ni含量均未超过国家标准;除Zn外,其他元素均高出背景值,存在较明显的富集现象;土壤中4种重金属在5种形态上表现出不同的分布规律,Zn,Cu,Ni以残渣态为主,分别占总量的72.55%,90.00%和81.79%,而Pb以铁锰氧化物结合态为主,占总量的70.09%;Zn,Cu,Pb,Ni的活性态部分占全量比例分别为5.04%,1.51%,0.97%和0.23%,土壤重金属活性态部分与茶叶中重金属含量之间呈现正相关关系,且皖南茶区的茶叶重金属含量在限量值的安全范围内。     

长江三角洲地区土壤重金属污染的防治与调控

简要介绍了长江三角洲地区土壤重金属污染现状与特点及其成因,在此基础上提出了长江三角洲土壤重金属污染防范措施和2种不同类型的治理与调控措施。针对典型污染源引起的局部重度重金属污染土壤,宜使用工程修复与植物修复及其联用技术进行调控。针对农业和交通运输业引起的大面积轻度重金属污染土壤,宜从提高土壤自净能力的角度,运用环境矿物修复和农业生态措施进行调控。继而,进一步提出了今后长江三角洲地区土壤重金属污染防治与调控的主要研究方向。     

吉林省人参土壤中重金属污染水平及生物有效性研究

为了解吉林省人参土壤中重金属污染水平及其生物有效性,人参对重金属的吸收、转化及富集程度,运用ICP-OES对农田栽参和林下参及其土壤重金属进行测定分析。结果表明,人参土壤中重金属Cd含量超过国家三级土壤标准,所测的其它八种重金属含量均处在国家一级土壤水平内,重金属Pb的生物有效性系数最高达27.37%,虽然含量较低但存在一定的风险性,人参土壤中Ti的含量最高,其全量在476-1038 mg/kg,生物有效性最低为0.09%;两种模式下人参根区土壤中重金属生物有效态含量差别不大,但林下参土壤重金属生物有效性系数低于农田栽参土壤,尤其是对生物毒性较大的Cd、Cr、Cu和Pb元素,Cd的生物有效态含量与其生物有效性系数达极显著负相关(P<0.01),相关系数为0.79;不同肥料的施用对农田栽参土壤重金属生物有效态有一定影响,同一种肥料对不同重金属生物有效态含量影响亦不同;人参对Cu、Zn和Pb的富集系数最大,潜在风险较大,其中Cu富集系数达到0.63;综合分析人参土壤中重金属全量、有效量及人参根中含量,发现人参土壤中Cd超标,污染严重,Cu和Zn受土壤类型影响较大,其它重金属均可通过培肥改土调节其有效态含量。     

吉林省人参土壤中重金属污染水平及生物有效性研究

人参(Panax Ginseng C.A.mey)属五加科多年生草本植物,是主要大宗道地中草药,人参产业作为吉林省东部山区及黑龙江、辽宁省山区的主要支柱产业,对地方经济发展具有极大的影响作用。自从1998年国家实行"天保工程"以来,传统的伐林栽参模式受到限制,农田栽参和林下参成为人参产业主要发展模式,农田栽参的发展避免了参林争地的矛盾,保护了生态环境,同时为市场提供了大量     

新乡市寺庄顶污灌区土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

对长期电池废水灌溉的新乡市寺庄顶污灌区和对照区土壤重金属进行取样分析,结果表明,对照区土壤中Cd,Ni,Zn,Cu和Cr含量都能达标,污灌区土壤中Cr含量能达标,Cd,Ni,Zn和Cu的含量超标,其平均含量分别为65.31,1 196.64,2 799.25,145.78 mg/kg,是国家土壤环境质量二级标准的108.85,19.94,9.33和1.46倍。形态分析结果表明,污灌区污染最严重的Cd主要以铁-锰氧化物结合态存在,所占比例平均为56.84%;Ni主要以铁-锰氧化物结合态和残余态存在,所占比例平均为37.44%和39.55%;Zn主要以残余态存在,所占比例平均为78.24%;Cu主要以有机结合态存在,所占比例平均为57.70%;Cr主要以有机结合态和残余态存在,所占比例平均为45.55%和34.18%。与对照相比,污灌降低了Cd,Ni,Zn,Cu和Cr残余态所占比例,提高了重金属迁移能力和生物有效性。在4种超标重金属中Cd可交换态所占比例最高,平均为24.54%,由于其生物有效性最高,Cd迁移能力和植物毒性最值得关注。     

