我国20种典型土壤中锌对白符跳虫的毒性阈值及其预测模型

为了确定我国土壤中Zn对白符跳的毒性阈值并建立其预测模型,以外源添加重金属污染物(ZnCl2)的方式,研究了我国20种典型土壤中Zn对白符跳(Folsomia candida)繁殖率以及存活率的影响。结果表明:白符跳繁殖率对Zn毒害的敏感性远高于存活率,基于总量实测值推导的繁殖率的EC_(50)(半数效应浓度)范围为56～711 mg·kg~(-1),最大值约为最小值的12.5倍;基于CaCl_2提取有效态实测值推导的繁殖率的EC_(50)范围为0.5～5.2 mg·kg~(-1),最大值约为最小值的8.7倍,这表明利用CaCl2提取有效态Zn,并基于此计算不同土壤中Zn对白符跳繁殖的EC_(50)可以更好地预测土壤毒性。同时,对白符跳繁殖的EC_(50)与土壤理化性质进行相关性分析表明:EC_(50)与土壤pH、非晶质铝含量之间呈显著相关关系,相关系数分别为0.819、0.470。利用回归分析对白符跳繁殖的EC_(50)及土壤理化性质进行分析:土壤pH和土壤有机质含量这两种土壤理化性质可以很好地解释白符跳繁殖的EC_(50)值之间的差异,故对其建立毒性预测模型为lg(EC_(50))=0.255pH+0.013w(有机质)+0.673,此模型表明土壤pH和w(有机质)可以较好地预测不同土壤中Zn对白符跳繁殖的毒性阈值。     

基于物种敏感性分布法预测芘对白菜毒害的生态风险阈值

为预测芘对白菜的生态风险阈值,通过温室土培试验,研究华北地区11个常见白菜品种对芘毒性的剂量-效应关系,得出基于白菜鲜质量芘的毒性阈值EC_(10)(10%抑制浓度)与EC_(50)(50%抑制浓度)。运用物种敏感性分布法(Species SensitivityDistribution, SSD)预测芘对白菜的生态风险阈值HC_5。结果表明:京翠60(JC-60)、京秋65(JQ-65)两个品种生物量(鲜质量)随着芘添加浓度的增加逐渐降低,呈现抑制效果,京春娃2号(JCW-2)、京春白(JCB)等9个品种白菜生物量随芘添加浓度的增加,呈现先升高后降低的趋势;运用Log-logistic分布模型以及Brian-Cousens低剂量刺激模型对土壤中芘植物毒性的剂量-效应关系进行拟合,得出不同条件下芘对白菜毒性的剂量阈值(EC_(10)、EC_(50)),多环芳烃芘对白菜EC_(10)变化范围为4.14~52.76 mg·kg~(-1),EC_(50)变化范围为28.35~545.11 mg·kg~(-1);通过物种敏感性分布模型预测结果表明,基于保护95%白菜品种的EC_(10)值HC_5~(10%)为4.52 mg·kg~(-1),置信区间为2.02~10.04,EC_(50)值HC_5~(50%)为37.68 mg·kg~(-1),置信区间为24.99~56.79。     

