有机肥施用对蔬菜—土壤体系中重金属迁移累积的影响

为探讨化肥(CK)和不同用量鸡粪有机肥(T1,3.75 t·hm~(-2);T2,7.50 t·hm~(-2);T3,15.00 t·hm~(-2))处理后,有机肥中主要重金属铜(Cu),锌(Zn),铅(Pb),铬(Cr),砷(As),汞(Hg),镉(Cd)等在蔬菜可食部分的累积及在土壤剖面的迁移行为,特开展西兰花—刀豆连作下的有机肥定位试验。结果表明,与CK相比,有机肥处理未显著影响第1茬西兰花中Pb,Cr,As,Hg,Cd含量,但T3处理导致第2茬刀豆中As和Pb显著增加。有机肥长期施用所带来的Cu,Zn,Pb,Cr,As累积主要集中在0—20 cm土层,第2茬刀豆收获时,土壤中重金属含量普遍高于第1茬西兰花收获时,其中,以Cu的积累量最大,Zn和Pb次之,Cr和As最小。有机肥处理主要影响0—20 cm土层Cu,Zn,Pb含量,但也可在一定程度上增加20—40 cm土层中Zn和40—60 cm土层中Cu含量;As和Cr没有明显的表层富集效应,有机肥施用仅提高0—20 cm土层中As含量,但可同时增加0—20cm和40—60 cm土层中Cr含量。综上,高用量有机肥的连续施用增加了菜田土壤环境重金属污染风险。     

葫芦岛市连山区·龙港区土壤重金属垂直分布与迁移特征

用土壤地理信息系统中套合采样方法布置剖面点5个,对葫芦岛市连山区、龙港区地区各层土壤中Zn、Cd、Cu、Pb、Cr、Ni的的重金属含量进行了分析.探讨并改进了计算重金属迁移率的公式.结果表明,表土层的重金属含量明显高于20cm以下土层的重金属含量,体现强烈的表聚性.不同的重金属元素在不同的土层深度形态分布是不同的,随着土层深度的增加交换态Cd、Pb含量明显下降,残渣态Cu、Cd和Pb的比例则明显提高.同一剖面点CA的迁移率明显高于其他元素,而Pb在土壤中的迁移性较差.所有元素迁移的深度均未达到60～80cm.     

佛山市某工业区周边蔬菜地土壤重金属含量与评价

采集并分析测试佛山市某工业区周边蔬菜地土壤.研究土壤Zn、Cu、Pb和Cd的含量和分布特征,按照国家土壤环境质量二级标准对其现状进行评价;并采用连续提取的方法分析了表层土壤Zn、Cu、Pb和Cd的化学形态分布.结果表明,研究区域20%的土壤样品受到重金属轻度污染,污染因子主要为Cd.土壤中Zn和Cu以残渣态所占比例最高,Pb和Cd分别以铁锰氧化物结合态和酸可提取态所占的比例最高,Zn、Cu、Pb和Cd非残渣态所占比例随着全量的增加而增加,Zn、Cu、Pb和Cd迁移能力依次为Cd>Zn>Cu>Pb.人类活动已导致该工业区周边农业土壤中Zn、Cu、Pb和Cd的明显积累,且土壤重金属明显向深层迁移.     

长期定位施肥对棕壤重金属全量及其有效性影响

以沈阳农业大学长期定位试验为基础,选取(0～20 cm)不同年限土壤样品,分析了无肥对照(CK)、单施化肥(N4P2)、中量有机肥(Mz)、高量有机肥(M4)和高量有机肥+化肥(M4+N2P1)5个处理下土壤重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量及其有效态含量的变化.结果表明,20多年的定位施肥增加了土壤中重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量,虽然有所波动但总的趋势明显,其中以M4+N2P1处理对Cu和Zn增加最为明显,而Pb和Cd在M4处理增长量最大,单施N4P2处理对4种重金属元索全量影响不明显.施有机肥能显著提高Cu、Zn和Cd有效态含量,与对照相比分别平均提高61.28%、169.3%和123.7%,不同施肥处理土壤中Cd含量已超标,属污染水平.有效态Pb在N4P2处理要显著高于其他各处理,而各年份M4处理有效态Pb的含量要低于CK处理.20年来有效态Pb含量相对于CK平均降低了4%.土壤中4种重金属全量与其有效态含量相关性表明:Cu、Zn和Cd全量与其有效态含量呈极显著正相关关系,全量Pb与有效态Pb呈显著负相关而与有效态Cu和Zn不显著相关.     