北京市五环内绿地土壤4种重金属的形态特征及其生物有效性

[目的]了解北京市五环内绿地表层(0—20cm)土壤重金属(Cu,Cd,Pb和Zn)的形态特征及其生物有效性,为北京市绿地土壤重金属污染防治提供比较可靠的参考依据。[方法]在建成时间为2~400a的绿化区内共采集表层土壤样品151个,运用改进BCR提取法分析样品中重金属的赋存形态,而后通过风险评价编码法(RAC)和次生相与原生相分布比值法(RSP)对重金属生物有效性进行评估。[结果]样品中重金属Cu,Cd,Pb和Zn的含量分别为31.42,0.29,29.89,76.78 mg/kg,Cu,Zn在中部和东北部含量较高,Pb在中部地区含量较高,Cd在西北部、东北部和南部存在少量高值区。Cu,Cd,Pb和Zn形态分布的总体规律均为:残渣态可氧化态弱酸溶态可还原态,稳定态含量均远高于有效态,有效态含量比例表明重金属生物有效性大小顺序为:CdZnCuPb风险评价编码法(RAC)表明,Cd和Zn环境风险程度为低风险,Cu和Pb无环境风险。次生相与原生相分布比值法(RSP)显示,Cu,Cd,Pb和Zn元素RSP值分别为0.06,0.49,0.18,0.13,土壤整体上未受到重金属污染,但是有少部分地区存在被污染现象。[结论]北京市五环内绿地土壤总体上不存在重金属Cu,Cd,Pb和Zn污染,环境风险较低,但应对重金属赋存形态保持关注。     

西南某矿区土壤重金属的人体生物有效性及健康风险评估

利用生物可给性修正后土壤重金属经口摄入的人体健康风险值也可能被高估,而应用体内实际摄入剂量（生物有效性）作为健康风险评价指标将更为准确,但是基于生物有效性的矿区土壤重金属污染健康风险评估报道较少。以云南文山某矿区为研究对象,分析了5个土壤样点中镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）和铜（Cu）的含量,通过体外消化法测定了4种重金属的生物可给性,并结合BALB/c白变种实验室小鼠实验分析了重金属Cd的相对生物有效性（RBA）,基于此探讨该矿区土壤重金属Cd、Pb、Zn和Cu对人体产生的健康风险。结果表明,本研究区域土壤Cd污染较为严重,含量为2.06 mg·kg-1。四种重金属的生物可给性在胃相中的范围分别为24.29%～50.55%、7.68%～17.87%、24.61%～32.18%、7.75%～37.87%,在肠相中分别下降至22.78%～44.32%、1.64%～5.22%、14.10%～28.11%、8.51%～31.49%。动物实验测得的Cd在肝脏中RBA为1.31%～48.39%,肾脏中为2.83%～8.58%,肝和肾复合器官中为4.60%～50.95%,且肝和肾复合器官是测定...     

泥炭对菜心-土壤系统中重金属生物有效性的效应研究

以菜心为研究对象,利用盆栽试验,观测在重金属Cu（200 mg/kg）、Cr（300 mg/kg）、Pb（1000 mg/kg）污染的土壤上添加不同用量的泥炭（0%、0.5%、1%、2%、4%、5%）对重金属生物有效性及其土壤形态分布的影响。结果表明,随着泥炭施用量的增加,菜心采收时土壤重金属的形态分布发生了改变,DTPA交换态的重金属明显减少,有机结合态重金属明显增加,菜心根、茎、叶重金属含量显著降低;从总体趋势来看产量有所提高,只是在5%或4%的泥炭施用水平下产量略有下降。说明在0%～5%范围内的泥炭施用量能降低铜、铬、铅重金属污染土壤的生物有效性,0%～3%范围内的泥炭施用量能提高菜心产量。     

