广西某铅锌矿区农田土壤重金属形态分布特征

[目的]研究广西某铅锌矿区农田土壤中重金属的形态分布特征。[方法]采用Tessier连续萃取法研究广西某铅锌矿区农田土壤中Cd、Pb、Zn、Hg的存在形态分布,分析各存在形态的相关性与重金属的生物可利用性。[结果]研究区土壤Cd主要以可交换态为主,Pb以碳酸盐态和铁锰氧化态为主,Zn以残渣态、有机结合态和铁锰氧化态为主,Hg以残渣态和有机结合态为主。重金属Cd、Pb、Zn的可交换态均与相应的总量呈极显著或显著相关,而Hg的可交换态与其总量不相关;Cd的可交换态与碳酸盐态存在极显著相关,Pb的可交换态、铁锰氧化态和残渣态之间相关性较好,Zn的铁锰氧化态、有机结合态和残渣态之间显著相关;Hg的各存在形态之间的相关性较差。研究区土壤中重金属的生物有效性大小依次为Cd、Pb、Zn、Hg。[结论]该研究为今后开展矿区土壤修复工作提供理论支持。     

不同种植模式对土壤重金属铅、镉形态分布的影响

为更好地了解不同种植模式下重金属在土壤-作物系统中的迁移转化规律,通过田间试验对水稻连作、菜稻轮作、蔬菜轮作3种珠三角常用种植模式下土壤重金属形态分布变化规律进行探讨.结果表明,3种种植模式下,土壤中铅各赋存形态的含量高低顺序大多呈现为可还原态＞残渣态＞可氧化态＞可交换态,可还原态占37.26％～ 56.94％;土壤中镉大多以活性较高的形态存在,可交换态占46.70％～62.98％,各赋存形态的含量高低顺序为可交换态＞可还原态＞可氧化态＞残渣态.就铅的3种具有效性的形态可交换态、可还原态、可氧化态总量而言,水稻连作和菜稻轮作比种植前都有所增加,而蔬菜轮作则较种植前有少量下降;而就镉具有效性的3种形态总量而言,菜稻轮作下为增加,蔬菜轮作下为下降,而水稻连作模式变化不明显.铅可还原态与可氧化态和残渣态能进行直接或间接的相互转化,呈现此消彼长的趋势;而对于土壤重金属镉的各赋存形态之间,可交换态与可还原态呈极显著的负相关性,二者之间可进行相互转化.     

水稻不同生育期重金属污染土壤中镉铅的形态分布

采用田间原位试验和Tessier连续提取方法,在水稻不同生育期研究了重金属复合污染高、中、低3个水平的土壤中镉铅的形态分布.结果表明:在水稻不同生育期中,土壤各种形态的镉铅含量均表现为高污染水平土壤>中等污染水平土壤>低污染水平土壤;土壤中镉在水稻整个生育期均以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态为主,占镉总量50%以上;土壤中铅以铁锰氧化物结合态为主,占铅总量40%以上;土壤镉的活性大于铅;土壤中镉和铅各形态之间有很好的相关性,在水稻不同生育期其形态之间会相互转化.     

不同种类生物炭对土壤重金属镉铅形态分布的影响

为探讨不同生物炭对土壤镉(Cd)、铅(Pb)复合污染的钝化修复效果,在Cd、Pb复合污染的土壤中施加不同种类、添加量的常见农业废弃物与城市污泥制备的生物炭,分析了土壤中Cd、Pb形态分配的变化,结果表明,添加生物炭可以改变土壤的理化性质,4种生物炭均显著提高了土壤的pH值、阳离子交换量和有机质的含量,与1%添加量相比,4%添加量增加幅度更大,pH、阳离子交换量和有机质含量分别比对照增加了2.7%~11.6%、12.7%~54.3%和252.0%~594.8%。4种生物炭不同程度地降低了重金属的弱酸提取态和可还原物质结合态含量,增加了可氧化物质结合态和残渣态的含量。不同种类生物炭相比,棉花秸秆炭对Cd的钝化效果最佳,其次为玉米秸秆、小麦秸秆和污泥生物炭,其中4%棉花秸秆炭处理下弱酸提取态、可还原物质结合态含量分别下降5.2%、25.5%,可氧化物质结合态、残渣态含量分别增加177.8%、166.7%。生物炭添加同样对土壤中Pb表现出了不同程度的钝化效果,不同生物炭对土壤中Pb的钝化能力表现为玉米秸秆炭小麦秸秆炭棉花秸秆炭污泥生物炭。相关分析表明,添加生物炭导致的土壤理化性质的变化可能是导致土壤重金属形态变化的重要原因。本研究结果表明,施用生物炭可有效改变土壤Cd、Pb赋存形态,促进Cd、Pb由生物有效性高的弱酸提取态、可还原物质结合态,向生物有效性低的可氧化物质结合态、残渣态转化,降低其生物可利用性,从而减轻土壤重金属污染危害。     