基于根微形态测定土壤Zn对大麦的毒性阈值及其预测模型

【目的】随着对污染土壤管理要求的不断提高,受污染土壤生态风险评价的内容也在不断深入。目前,污染土壤风险评价毒性测试逐渐由单物种测试为基础的生态风险评价发展为基于物种敏感性分布的区域种群毒性测试;毒性中除了要包含测试物种的整个生命周期,还需要增加不同敏感的测试终点。基于不同测试终点的毒理学数据对于评价污染土壤中Zn的环境风险具有重要意义。根系生态是基于生态效应法推导土壤中重金属生态风险阈值的重要组成部分,论文中以大麦根尖数、总根长、根表面积和根平均直径为评价终点,研究污染土壤中Zn对大麦根微形态的毒性阈值及其与土壤性质间的量化关系,以期为中国Zn污染土壤的环境风险评价提供科学依据。【方法】采集了8种不同性质的农田土壤,外源添加不同浓度Zn后进行盆栽试验,利用STD1600 Epson根系扫描仪测定不同根微形态指标,结合Log-logistic剂量-效应曲线测定基于不同根微形态为终点的毒性阈值(EC_(10),EC_(50)),建立基于土壤性质的Zn毒性预测模型。【结果】土壤Zn污染对不同根微形态指标的毒性阈值存在较大差异,基于大麦根尖数、总根长、根表面积和根平均直径的有机碳(EC_(10))和阳离子交换量EC_(50)均值分别为228、295、335、261 mg·kg~(-1)及702、779、837、739 mg·kg~(-1),以根尖数测定的EC值最低,根表面积的EC值最高,即根尖数指标对土壤Zn毒性最敏感。不同土壤中,EC_(10)值的变异系数(34.1%)大于EC_(50)(21.6%),而4种不同测试指标中,基于大麦根表面积测定的变异系数最大,EC_(10)和EC_(50)的变异系数分别达到43.4%和23.2%。土壤pH、有机碳(OC)、阳离子交换量(CEC)与Zn的毒性阈值EC_x(x=10,50)呈正相关关系,其中pH的相关系数达到极显著水平(P0.01)。【结论】不同的根微形态指标中,土壤Zn污染对大麦根尖的毒性最敏感;基于pH、CEC、OC的预测模型可以很好地预测土壤中Zn的大麦毒性阈值。     

不同形态锑对土壤白符跳(Folsomia candida)的毒性差异

为探讨锑(Sb)形态对Sb毒性的影响,积累和完善Sb的基础毒性数据,为Sb的生态风险评估提供更全面的依据,通过滤纸接触试验、土壤和食物暴露试验,评价并对比了两种形态的锑(Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ)对模式生物白符跳(Folsomia candida)的急性、慢性毒性效应及差异。滤纸试验中跳虫在不同浓度Sb~Ⅴ水溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后均无死亡现象,Sb~Ⅲ对跳虫的半数致死浓度(LC_(50))分别为325 mg·L~(-1)(3 d)和244 mg·L~(-1)(7 d);土壤暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫逃避行为的半数效应浓度(EC_(50))分别为132、344 mg·kg~(-1),Sb~Ⅲ对跳虫的7 d-LC_(50)为2105 mg·kg~(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ对跳虫的28 d-LC_(50)为703 mg·kg~(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为307、8501 mg·kg~(-1);食物暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ处理下跳虫成虫均无明显死亡,对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为433、8798 mg·kg~(-1)。试验结果表明,在设置的浓度范围内Sb~Ⅴ不会直接造成跳虫明显死亡,但会对跳虫的生理行为和繁殖产生一定毒性影响,而Sb~Ⅲ对跳虫存活和繁殖均有较大毒性。因此在评估Sb的毒性效应时既要考虑总量也需考虑形态。     

化学提取法预测土壤中镉对蚯蚓的毒性效应

以赤子爱胜蚓为实验生物,通过慢性毒性实验研究了黑土中生物有效态镉(Cd)对蚯蚓的毒性效应。采用梯度扩散薄膜技术(DGT)、土壤溶液法、CaCl2提取法和醋酸提取法分别测定土壤中的有效态Cd含量,研究蚯蚓体内活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、脂质过氧化物(MDA)和金属硫蛋白(MT)等生化指标在土壤Cd胁迫下的响应,进而探讨生物有效态Cd与蚯蚓毒性效应之间的相关性。结果表明,4种化学提取法获得的有效态Cd含量与蚯蚓体内Cd含量呈极显著相关(P<0.01)。通过综合比较毒性试验各种指标,获得黑土中4种化学提取法Cd对蚯蚓产生早期伤害的阈值范围:DGT-Cd 2.00~12.7μg·L-1、土壤溶液法Cd 0.388~2.04μg·L-1、HAc-Cd 0.813~2.90 mg·kg-1和CaCl2-Cd 0.0292~0.0802 mg·kg-1,对应研究土壤中1.0~5.0 mg·kg-1的总Cd含量。利用指数吸收模型对4种有效态Cd含量和蚯蚓的生理生化指标进行拟合,具有良好的相关性,说明有效态Cd与蚯蚓的部分毒性效应之间存在剂量-效应关系。研究结果掲示了土壤有效态Cd-生物富集-毒性效应之间的关系,可为土壤污染的早期预警以及风险评价提供技术支撑。     