淹水条件下生物炭对污染土壤重金属有效性及养分含量的影响

以生物炭为改良剂,采用淹水培养方法研究不同添加量生物炭(BC)处理(1%,3%和5%)对污染土壤Zn、Cd、Pb、Cu有效性及养分含量的影响,并用毒性淋出试验(TCLP)法对其生态风险进行评价。结果表明:与对照相比,添加生物炭土壤中交换态Zn、Cd、Pb、Cu分别降低0.15%～24.11%,1.22%～16.09%,0.47%～21.51%,3.05%～77.30%,且表现为随生物炭施用量的增加其降低程度增大。TCLP态Zn、Cd、Pb、Cu含量分别降低0.74%～21.47%,6.67%～47.62%,2.02%～16.74%,0.29%～21.20%,且表现为随生物炭施用量的增加其降低程度增大。与对照相比,添加生物炭后土壤pH上升(-0.01)～0.35个单位,有机质、铵态氮和硝态氮分别增加0.09%～20.02%,1.59%～38.28%和2.74%～90.14%。土壤pH值与土壤交换态Cu含量呈显著负相关,有机质含量与交换态Zn含量呈显著负相关。淹水条件下污染土壤中施用生物炭可降低重金属Zn、Cd、Pb和Cu的有效性和生态风险,提高土壤养分含量,起到改良土壤作用。     

土壤有机磷形态的生物有效性研究

通过对土壤有机磷形态测定及其与土壤有效磷、小麦幼苗吸磷量、黑麦幼苗吸磷量、幼苗试验土壤有机磷矿化量的相关分析,研究了土壤有机磷形态的生物有效性。结果表明:反映土壤供磷状况及植物磷素营养状况的一些相关指标,如有效磷、黑麦草幼苗吸磷量与有机磷组分无明显直线相关关系,不能说明土壤有机磷形态的有效性。而幼苗试验土壤有机磷的矿化量、小麦幼苗吸磷量可以从一个侧面反映土壤有机磷形态的有效性。总的趋势是活性有机磷和中等活性有机磷表现出较高的有效性,高稳性有机磷有效性最低。     

土壤中汞生物有效性的研究

小麦思苗实验表明,小麦幼苗根主要吸收土壤中小分子有机质结合的汞（ＦＡ结合态汞）,并在根部累积,其他开矿汞可以结合为ＦＡ结合态,表现为间接作用,残渣态汞是植物根吸收的库源。在实验条件下,小麦幼苗叶片可以很快吸收土壤中挥发出来的汞,并在茎叶中积累,土壤汞植物利用率氏,可被带出土主汞量有限。     

尾矿库尾砂及周边农田土壤重金属形态分布及其生物有效性

采用BCR（community bureau of reference）连续提取法对大宝山矿山槽对坑尾矿库尾砂和周边农田土壤重金属Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了分析。结果表明,尾砂中Cd、Pb、Cu和Zn残渣态占绝对优势,占其总量的百分数均在85%以上。农田土壤中Cd、Cu和Zn都以残渣态为主,分别占其总量的60%、60%和90%以上,Pb以残渣态和可还原态为主,占其总量的93.44%。农田土壤重金属有效性较尾砂大,尾砂和农田土壤重金属生物有效性均以Pb为最高。     

苏南经济快速发展区土壤Cu、Ni、Pb、Zn形态及其有效性定量分析——以昆山市为例

研究了江苏省昆山市农田土壤有效态Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量及其有效性。结果表明,土壤重金属Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量以残渣态有机质结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态、可交换态,残渣态含量明显高于其他形态。Cu和Pb有机质结合态所占比例相对也较高,分别达36.09%和28.30%。土壤可交换态含量、碳酸盐结合态含量、Fe-Mn氧化物结合态含量及残渣态含量均以Zn最高;土壤有机质结合态含量以Cu最高;土壤可交换态含量变异系数、土壤碳酸盐结合态含量变异系数及土壤Fe-Mn氧化物结合态含量变异系数以Ni为最大;土壤有机质结合态含量变异系数以Zn最大;土壤残渣态含量变异系数以Pb最大。土壤铁锰氧化物结合态铜和可交换态铜对土壤有效态铜含量影响最大;土壤可交换态镍含量对土壤有效态镍含量最大;土壤铁锰氧化物结合态铅和有机质结合态铅对土壤有效态铅含量影响最大;土壤可交换态锌和碳酸盐结合态锌对土壤有效态锌含量影响最大。     