蒲公英对土壤重金属镉铅铜汞砷的影响

研究蒲公英种植茬数对土壤重金属镉、铅、铜、汞、砷的影响,可以为蒲公英作为植物修复土壤提供有效的理论依据.采集不同茬数的植株样品5次,分别检测粗根、细根、叶、花部位的5种重金属含量;土壤样品6次,1次为种植前土壤的检测,5次是采集植株时同时采集土壤进行5种重金属的检测.选取蒲公英1a生长周期的前、中、后3茬土壤进行重金属...     

广西某铅锌矿影响区农田土壤重金属污染特征及修复策略

为了解铅锌矿影响区农田土壤重金属分布特征及探究污染农田的修复措施,以广西某铅锌矿影响区为研究对象,分别采集影响区自然土壤和农田耕作层土壤样品41个和277个,同时分别采集62个蔬菜和35个粮食样品,分析重金属含量。结果表明,铅锌矿影响区耕作层土壤As、Cd、Pb、Cu、Zn和Cr含量范围分别为4.50~104.8、0.031~36.26、24.80~2989、16.90~251.6、79.90~11 500和24.0~222.0 mg·kg~(-1);与土壤基线值相比,6种重金属的超标率分别为1.4%、91.7%、60%、60%、60%和0。与《食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中限值相比,大米样本As、Pb、Cd含量超标率分别为93%、86%、64%,玉米样本Pb、Cd含量超标率为100%、100%,叶菜类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率分别为50%、100%、60%,根茎类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为23%、100%和100%,瓜果类蔬菜As、Pb、Cd含量超标率为14%、96%和100%。通过分析土壤和农产品重金属超标情况,确定As、Pb、Cd为优先控制的重金属,依据研究区土壤重金属污染空间分布特性,划为3个分区:轻度污染区(Cd污染区),建议采取活化剂+植物萃取去除污染物;中度污染区则采用钝化剂与低积累农作物结合的方式;重度污染区则不宜种植进入食物链的农作物,建议采取施加活化剂与种植超富集植物结合的方式降低土壤重金属含量。     

会泽铅锌矿区农田土壤镉、铅和养分分布特征及污染评价

【目的】了解会泽铅锌矿区农田土壤镉、铅和养分分布特征,探究镉、铅含量与形态和养分之间的相关性。【方法】采集0～60 cm的农田土壤,测定土壤中镉、铅与养分含量,利用单因子污染指数法、内梅罗多因子综合污染指数法和潜在生态风险评价法,评价土壤中镉、铅污染程度。【结果】(1) 0～20 cm农田土壤镉、铅污染严重。土壤镉污染达到重度污染水平(P_i、P_N3),毗邻矿山和远离矿山土壤铅污染分别处于重度污染(P_i、P_N3)和安全范围(PN0.7)。矿区土壤镉、铅污染分别为高生态风险(E_i110)和安全生态风险(E_i55)。(2)镉、铅主要以残渣态存在于土壤中,占比为52.54%和50.26%。矿区土壤潜在生物可利用态铅和毗邻矿山土壤潜在生物可利用态镉的质量分数较高(44%)。(3)矿区农田土壤养分水平较低,远离矿山采样点土壤养分含量平均高于毗邻矿山采样点。全量和可交换态镉、铅含量与全磷、速效磷含量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)负相关。【结论】矿区农田土壤镉的污染程度和生态风险均高于铅,磷与镉、铅之间相关性显著。     

铅锌矿区周边玉米根系低分子量有机酸、根际土壤镉铅形态与植株镉铅累积特征

玉米(Zea mays L.)是云南铅锌矿周边农田主要的夏季作物.通过大田试验,研究矿区周边农田种植的玉米根系低分子量有机酸含量、根际土壤镉铅形态及其镉铅累积特征.结果表明:(1)旺长期玉米根系分泌的主要是柠檬酸、草酸;成熟期玉米根系分泌主要是酒石酸和草酸,草酸分泌量较旺长期显著增加;(2)玉米根际土壤Cd化学形态以可...     

