铜陵矿区周边土壤-蔬菜系统中重金属的转移特征

通过实地调查取样和室内分析,研究铜陵矿区周边菜地土壤中重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)向两种蔬菜(萝卜和辣椒)可食部分的转移特征。运用5种单一提取剂DTPA、EDTA、HCl、NH4NO3和NH4OAc研究了土壤中重金属的生物有效性,并结合土壤化学性质运用多元逐步线性回归进行对比分析。结果表明,NH4NO3提取态Zn和Cd以及NH4OAc提取态Zn均可以较好地反映重金属的生物有效性;土壤样品中P的含量对Zn和Cu析出有显著影响;与果实类蔬菜相比,根类蔬菜可食部分具有更强的富集重金属能力。土壤-蔬菜间重金属转移系数(TF)均随土壤中重金属含量增加而减小,且TF与土壤提取态金属含量间能建立显著模型,因此用TF来预测蔬菜中金属含量是一种可选的方法。     

生物炭施用对小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中Pb、As和Cd生物有效性的影响研究

用理化性质不同的废纸、木屑、脱水污泥等原材料在600℃限氧条件下热裂解分别制备了3种生物炭,继而利用根袋法盆栽实验研究了这3种生物炭的施用对生长于矿区重金属污染土壤中的小麦和玉米幼苗的根际和非根际土壤中有效态有害元素以及幼苗根系有害元素富集的影响。结果表明,施用这3种生物炭的小麦和玉米幼苗根际与非根际土壤中CaCl2提取态、EDTA提取态和稀HCl提取态As、Cd和Pb含量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,3种提取态As、Cd和Pb含量降低更为明显,但生物炭处理对非根际土壤中提取态As、Cd和Pb的降低总体比根际土壤明显。施用3种理化性质不同生物炭的土壤中有效态As、Cd和Pb含量与有效态提取剂(CaCl2、EDTA和稀HCl)和被提元素种类(As、Cd和Pb)相关,但未表现出一致性的规律。小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中CaCl2提取的水溶态As、Cd和Pb无显著差异,而部分EDTA及稀HCl提取的可交换态、碳酸盐结合态有害元素、铁锰氧化物和有机结合态As、Cd和Pb存在显著差异。小麦和玉米幼苗根系As、Cd和Pb的富集量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,提取态As、Cd和Pb的含量降低更为明显。因而,施用生物炭有助于降低有害元素的植物富集风险。     

不同提取剂对广西某河流表层沉积物中重金属有效态浸提效率的研究

研究了3种提取剂(DTPA、HCl、王水)对广西某河流表层沉积物中6种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni)有效态的提取率,并分析了沉积物重金属有效态浸提量与全量间的相关性。结果表明:不同提取剂对同一沉积物样品重金属有效态的提取能力有差异,对有效态Cu和Cd的提取能力表现为王水DTPAHCl,对有效态Pb、Zn、Cr、Ni的提取能力表现为王水HClDTPA;用王水提取的各重金属有效态的量与其在沉积物中的全量均呈极显著或显著正相关,用HCl提取的有效态Cu和Pb的量与其在沉积物中的全量均呈极显著正相关。     

不同提取剂对广西某河流表层沉积物中重金属有效态浸提效率的研究

研究了3种提取剂(DTPA、HCl、王水)对广西某河流表层沉积物中6种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni)有效态的提取率,并分析了沉积物重金属有效态浸提量与全量间的相关性。结果表明:不同提取剂对同一沉积物样品重金属有效态的提取能力有差异,对有效态Cu和Cd的提取能力表现为王水>DTPA>HCl,对有效态Pb、Zn、Cr、Ni的提取能力表现为王水>HCl>DTPA;用王水提取的各重金属有效态的量与其在沉积物中的全量均呈极显著或显著正相关,用HCl提取的有效态Cu和Pb的量与其在沉积物中的全量均呈极显著正相关。     

不同提取剂对蔗田土壤中重金属有效态提取效率的研究

采用4种提取剂提取广西某受重金属污染的蔗田土壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd。结果表明:各提取剂对土壤有效态Cu、Zn、Pb和Cd的提取量顺序为HNO3>HOAc>Ca Cl2>Na NO3;土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd任意两个元素的提取率间呈现极显著的相关性。     

不同提取剂对蔗田土壤中重金属有效态提取效率的研究

采用4种提取剂提取广西某受重金属污染的蔗田土壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd。结果表明:各提取剂对土壤有效态Cu、Zn、Pb和Cd的提取量顺序为HNO3HOAcCa Cl2Na NO3;土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd任意两个元素的提取率间呈现极显著的相关性。     