河流底泥重金属不同形态的生物有效性

采用逐级连续化学浸提技术分析底泥重金属的形态，结合微生态系统生物暴露试验，通过线性回归的方法，评价了不同形态的生物有效性。结果表明，不同形态重金属的生物有效性，对不同吸收途径的生物是不同的。对于食腐屑的底栖动物而言，底泥Cu的水溶态、离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化态，Pb的水溶态、Mn的水溶态、离子交换态、有机－部分硫化物态可被生物吸收利用；而底泥Cu的水溶态，Pb的水溶态对滤食性底栖动物具有生物有效性；底泥Cu的水溶态，Pb的水溶态，Zn的水溶态、离子交换态、碳酸盐态、有机－部分硫化物态，Mn的水溶态、离子交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物态对水生根系植物是有效的。     

生物固体的应用及其对重金属的影响研究

本介绍了近年来美国和欧洲对生物固体（废水处理的副产物）的研究情况。研究表明：生物固体施用于农田、林地等、可促进植物生长；生物固体的来源、性质及土壤、气候、植被等都会对施用地重金属的含量、吸收、移动及形态产生影响；植物吸收重金属受土壤有机质含量，阳离子交换量，ｐＨ、质地，铁和锰氧化物等的影响；生物固体中绝大部分重金属在施用土壤后就被有机质，碳酸盐结合为稳定的，难移动的形式，被固定的量与土壤ｐＨ、粘     

生物炭对不同酸化水平稻田土壤性质和重金属Cu、Cd有效性影响

针对南方稻田土壤酸化严重,导致养分流失有毒重金属活化,严重影响稻米质量安全的重大现实问题。以水稻秸秆和谷壳等农业废弃物为原料制备生物炭(分别记为RSC和RHC),研究不同原料生物炭对酸化土壤改良及其对重金属有效性的影响。设置3个生物炭用量(0,20,50 g/kg,分别记为CK、C1、C2),4种土壤酸化水平(pH 4.01,4.25,4.33,4.58,分别记为L1、L2、L3、L4),生物炭与重金属污染土壤共同培养60天后测定土壤pH、全氮、有机质、有效磷、速效钾和有效态Cu、Cd含量。结果表明:RSC对酸化土壤pH的改良效果明显优于RHC,且施炭量越高提高幅度越大,RSC的C2处理使4种酸度水平的土壤pH分别提高了0.68,0.97,1.29,1.71个单位。2种生物炭均能提高土壤的全氮、有效磷、速效钾和有机质含量,其中各施炭处理有机质显著提高,尤以速效钾的增幅最为显著,RSC对4种养分的提高均优于RHC。RHC对土壤有效态Cu含量无显著影响;RSC的C2较C1处理更能降低土壤中有效态Cu含量,使4种酸度水平的土壤分别降低了13.62%,6.57%,4.36%,7.88%。RHC处理的L3、L4土壤中有效态Cd含量显著降低,最大分别降低了13.79%,19.23%。RSC使4种酸度土壤有效态Cd含量最大分别降低了20.00%,25.81%,20.69%,19.23%。相关分析表明,土壤pH与有效态重金属含量呈显著负相关关系。水稻秸秆炭用于改良酸化土壤、降低重金属Cu和Cd有效性的效果更佳,且降低污染土壤中Cd的有效性较Cu好;生物炭对酸化程度越低的土壤pH和有效磷含量的提高以及有效态Cd含量的降低效果较好,而有效态Cu含量的降低效果则在酸化程度越高的土壤中表现更佳;土壤pH是生物炭调控重金属Cu、Cd有效性的主要影响因素。