中轻度重金属污染农田土壤的时空特征及改良

为研究农田土壤重金属与速效养分的时空特征以及氮磷增效剂对农田土壤重金属的影响,本试验以受中、轻度污染的酸性棕壤和典型潮土为研究对象,采用田间试验、盆栽试验与室内分析相结合的方法进行研究。结果表明：农田土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属元素含量在0~20 cm土层显著高于深层土壤;棕壤0~20 cm土层Cd含量超标204%,潮土0~20 cm土层Cd、Zn含量分别超标104%、419%;农田土壤0~20 cm土层重金属有效态含量占比高于深层土壤,棕壤中重金属有效态含量占比高于潮土。棕壤0~20 cm土层全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾含量均显著高于深层土壤,且随土壤深度增加呈逐渐减小趋势,而潮土中仅全氮、碱解氮和有效磷含量显著高于深层土壤;农田土壤速效养分随时间波动变化,其中硝态氮和铵态氮波动幅度最大,最大变异系数分别为44.1%和47.3%。受污染农田土壤的小麦植株体内Cd、Pb、Cu主要积累在叶片,Zn主要积累在籽粒;不同重金属元素从小麦茎、叶向籽粒的迁移程度差异较大,其中Cd迁移率最小,Zn迁移率最大。氮磷增效剂能显著减少棕壤中重金属有效态含量,底肥+氢醌+双氰胺+生物炭处理的有效态Cd、Cu、Pb、Zn含量较对照（仅加底肥,不加氮磷增效剂）处理分别显著降低24.7%、19.5%、23.7%、18.1%,而在潮土中施用效果不明显。研究表明,农田土壤重金属与土壤养分之间存在一定的相关性,且在土壤垂直分布上大体一致,土壤类型是氮磷增效剂对重金属有效态产生不同影响的重要因素。     

污灌区土壤-植物系统中重金属的分布与迁移转化特征研究

采用田间调查与室内分析相结合的方法,研究了河北省栾城县洨河两岸污灌区土壤-小麦系统中重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的分布与迁移转化特征。结果表明：污灌区土壤和小麦籽粒重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的平均含量明显高于清灌区。随着土层深度的增加,污灌土壤重金属Pb、Cd、Cr、Cu和Zn的含量呈明显的下降趋势。而清灌土壤各重金属含量在0～60 cm土层通体变化不大。污灌区小麦籽粒中Cd和Zn的平均含量分别是清灌区的3.96倍和1.30倍。相比Pb、Cr和Cu元素,Cd和Zn更容易向小麦籽粒转移。     

三峡库区消落带土壤重金属含量特征及污染评价

以三峡库区蓄水位从175m回落至163m后的云阳段消落带土壤为研究对象,进行重金属Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的含量与剖面分布特征及评价研究。结果表明:消落带土壤Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的含量分别为58.09mg/kg、108.93mg/kg、15.18mg/kg、0.46mg/kg和71.81mg/kg。重金属剖面分布特征呈规律性变化:0～10cm土层Cu、Cr和Zn含量高于10～20cm土层,而在干湿交替处Zn、Cr含量却表现为0～10cm土层低于10～20cm土层;Pb和Cd剖面分布特征均呈现出0～10cm土层含量低于10～20cm土层,而在干湿交替处呈相反趋势。研究区不受Pb污染,而受Cd、Cu、Zn和Cr不同程度污染,尤以Cd污染最严重,甚至超出三峡库区土壤背景值3倍以上。     

有机肥施用年限对菜地重金属累积迁移的影响

集约化蔬菜生产系统中重金属的污染严重影响作物品质并威胁人体健康.为揭示菜地长期有机肥管理对土壤重金属累积迁移的影响,对进一步降低重金属风险提供指导,本研究以重庆市石柱县某典型辣椒-大白菜轮作系统为研究对象,按照种植年限分为0年(林地)、 1～3年、 4～9年、 10～15年,选取4个村庄的24块典型地块,测定了不同深度土壤中铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、铅(Pb)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)共9种重金属有效态质量分数和土壤pH值等,分析了土壤重金属有效态质量分数随种植时间与土壤深度的累积迁移规律,及其与有机肥年平均投入量和土壤pH值之间的相关性.研究表明,菜地土壤中有效重金属质量分数从大到小依次为Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Ni, Co, Cd, Cr.菜地有效态重金属质量分数随种植时间的增加而显著增加,与林地相比,菜地Fe, Mn, Pb, Zn, Cu, Ni, Co, Cd, Cr质量分数分别增加了353%, 67%, 130%, 67%, 218%, 68%, 110%, 105%, 88%.就不同土层而言,0～20 cm土层中...     