河北主要土壤中重金属镉、铅形态与土壤酶活性的关系

采用网室盆栽试验，运用连续提取方法，研究了河北平原潮土、潮褐土2种土类上Cd、Pb的化学形态特征与4种土壤酶活性（脲酶、H2O2酶、转化酶、碱性磷酸酶）间的关系。结果表明：用Cd、Pb的化学形态研究重金属对土壤酶活性的影响明显好于总量Cd、Pb。交换态和有机结合态Cd、Pb对土壤酶活性的抑制作用贡献最大。在石灰性土壤中，把交换态Cd、有机结合态Cd和4种土壤酶活性共同作为评价土壤Cd污染程度的主要生化指标是可行的。     

重金属镉、铅对土壤生化活性影响的初步研究

本文通过对土壤添加铅、镉的研究,明确了高浓度的重金属能显著抑制土壤氨化作用、硝化作用、过氧化氢酶和脲酶活性;以及刺激和抑制这些生化活性的重金属浓度范围;并根据大田污染土壤的分析结果初步提出了酶活性可以作为重金属污染指标。     

7种紫花苜蓿对云南某铅锌矿区土壤镉铅的累积特征及品种差异

以云南某铅锌矿周边的农田为试验地,以7个紫花苜蓿（Medicago Sativa L）品种为植物材料开展田间大棚试验,研究各品种的株高、生物量、镉铅含量及累积量、富集系数和转移系数等指标,探讨不同紫花苜蓿对镉、铅的吸收累积特征及存在的品种差异。结果表明,从富集系数看,至开花期时（120 d）,Cd富集能力最强的品种为"游客",其Cd富集系数为0.054,地上部Cd含量为0.22 mg·kg^-1,地上部Cd累积量为40.58 μg·m^-2,分别为Cd富集能力最弱品种"WL525HQ"的245%、200%和245%。Pb富集能力最强的品种为"国产",其Pb富集系数为0.035,地上部Pb含量为2.67 mg·kg^-1,地上部Pb累积量为282.2 μg·m^-2,分别为Pb富集能力最弱品种"WL525HQ"的152%、153%和110%。多数受试品种对Cd、Pb具有较强的转运能力,其中对Cd转运能力最强的品种为"三得利",其转运系数为1.545,是最弱品种"国产"的172%;对Pb转运能力最强的品种为"国产",其转运系数为2.048,是最弱品种"多叶"的171%。综上,受试紫花苜蓿品种对Cd、Pb的吸收累积存在一定品种差异,若以地上部金属含量为指标,"游客"为Cd高累积品种,"国产"为Pb高累积品种,"四季旺"为Cd低累积品种,"WL525HQ"为Pb低累积品种。     

7种紫花苜蓿对云南某铅锌矿区土壤镉铅的累积特征及品种差异

目的研究不同多年生黑麦草 (Lolium perenne L.) 品种对土壤镉(Cd)和砷(As)的富集能力,筛选积累能力高的多年生黑麦草品种,以期为Cd和As污染土壤的恢复治理提供参考依据。方法采用盆栽试验,研究31个多年生黑麦草品种在Cd和As污染土壤中的生长指标、对重金属Cd和As的积累特性及品种间差异;采用聚类分析和隶属函数法对Cd和As富集特性进行综合评价。结果31个多年生黑麦草在Cd和As污染土壤中均能正常生长,但品种间存在差异,利达 (Lida)、雅晴 (Yatsyn) 和海湾 (Bay) 生长状况较好,闪电 (Flash Green)、金牌(Turfgold) 和绿拓 (Turfsun) 生长状况较差;31个品种的根部Cd和As含量均高于地上部;除少数品种外,多年生黑麦草对Cd的富集和转运系数均高于As;综合评价中排名前3的为海湾 (Bay)、大瀑布 (Nicaragua) 和墨绿 (Holly Green)。结论多年生黑麦草对土壤中Cd和As主要富集于根部,对Cd的富集能力更强。海湾、大瀑布和墨绿具有较强的Cd和As富集能力,可优先考虑作为Cd和As复合污染土壤修复的植物材料。     