黄淮海平原小麦吸收镉与土壤可浸提镉间关系研究

土壤重金属镉浸提量与小麦吸收镉量关系是评价浸提方法以及土壤中镉有效性的重要依据,为了给黄淮海平原小麦产区土壤镉污染评价提供科技支撑。分别采用0.43 mol·L~(-1)HNO_3、0.1 mol·L~(-1)HCl、0.05 mol·L~(-1)EDTA浸提土壤镉的方法对黄淮海平原11个不同地点大田土壤样品和24个小麦植株样品进行了测定,并对3种不同浸提剂浸提的土壤有效态镉量间的相互关系,及土壤浸提镉含量与小麦镉含量间的关系进行了探讨。结果表明:不同浸提剂浸提的土壤Cd含量、全量间的相关关系均达极显著水平;3种浸提剂的Cd浸提率为58.7%(0.43 mol·L~(-1)HNO_3)53.2%(0.05 mol·L~(-1)EDTA)25.9%(0.1 mol·L~(-1)HCl),不同浸提剂浸提的土壤有效态Cd含量与小麦植株Cd含量的相关性顺序为r=0.74(0.05 mol·L~(-1)EDTA)r=0.64(0.43 mol·L~(-1)HNO_3)r=0.49(0.1 mol·L~(-1)HCl);在pH为7.71~8.59和土壤全Cd含量范围为0.107~0.212 mg·kg~(-1)条件下,以EDTA浸提的土壤Cd含量及土壤Cd全量结合土壤pH值建立的方程可以较好地预测小麦籽粒Cd含量;经推算,EDTA浸提的土壤Cd和土壤Cd全量的安全临界值可分别为0.671 mg·kg~(-1)和1.02 mg·kg~(-1)。     

有机配体浸提对汤山矿区污染土壤元素的溶出效应

采用3种有机配体(EDTA、DTPA、NTA)对来自南京市汤山废弃铜矿区的重金属污染土壤进行浸提,并且通过改进的BCR连续提取法分析了残留土壤样品中重金属元素以及Fe、Al形态.结果表明,有机配体的存在导致Cu、Zn、Ca、Mg、Mn元素的浸提率明显增加.其中Cu提取率分别为对照的8.08(EDTA)、8.15(DTPA)和5.40(NTA)倍,Zn的提取率分别为对照的10.5(EDTA)、5.75(DTPA)和3.63(NTA)倍.EDTA和DTPA对矿物元素的溶出作用高于NTA.配体对Mg的影响较其他元素小.EDTA、DTPA和NTA对重金属元素的4种形态均有浸提作用,配体的提取对酸溶,可交换态及可还原态影响较大.对于Zn而言,各有机配体处理可还原态下降的倍数最多,其次是酸溶厂可交换态以及可氧化态;对于Pb而言,各有机配体的处理导致酸溶厂可交换态下降的倍数最多;对于Cu而言,EDTA处理组酸溶,可交换态和可还原态下降倍数较多分别为对照组的71.8%和71.9%,DTPA处理组可还原态下降倍数较多为对照组的75.1%.有机配体处理导致酸溶厂可交换态Fe、Al含量的下降.     

不同提取方法测定的油茶林地6种重金属有效性的比较研究

为比较分析不同提取方法测定油茶(Camellia oleifera Abel.)林地重金属含量的差异及提取方法对重金属有效性的影响,试验采用Mehlich3、ASI、Bray、DTPA、HCl等5种浸提剂测定油茶林地Zn、Cr、As、Cd、Hg、Pb 6种重金属含量,分析5种方法提取量关系及其与油茶根系、叶片等器官重金属吸收量间相关性。结果表明:不同提取方法测定的油茶林土壤重金属含量有差异,Zn、Cr、As、Cd、Hg、Pb提取量范围分别在1.059~3.765、0.016~0.182、0.012~0.203、0.043~0.160、0.010~0.090、0.026~6.968 mg/kg,Zn、Cd提取量HClASIDTPAM3Bary;Pb、Cr提取量ASIHClDTPAM3Bary;As提取量DTPAASIM3HClBary;Hg提取量DTPAM3HClASIBary。HCl法提取As、Pb较真实反映出种皮吸收量,ASI法提取Hg、Pb、Zn分别较真实反映出果皮、种皮、种仁吸收量。浸提方法间相关关系与浸提方法提取量跟油茶吸收量相关关系不一致,即浸提方法间显著相关不足以说明其与油茶重金属吸收量亦显著相关。     