典型铅锌矿区水田土壤重金属污染特征

采用现场采样及室内分析测试方法,研究了岩溶地区某铅锌矿厂区下游水田表层土壤及典型剖面中Cu、Zn、Pb、Cd的污染特征及其在剖面上的垂向迁移特性.结果表明,厂区下游水田表层土壤Cu、Zn、Pb、Cd的含量范围分别为35-89 mg·k~(-1)、1 440-11 100mg·kg~(-1)、249-4610mg·kg~(-1)、8.3-61.6mg·kg~(-1).除Cu的污染程度较轻外,Zn、Pb、Cd的污染达到了中度到极重污染的水平,且以Cd的污染最为严重.沿灌溉渠往下,表层土壤受到的污染越来越小,污染指数呈下降趋势.Cu、Zn、Pb、Cd在典型土壤剖面上均呈现出极为明显的向下迁移趋势.在0~20cm,4种重金属的含量均较大;从20 cm往下至180cm,其变化趋势基本上是先升高后降低,向下迁移的浓度峰值均出现在60-120 cm,但各元素向下迁移的规律略有差异.cd向下迁移浓度峰值出现的深度比Cu、Zn、Pb的要深.     

多金属硫化物矿区水稻根际土壤中重金属形态的迁移转化

选取酸性矿山废水污灌形成的多重金属污染水稻土,采用多格层根际箱模拟水稻根际环境,运用BCR连续提取法研究水稻生育中后期的4个不同时期(分蘖期、孕穗期、扬花期、乳熟期)中根际土壤中重金属Cd、Cu、Pb和Zn的形态分布和迁移转化特征。结果表明,在4个时期中Cu、Pb和Zn均以生物有效性较低的形态为主,未发现Cu、Pb和Zn在各土层明显的迁移转化,在根际S0层Cu总量略有增加,Pb和Zn略有降低。这3种元素的弱酸提取态也在根际S0层有所增加,但变化不显著;而弱酸提取态Cd明显在根际土壤中富集,其在S0层的含量约为其他土层的3倍。此外,研究结果还指出,随着生育期的延长Cd含量在不同土层都呈现出先增加后降低再增加的变化趋势,而Cu、Pb和Zn的变化不明显。研究表明,在水稻生育中后期根系仍然能影响根际中金属形态的变化和迁移能力,但对Cd比对Cu、Pb和Zn的影响更大;并且在生育期的中后期水稻对Cu、Pb和Zn几乎不再吸收,但对Cd的吸收能力依然很强。     

秦淮河河岸带典型区域土壤重金属污染分析与评价

对南京秦淮河河岸带典型区域土壤重金属质量分数进行了分析。镉、铬、铅、铜、锌等5种土壤重金属分布在水平和垂直层次上均表现出一定异质性？近水区土壤重金属质量分数普遍高于远水区;表层土壤重金属质量分数高于下层。不同区域土壤重金属富集程度有较大差异：上游河岸几乎未受人为干扰,5种重金属离子质量分数均明显小于中下游。中游的殷巷土壤中镉和铬质量分数明显超标,多因子综合污染指数〉3．0,为重度污染。下游的岔路口表层土壤综合污染指数〉2．0,为中度污染。大校场表层土壤综合污染指数〉1．0,为轻度污染。5种重金属元素污染指数排序为镉〉锌〉铜〉铬〉铅。重金属元素铜与镉呈显著的正相关（P〈0．05）,与锌有极显著的正相关（P〈0．01）;铅与镉、铜、锌呈极显著正相关（P〈0．01）。土壤pH值与重金属元素有一定的相关性。图4表4参13     

酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害

为探讨在气候特征较特殊区域的赤泥堆场溃坝后,赤泥中重金属对土壤及地下水的影响,以我国普遍存在的联合法赤泥为研究对象开展土柱模拟实验。结果表明:赤泥经酸雨淋溶后,溶出的As、Cr、Cd、V、Mo 5种重金属主要累积在表层(0~20 cm)土壤中,平均浓度分别达到17.71、42.31、0.79、57.77、29.76 mg·kg-1,与原始浓度相比分别增加了5.83、1.36、2.21、2.34、1.89倍;Pb与Zn在0~60 cm深度土壤累积明显,平均浓度分别达到18.67、58.52 mg·kg-1,分别增加了8.76、3.86倍,Cu、Ni在土壤中含量有微量增加,累积现象不明显;赤泥经酸雨淋溶后,As、Ni酸可提取态平均占比较高,可迁移性强,Cu、Cr、Mo主要以可氧化态和可还原态存在,Pb、Zn、V主要以可还原态存在,具有较大的潜在迁移性;渗滤液中仅检出较低浓度的Mo、V、Pb、Cu,说明赤泥经酸雨淋溶后,溶出的重金属主要滞留在土壤中,对土壤造成较大的潜在危害。     

陕北地区土壤重金属污染特征及生态风险评价

以陕西省靖边县表层土壤(0~20 cm)为研究对象,应用SPSS 19.0软件分析土壤样品中重金属Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等7种重金属的含量及来源,运用Hakanson潜在生态危害指数法评价研究区土壤重金属潜在生态危害程度。结果表明,研究区土壤重金属平均含量均低于《土壤环境质量标准》二级标准,各重金属元素变异性较小;相关性分析表明,研究区土壤重金属元素中Cu、Zn、As、Pb两两之间呈极显著的正相关关系;因子分子显示,土壤中重金属的主要来源可能包括研究区附近石油开采活动、交通运输、无机农药和化肥的施用以及工业和居民燃煤等;生态危害评价显示,研究区土壤中仅有Cd元素存在潜在生态风险,其他Cr、Cu、Zn、As、Pb、Hg 6种元素的潜在生态风险均处于低危害水平。     

京杭大运河(徐州段)底泥重金属形态分布与有机碳的关系研究

采用三步连续提取法,并用电感偶合等离子质谱(ICP-MS)和总有机碳测定仪(elementar Germany)对底泥中的重金属(Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni)总量和形态进行测定,研究了京杭大运河(徐州段)6个底泥样品中的重金属含量及形态分布和有机碳的关系.结果表明.Cr、Zn、Cu大部分是以残渣态形式存在,6点分别为80.O%～93.6%,52.7%～99.5%和62.7%～92.8%.CA、Mn、Pb的醋酸可提取态含量很高,Ni的可氧化提取态含量高.相关性分析表明有机碳的含量与可氧化提取态的相关性较好.     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

陕西某铅锌冶炼区土壤重金属污染特征与形态分析

为了探讨铅锌冶炼对土壤环境质量的影响,对陕西某铅锌冶炼区土壤中重金属的含量和形态进行了分析,并运用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染程度进行评价。结果表明,Pb、Cd、Cu、Zn含量的平均值分别是陕西省土壤背景值的19.27、135.32、2.76、8.02倍。单因子污染指数评价结果显示,Cd(19.53)达到重度污染,Zn(1.78)和Pb(1.09)达到轻度污染,Cu(0.56)无污染。内梅罗综合污染指数评价结果表明,冶炼厂东、西10 km范围内土壤均处于重度污染程度,且东部高于西部。重金属形态分析结果显示,Pb、Cd、Cu、Zn各形态在全量中所占的比例都以残渣态(34.45%～45.98%)最大,其次为可氧化态(27.45%～30.57%),再次为可还原态(17.63%～23.61%),最后为可交换态(6.80%～14.41%)。重金属形态比例和土壤理化性质的相关性分析表明,pH值与Cd、Cu的可交换态比例呈显著负相关,与Zn的残渣态比例呈显著正相关。土壤有机质与Cd的可交换态比例、可还原态比例呈显著负相关,与Cd的残渣态比例呈显著正相关。铅锌冶炼厂周围土壤受到以Cd污染为主的多种重金属的复合污染,冶炼厂大气沉降、采矿场扬尘是主要污染源。土壤重金属污染防治中应当加强冶炼厂烟尘点源控制,防止土壤酸化。     