重金属铅、砷对玉米生长发育的影响

以玉米京科甜183和郑单958为供试作物,通过盆栽试验,对铅、砷胁迫下玉米的生长发育进行了研究。结果表明,重金属铅对作物的毒性明显小于砷,同时京科甜183对重金属铅和砷的抗性要强于郑单958。试验为植物修复技术提供了有利的理论依据。     

宝鸡某冶炼厂周边土壤铅镉总量及形态空间分布特征

采用克里金插值法对宝鸡某冶炼厂周边农田土壤中铅镉含量及形态空间分布特征进行了研究,并分析了土壤中铅镉总量及各形态含量与小麦中铅镉含量的相关性,目的在于为冶炼厂周边土壤重金属污染的表征提供依据。结果表明,土壤中Pb形态的高低顺序为：残渣态>有机硫结合态>铁锰氧化态>可交换态,Cd形态为：可交换态>残渣态>有机硫结合态>铁锰氧化态。土壤中Pb总量及Pb、Cd铁锰氧化态在距离冶炼厂500 m处含量均显著高于1 500 m和2 500 m处,后两者之间无差异;而Cd总量及Pb、Cd可交换态、有机硫结合态和残渣态在三个采样距离并没有表现出显著性差异。克里金插值分析表明,除Pb可交换态外,Pb和Cd其余形态在一定程度上均显示出与风向的一致性。相关分析表明,土壤中Pb、Cd可交换态、铁锰氧化态与小麦Pb和Cd含量均有显著的相关性,表明冶炼厂周边旱地土壤中,Pb、Cd可交换态和铁锰氧化态都可能作为土壤重金属污染空间分布和有效性表征的指标。     

4种环境材料施用对土壤铅、镉形态的影响

采用4因素3水平正交试验设计,以不添加环境材料和磷肥为对照(CK),研究保水材料(A)、腐殖酸(B)、钠基膨润土(C)和磷肥(过磷酸钙,D)4种环境材料对土壤重金属铅(500 mg/kg)、镉(5 mg/kg)形态的影响。结果表明,土壤中Pb形态分布为残渣态有机结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态可交换态,Cd形态分布为可交换态铁锰氧化物结合态残渣态碳酸盐结合态有机结合态;添加环境材料和磷肥可使Pb、Cd的可交换态、碳酸盐结合态比例较CK有降低,稳定态(铁锰氧化态+有机结合态+残渣态)较CK有提高;其中磷肥和腐殖酸对Pb形态分布影响最大,组合(A_2B_1C_2D_3)较CK铅的稳定态增加3.86%;保水剂和磷肥对Cd形态分布影响最大,组合(A_2B_3C_1D_2)较CK稳定态增加11.36%。比较发现,添加环境材料对土壤铅、镉形态均有不同程度影响。该结果可为土壤铅、镉稳定化治理提供参考。     

水稻镉、铅、砷低含量基因型的筛选

筛选低重金属含量水稻品种或减少水稻对种植土壤中重金属的吸收是控制稻米重金属含量的最直接有效的办法.本研究采用ICP-MS法测定了78份水稻品种的糙米中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)含量.同时比较其中的20份品种在3个试验点的糙米Cd,Pb,As含量.结果表明:水稻籽粒中Cd,Pb,As的积累存在着明显的品种差异,其中Cd和Pb积累的基因型明显较As积累的基因型丰富;相关性分析表明,糙米中Cd和Pb含量存在极显著相关性(P＜0.01);筛选得到Cd,Pb含量低的基因型5个,Cd,As含量低的基因型1个,As,Pb含量低的基因型2个,Cd,Pb,As含量均低的基因型1个;土壤Cd,Pb,As含量对糙米Cd,Pb,As含量有较明显的影响;且糙米Cd,Pb和As含量对土壤环境的反应也各不相同.     

凤凰铅锌矿区土壤铅的化学形态及污染特征

以湘西凤凰铅锌矿区土壤为对象,基于BCR三步法和ICP-MS技术,研究了该矿区土壤中Pb的化学形态及污染特征。结果表明,矿区土壤中Pb以残渣态为主,其次为有机-硫化物结合态,酸交换态和Fe-Mn氧化物结合态所占比例较少,各形态Pb的分配系数依次为:残渣态(44.0%)>有机-硫化物结合态(29.3%)≈Fe-Mn氧化物结合态(24.3)>酸交换态(2.4%);矿区土壤中各形态Pb含量存在明显的空间分异,并因土地利用类型不同而差异明显;土壤理化性质影响土壤Pb的形态分配,各形态Pb含量与砂粒含量正相关,并随土壤pH升高而增加,这与人为排放输入的含Pb物质以类似于土壤砂粒形式存在有关。人类活动引起的外源输入性Pb污染对矿区土壤中Pb的污染特征产生了重要影响。     