钦州湾红树林土壤肥力及其C、N、P、K化学计量特征

为了研究广西钦州湾红树林的土壤特性,在该区域内选取9个具有代表性的红树林群落进行样方调查和样品采集,分析测试土壤有机质、速效N、速效P、速效K、pH值、全盐量和土壤容重等7个指标,并计算分析土壤肥力系数和C、N、P、K生态化学计量比。结果表明,红树林泥质型土壤容重较轻且呈酸性,pH值3.8~5.6,但沙质、沙泥质型土壤接近中性,pH值为7.2~7.6。红树林土壤含盐量高,平均为16.3g·kg~(-1),有机质、速效N、速效P、速效K的含量丰富,平均值分别为31.6g·kg~(-1)、93.1mg·kg~(-1)、11.6mg·kg~(-1)、545.9mg·kg~(-1),且不同类型之间存在显著差异(P0.05)。红树林土壤综合肥力系数(P_j)变化范围为1.09~1.99,平均值为1.43±0.29,其中类型4白骨壤纯林(泥质土)的土壤P_j最大,属于肥沃(1.8≤P_j2.7),其他类型的土壤均属于一般水平(0.9≤P_j1.8),表明红树林土壤肥力一般偏肥沃、不贫瘠,而速效N是影响红树林土壤肥力的主要因素。红树林土壤的生态化学计量比C/N、C/P、C/K、N/P平均值分别为203.1、1 779.4、41.0、9.1,不同类型之间差异显著,表明不同类型的红树林对土壤养分的分配利用不同。     

长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响

以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象,通过长期田间连续定位试验,研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计,共设4个处理:翻耕+秸秆不还田(CT);翻耕+秸秆还田(CTS);旋耕+秸秆还田(RTS);免耕+秸秆还田(NTS)。结果表明:NTS处理增加了土壤阳离子交换量,降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为(0.48±0.01)mg·kg~(-1)和(0.39±0.01)mg·kg~(-1),与CTS和RTS处理均无显著差异,但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达(0.30±0.04)mg·kg~(-1)和(0.60±0.07)mg·kg~(-1),超过0.20 mg·kg~(-1)的国家食品安全标准(GB 2762—2017),且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明,耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高,秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量,免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉,带来了镉超标的安全问题。     

长期造纸废水灌溉对湿地土壤镉离子迁移的影响

为研究不同生育期湿地土壤镉离子含量的变化,分析废水灌溉条件下湿地土壤中镉离子的迁移特征。利用沈阳农业大学综合试验基地小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,采用原始COD_(cr)浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在不同生育期(发芽期、展叶期、拔节期、抽穗期和成熟期)灌溉不同浓度造纸废水,测定不同质量浓度废水下湿地土壤中镉离子的含量。结果表明:不同灌溉方式下,废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理对土壤镉离子含量影响最大,随着土层深度增加,土壤镉离子含量变化趋势表现为:处理1处理3处理2CK;发芽期至成熟期灌溉不同质量浓度的造纸废水,土壤中镉离子含量变化量变化趋势表现为:成熟期抽穗期拔节期展叶期发芽期,说明在成熟期灌溉造纸废水,镉离子含量变化量最大,其中在废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理时变化量达到最大值(2.91mg·kg~(-1)),50mg·L~(-1)处理变化量达到最小值(0.81mg·kg~(-1));不同废水质量浓度灌溉下,土壤中镉离子含量总体上呈现为:废水灌溉组大于清水对照组。经过相关性分析可知,土壤中镉与铜、铅、镍含量之间存在呈极显著正相关关系,说明在不同废水质量浓度灌溉下,铜、铅、镍含量越高,土壤中的镉含量越大。     