规模化猪场灌区土壤重金属污染特征及风险评价——以重庆市某种猪场为例

为了解长期猪场粪污灌溉带来的土壤重金属污染特征和风险,依托于重庆市某种猪场,采集其粪污灌溉区16个土壤样品,测定了Cu、Zn、Cd、Pb的全量,并运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法、地累积指数法评价了重金属污染状况,同时测定各重金属的分形态含量,评价了重金属的生物有效性和潜在生态风险。结果表明:灌区土壤呈弱碱性,Cu、Zn、Cd、Pb的平均含量分别为30.80、91.33、0.55、29.34 mg·kg~(-1),均超过了区域背景值,但不超过土壤环境质量标准(GB 15618—1995)二级标准。变异系数CdCuZnPb,其中Cd和Cu达强变异性水平。部分采样点的Cd含量高,已达到中等污染水平,土壤未受到Cu、Zn、Pb的污染。土壤中Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在,其分别占总量的85.52%、68.40%、56.55%,Cd主要以可还原态存在,占总量的52.65%。土壤重金属生物有效性CdZnPbCu,Cd和Zn的可生物利用风险较大。以土壤质量二级标准为参比值,4种重金属的单项潜在生态风险均为轻微等级;以区域背景值为参比值,Cd的生态风险为中等,其余元素为轻微。研究区重金属综合潜在生态风险为轻微级。     

长期施肥对稻田土壤镉锌铜积累及其有效性的影响

为明确长期不同施肥方式对稻田土壤Cd、Zn和Cu积累及其有效性的影响,以设立于1986年的长期定位施肥试验为对象,对比分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(ST)、低量有机肥配施化肥(LM)、高量有机肥配施化肥(HM)5个处理耕层土壤重金属全量、有效态、形态分布以及水稻各部位重金属含量变化,结合土壤理化性质变化,探讨了长期施肥下重金属累积效应及其有效性变化机理。结果表明,NPK和ST处理对土壤全量及有效态Cd、Zn和Cu均无显著提高效应。而施用低量和高量有机肥30 a后,土壤Cd、Zn和Cu全量显著提高35.00%～80.00%、63.91%～82.55%、118.41%～180.21%,有效态显著提高28.57%～71.43%、407.12%～783.15%、336.59%～573.17%,稻米Cd、Cu则提高100.00%～150.00%、63.30%～85.64%。相关分析结果证实,有机肥中较高的重金属含量是造成稻田土壤Cd、Zn和Cu累积和有效性显著提高的主要原因,同时其改变的土壤理化性质,尤其是P也会影响重金属的有效性,但其作用机理有待深入研究。总体来看,长期施用有机肥具有更好的培肥效应,但会造成土壤Cd、Zn和Cu的富集以及稻米吸收量的增加,虽然目前稻米重金属含量尚未超出国家食品卫生标准限值,其风险仍不可忽视,在采取有机肥培肥土壤的过程中应严格控制其中的Cd、Zn和Cu等重金属含量。     

猪场粪水施用对设施白菜及土壤重金属的影响

为了研究养殖粪水在农田施用过程中对重金属含量积累、有效性增强以及形态变化等产生的影响,采取田间小区试验,探究了猪场粪水施用对设施白菜地上部重金属含量和土壤重金属全量、有效态含量及形态的影响。结果表明：粪水施用后,低量粪水施用处理与优化施肥（NOPT）处理白菜地上部Cu、Zn、Cr、Cd含量无显著差异,白菜地上部Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd含量均未超出《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）安全限值要求。经过4茬设施白菜种植后,相较于NOPT处理,561kg·hm^-2粪水施用处理显著增加了土壤Cu、Zn、Cr含量,281 kg·hm^-2粪水施用处理土壤中Cu、Zn（0~20 cm土层除外）、Pb、Cr、Cd、As含量与NOPT处理差异不显著,且含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）安全限值。施用化肥和粪水显著提高了土壤有效态Cu、Zn含量,施用粪水处理对土壤中Cr、Pb、As、Cd形态影响较小,但显著增加了铁锰结合态Zn含量。相关分析表明,土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、Pb含量与土壤有机质、速效磷、全氮、硝态氮含量存在显著正相关关系,与pH值呈显著负相关关系。研究表明,连续4茬施用猪场粪水未造成设施白菜和土壤中重金属含量超标,显著增强了Cu、Zn的有效性且显著增加了铁锰结合态Zn含量。