施用铁锰对土壤砷形态及水稻吸收砷的影响

【目的】分析不同铁和锰施用量对砷污染水稻土砷形态及水稻吸收砷的影响,为砷污染农田治理研究与实践提供理论依据。【方法】开展砷污染土壤水稻盆栽试验,设外源铁和锰不同施用量Mn0Fe0(对照)、Mn400Fe0、Mn800Fe0、Mn0Fe400、Mn400Fe400和Mn800Fe400共6个处理,测定各处理的土壤pH、土壤砷形态、铁锰氧化物形态、水稻地上部砷含量及分蘖期水稻地上部生物量,对土壤pH、砷形态、铁锰氧化物含量与水稻地上部砷含量进行相关性分析。【结果】与对照相比,施用铁锰均能显著降低土壤pH(P0.05,下同);Mn0Fe400和Mn800Fe400处理可显著增加土壤中无定形态铁氧化物含量,Mn400Fe0、Mn800Fe0、Mn400Fe400和Mn800Fe400处理可显著增加土壤中各种锰氧化物含量;施用铁和锰可显著降低土壤中非专性吸附态砷和专性吸附态砷含量,显著提高土壤残渣态砷含量(Mn800Fe0除外);Mn400Fe0、Mn800Fe0、Mn0Fe400、Mn400Fe400和Mn800Fe400处理可分别显著降低分蘖期水稻地上部砷含量85.9%、83.2%、82.8%、86.3%和92.1%;施用铁和锰可显著提高水稻地上部鲜重。相关性分析结果显示,水稻地上部砷含量与非专性吸附态砷、专性吸附态砷含量和pH呈极显著正相关(P0.01,下同),与残渣态砷含量呈极显著负相关;土壤残渣态砷含量与土壤络合态铁含量呈极显著正相关,与pH呈显著负相关。逐步回归分析结果显示,影响水稻地上部砷含量的主要因子为pH和残渣态砷,而影响土壤残渣态砷含量的主要因子为络合态铁。【结论】施用铁和锰可降低砷污染水稻土的pH,促进铁和锰氧化物形成,改变土壤中砷的赋存形态,降低土壤砷的有效性及水稻地上部的砷含量。     

土壤调理剂对农田土壤和水稻镉和铅的影响

为了解土壤调理剂在降低土壤中重金属镉和铅的活性,减少重金属镉和铅在水稻体内的吸收和积累等方面的作用,2021年7月至10月间,我们在晚稻采用土壤调理剂“镉康”及“酸易克”进行田间试验,并对施用前后土壤、谷粒和秸秆中镉、铅含量进行分析对比。结果表明,在酸性水稻土中,施用土壤调理剂“镉康”在一定程度上能提高水稻产量;两种土壤调理剂都能显著地抑制谷粒对镉元素的吸收,降低镉在土壤中的积累,增加镉在谷杆内的吸收;土壤调理剂“酸易克”可降低土壤中重金属镉和铅的活性,减少重金属镉和铅在水稻体内的吸收和积累方面较土壤调理剂“镉康”明显。     

重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响

采用温室盆栽土培方法.研究了土壤中不同浓度重金属铅(Pb,0-800 mg·kg~(-1))、镉(Cd,0-50 mg·kg~(-1))单一及其复合处理对玉米(Zea mays L.)生长及土壤微生物(细菌、放线菌、真菌)数量的影响.结果表明,在重金属Pb、Cd单一及其复合处理下,玉米的株高、干重均低于对照,重金属Pb、Cd处理对玉米的生长存在负面影响.重金属Pb、Cd单一处理抑制细菌、真菌的生长,中低浓度Pb(<300mg·kg~(-1))、Cd(≤10mg·kg~(-1))单一处理促进放线菌数量的增加,高浓度(Pb≥800mg·kg~(-1)、Cd≥50mg·kg~(-1))则呈现抑制效应;Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长,减少微生物数量.玉米株高同土壤微生物之间相关性不显著;玉米干重同土壤细菌、真菌显著相关,同土壤放线菌之间相关性不显著.