基于GIS和GPS的沱江中游土壤镉和铅空间变异研究

采用ArcGIS9.0和GPS技术对沱江中游314个土壤样点的耕层中(0～20 cm)镉和铅含量空间变异分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该区土壤镉和铅呈对数正态分布,土壤镉平均含量为(0.11±0.13)mg·kg~(-1),铅平均含量为(30.03±9.82)mg·kg~(-1).土壤镉空间分布是以赵家镇为高值区(0.15～0.30 mg·kg~(-1)),并向东南和西北两侧条带状递减,东南部土壤镉含量主要为0.06～0.15 mg·kg~(-1);土壤铅空间分布以西北部钦北-关帝庙(35～38 mg·kg~(-1))和东南部广兴-带(>38 mg·kg~(-1))两个高值中心分别向两侧逐渐减少.影响因素研究表明,不同质地间土壤镉含量差异不显著,但粘土的铅含量显著高于其他质地土壤.pH与土壤镉含量呈显著正相关,与铅含量呈极显著正相关;酸性、中性土壤镉和铅含量均极显著少于碱性和强碱性土壤.有机质与土壤镉和铅含量均呈极显著相关性,林地、旱地、果园、宅基地林盘和水田5种土地利用方式中镉和铅含量依次增加.土壤镉和铅含量与坡度的相关性关系,表现出土壤镉和铅含量与坡度呈正相关渐变的过程.     

沈阳市新民设施农业土壤中邻苯二甲酸酯的污染特征

以沈阳市新民蔬菜基地设施农业土壤为研究对象,采用超声波提取法结合气相色谱检测技术,分析了土壤中美国环保局优控的6种邻苯二甲酸酯(Phthalic acid esters,PAEs)的分布特征。结果表明:在分析的41个设施农业土壤样品中PAEs化合物总量(∑PAEs)的浓度范围为0.52~1.73 mg·kg~(-1),平均值为0.94 mg·kg~(-1),其中32%的样品∑PAEs超过1 mg·kg~(-1);Dn BP和DEHP的检出率均为100%,二者之和占土壤∑PAEs的78%,为当地设施农业土壤中的主要PAEs污染组分。相关分析结果表明,设施棚龄、土壤理化性质(pH值、有机质、总氮、总磷)与土壤中PAEs含量无显著相关关系。     

锑对土壤中秀丽隐杆线虫的毒性效应

为明确锑（Sb）对土壤无脊椎动物线虫的毒性效应及不同类型土壤中Sb的毒性差异,以生长量、生育率和繁殖力为评价终点,研究了3种土壤（西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤）中外源Sb对模式生物——秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的毒性效应。结果表明：基于西安垆土、鹰潭红壤、江门红壤的土壤总Sb含量推导得出的Sb对线虫生长毒性的EC₅₀ （半数效应浓度）分别为1 138、2 163、4 074 mg·kg^-1,对线虫生育毒性的EC₅₀分别为849、1 472、3 244 mg·kg^-1,对线虫繁殖毒性的EC₅₀分别为574、836、1 470 mg·kg^-1。通过毒性阈值可知,线虫的评价终点对Sb毒性的敏感性由高到低依次为繁殖、生育、生长。相关性分析表明,阳离子交换量、有机质含量和非晶质铁氧化物含量是影响土壤中Sb毒性的主要因素。基于有效态Sb含量推导得出的3种土壤中Sb的毒性阈值差异缩小,说明有效态Sb含量能够更好地解释不同土壤中Sb毒性的差异。     

不同性质土壤中钼的植物毒性及预测模型

以我国9个地区不同理化性质的土壤为研究对象,通过外源添加钼酸盐（Mo⁶⁺）评估了土壤Mo对大麦（Hordeum vulgare L.）的毒性,在此基础上分析了土壤性质因子和毒性阈值之间的相关性,并建立了一元和多元线性回归方程。结果表明,在9个地区的土壤中,Mo对大麦根伸长10%抑制率（EC₁₀）和50%抑制率（EC₅₀）的变化范围分别为262.64~3 301.70 mg·kg^-1和851.10~5142.62 mg·kg^-1;土壤阳离子交换量（CEC）是影响土壤Mo毒性阈值最重要的因子;基于CEC建立的回归方程中引入pH值和锰氧化物含量时,预测能力显著提升,可以分别解释EC₁₀和EC₅₀的82.2%和88.5%的变异（P<0.05）。利用欧洲9个地区土壤的大麦毒性数据对模型进行验证,发现基于我国土壤建立的Mo毒性预测模型并不适用于欧洲土壤,进一步分析了我国和欧洲18个地区的土壤性质和毒性阈值的相关性并建立了预测模型。研究表明,CEC对Mo的大麦毒性有显著影响,基于CEC、pH值和锰氧化物含量建立的预测模型可以准确评估我国和欧洲18个地区土壤Mo的毒性。本研究可为土壤Mo的风险评价和修复提供重要参考。     

土壤性质对烟叶中铅、镉含量的影响及预测模型研究

在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。     

外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响

为了筛选植物修复土壤Cd污染适宜的外源有机酸,采用盆栽试验,在温室内以油菜为试验材料,在模拟重度Cd污染的土壤(原土Cd含量为0.838 mg·kg~(-1),人工喷洒CdCl_2水溶液,制备成Cd含量为4.838 mg·kg~(-1)的试验土)中加入5种有机酸:乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸,设置6个浓度:1、2、3、4、5、6 mmol·kg~(-1),以不加有机酸为对照(CK),测定了油菜收获时的土壤pH值、酶活性和油菜干物质量以及Cd累积量,并分析了土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系。结果表明:1、3、4、5、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理,4、5、6 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理,3 mmol·kg~(-1)苹果酸处理,3、6 mmol·kg~(-1)酒石酸处理可显著增大土壤pH值(P0.05),草酸处理pH值与CK差异不显著;但施加有机酸对土壤酶活性的影响不明显。1、4、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理显著提高了油菜地上部干物质量,1、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理根干物质量较CK增加了1倍以上,差异显著(P0.05),4、6 mmol·kg~(-1)苹果酸处理根干物质量较CK显著增加了77.13%和88.30%(P0.05),其余处理与CK差异不显著。1 mmol·kg~(-1)乙酸处理地上部Cd累积量较CK增加了51.52%,2mmol·kg~(-1)草酸处理根系Cd累积量较CK增加了1.58倍,1 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理地上部+根系Cd吸收总量高于CK,差异均显著(P0.05);增加苹果酸量有利于提高根系Cd吸收总量,1、2 mmol·kg~(-1)酒石酸处理也提高了根系Cd累积量,但与CK差异均不显著(P0.05)。施加乙酸时,土壤pH值与铁锰氧化物结合态Cd和土壤总Cd显著负相关,施加柠檬酸时,土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和试验结束时土壤中的总Cd量显著正相关,施加苹果酸时土壤pH值与可交换态Cd显著正相关,其余处理土壤pH值与Cd形态相关性不显著。在碱性土上种植油菜,施加5种有机酸均会增大收获时土壤的pH值,且不同有机酸施加量对土壤Cd形态的影响不同。5种有机酸中乙酸最有利于提高油菜干物质量和油菜Cd累积量。     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。     

螯合剂对龙葵修复成都平原Cd污染土壤的影响

在成都平原绵竹地区选取两种污染程度和酸碱性程度不同的土壤,采用盆栽试验研究了两种螯合剂(柠檬酸和EDTA)对龙葵(Solanum nigrum L.)修复Cd污染土壤和改变土壤pH的影响。结果表明:随着柠檬酸浓度的增加,Cd含量为1.29 mg·kg~(-1)的高污染土壤(MZT-01)上的植株的生物量均有下降趋势;Cd含量为0.89 mg·kg~(-1)的低污染土壤(MZT-02)上的植株的生物量则有明显的上升趋势,并在5 mmol·kg~(-1)时达到最大。在柠檬酸为5 mmol·kg~(-1)时,龙葵在两种土壤中Cd胁迫下的含量、吸收总量和富集系数均达到最大,植物修复效果最好;浓度为1 mmol·kg~(-1)的EDTA对龙葵产生了毒害作用,吸收效果低于对照组。螯合剂对中性土壤pH影响较大,pH值从6.35降到5.57,而对酸性土壤基本没有影响。     

螯合剂和鼠李糖脂联合淋洗污染土壤中Cd

采用pH为4.31的土壤,制备3种Cd浓度水平的模拟污染土壤,研究了螯合剂和鼠李糖脂对土壤中Cd的淋洗特征,探讨了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和鼠李糖脂联合淋洗土壤中Cd的形态变化。结果表明,在淋洗剂浓度为0.025 mol·L~(-1)、初始pH为7时,EDTA、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和柠檬酸(CIT)淋洗分别在220、140、60 min达到平衡,EDTA的淋洗效果最好,其对0.38、0.69、0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤的最大淋洗率分别达到93.16%、93.62%和94.09%;淋洗过程符合准二级动力学模型,淋洗速率常数表现为0.38 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.69 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤。当EDTA和鼠李糖脂(浓度均为0.025 mol·L~(-1))的体积比为1.5∶1时,3种土壤中Cd的淋溶率分别为85.45%、89.25%和93.88%,淋洗平衡时间为50 min。EDTA和鼠李糖脂联用能够有效淋洗污染土壤中的交换态、碳酸盐结合态和有机结合态Cd,可能的作用机制是EDTA的螯合作用和鼠李糖脂的胶束增溶作用产生的协同效应。     

不同环数多环芳烃对土壤白符跳（Folsomia candida）的毒性差异

为了解不同环数多环芳烃（PAHs）对无脊椎动物的毒性效应以及对比不同类型土壤中PAHs毒性差异,通过滤纸接触实验、土壤和食物暴露实验,对比分析了三环、四环和五环3种多环芳烃菲（Phe）、芘（Pyr）、苯并芘（BaP）对模式生物白符跳（Folsomia candida）的急性、慢性毒性效应及差异。研究结果表明：滤纸实验中跳虫在不同浓度Phe和Pyr溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后死亡现象均比BaP明显。土壤暴露实验中Phe在江西红壤（以下简称红壤）和黑龙江黑土（以下简称黑土）土壤中对跳虫生存和繁殖的影响均大于BaP。基于可提取PAHs实测值推导的繁殖率的EC₅₀（半数效应浓度）,Phe在红壤和黑土中的毒性阈值分别是BaP的5倍和10倍; Pyr在红壤和黑土中的毒性阈值均为BaP的10倍。食物暴露实验中Phe、Pyr和BaP处理下跳虫成虫均无明显死亡,Phe、Pyr对跳虫繁殖的28 d-EC₅₀分别为278 mg·kg^-1（186~336 mg·kg^-1）和363 mg·kg^-1（298~427 mg·kg^-1）。以上结果表明,Phe、Pyr会对跳虫的生存和繁殖产生较大影响,而BaP相对Phe和Pyr,对跳虫的影响较小。受试暴露浓度下,不同类型土壤中PAHs对跳虫的毒性大小具有显著差异,红壤中PAHs对跳虫的生态毒性和黑土相比最大差别超过3倍,表明不同理化性质对PAHs生态毒性具有显著影响,因此在后续评估PAHs生态毒性效应时要充分考虑土壤理化性质对其毒性的影响。     

有机质的去除对磷酸盐稳定土壤铅的影响

为明确土壤有机质的去除对磷酸盐稳定化处理铅污染土壤反应效率的影响,通过马弗炉高温煅烧和双氧水氧化两种不同方法去除铅污染土壤中的有机质,分别在去除有机质前后的含铅污染土壤中添加7个不同P/Pb摩尔比的磷酸二氢钾进行稳定化试验,对稳定化处理后的土壤进行铅毒性浸出(TCLP)、有效磷含量和铅形态分布特征的分析。结果表明:经过马弗炉煅烧和双氧水氧化后土壤有机质的去除率分别为97.2%和11.3%,两种方法去除有机质后土壤中铅提取含量分别升高了43.4%和75.8%;当磷酸二氢钾的添加量达到P/Pb摩尔比为1.2时,去除有机质前后土壤中有效铅含量均降到1.0 mg·L^-1以下,原始土壤及用马弗炉和双氧水去除有机质的土壤中有效铅含量分别为0.4、0.8、0.5 mg·L^-1,有效磷含量分别为68.0、87.0、70.0 mg·kg^-1;原始土壤和去除有机质土壤中的铅以残渣态为主要赋存形态,去除有机质后土壤中有机结合态的铅减少。土壤有机质的去除能改变土壤中铅的生物有效性,影响铅污染土壤的稳定化效果,增大环境释放的风险。