城市生活污泥堆肥过程中重金属钝化规律及影响因素的研究

城市污泥中重金属含量及其生物有效性是限制污泥农用的主要因素之一,研究污泥堆肥过程中重金属形态及其生物迁移规律具有重要意义。用BCR顺序提取法浸提堆体中各种形态重金属,研究堆肥过程中不同形态重金属的变化规律以及主要影响因素。结果表明:除Zn、Cd外,城市污泥中Cu、Ni、Cr、Pb主要以可氧化态及残渣态存在,生物有效性较低;堆肥处理改变了重金属的形态分布,使污泥中的酸溶态及可还原态的重金属向更稳定的可氧化态及残渣态转变,显著降低了重金属的生物有效性;堆肥结束时Cu、Zn、Ni、Cd、Cr、Pb六种重金属残渣态含量比堆肥初始均有所增加,增幅分别达6.3%、6.7%、22.0%、15.2%、11.0%、40.5%;不同形态重金属含量与DOC含量相关性显著,而与OM相关性不强;pH主要影响可还原态及生物有效态重金属的分布,与其他形态相关性不强。     

铵态氮与硝态氮配比对落叶松幼苗生长的影响

以兴安落叶松幼苗为研究材料,采用水培试验方法,研究不同NH+4-N与NO-3-N配比对落叶松幼苗生长的影响.结果表明,落叶松幼苗在以NH+4-N为主的营养液中生长较好.营养液中NO-3-N比增加,则幼苗生长下降,过量的NO-3-N可抑制幼苗根系生长,降低幼苗的地下部与地上部干质量比.营养液中NH+4-N的比例增加,植株...     

不同N、P源对红松根/土界面pH及磷有效性影响

用根垫法研究了不同形态N源与P源对红松苗木根/土界面pH及磷有效性的影响.结果表明，铵态N处理使根/土界面pH降低，硝态N处理使根/土界面pH升高.不同N源处理引起根/土界面pH变化的幅度受P源种类及距根面距离的影响，施加矿物P时，铵态N引起的根/土界面pH下降的幅度明显减小.不同P源处理时根/土界面有效P含量受N源种类的影响，铵态N处理时，加入易溶性P近根面处有效P含量显著增加，而加入难溶性P时仅距根面0～2 mm处有效P含量显著增加；硝态N处理时，仅在加入易溶性P时近根面处有效P含量显著增加，而加入难溶性P时，近根面处有效P含量与不加P处理时相近，表明铵态N处理引起的根系分泌质子是根/土界面处难溶性矿物P溶解的主要驱动力.根/土界面处P浓度与苗木叶中P浓度具有较好的相关性.      

铅污染土壤上施用氮肥对小麦POD酶活性及铅吸收的影响

针对日益严重的土壤Pb污染,采用盆栽土培方法,比较尿素、碳酸氢铵对Pb污染土壤上有效态Pb、小麦吸收积累Pb及其体内POD酶活性的影响,为指导Pb污染土壤上施肥提供依据。结果表明,两种氮肥的施用提高了土壤有效Pb的含量,小麦根中积累的Pb显著高于茎叶。低用量氮肥(0.1～0.3g/kg)均促进了小麦生长和根对Pb的吸收,高用量氮肥(0.5～0.7g/kg)抑制了小麦的生长,但小麦茎叶中Pb的含量均降低。小麦茎叶中Pb的积累与土壤有效Pb变化无相关性。施用尿素、碳酸氢铵处理下小麦幼苗POD酶活性变化呈下降趋势。对比认为施用低浓度处理尿素更能减少铅污染土壤上在地上部的Pb积累,促进小麦的生长。     

氮素形态对黄瓜幼苗光合特性及碳水化合物代谢的影响

用营养液培养的方法,研究了同一氮素水平不同氮素形态比例对黄瓜幼苗光合特性及碳水化合物代谢的影响。结果表明:与单一氮源相比,当NO3--N∶NH4+-N为75∶25时,黄瓜幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度最大。单一供NH4+-N营养净光合速率高于单一供NO3--N。当NO3--N∶NH4+-N为50∶50时,可溶性糖、淀粉含量最大,单一NH4+-N最低。氮素形态对黄瓜根、茎、叶中的可溶性糖和叶片中的淀粉含量影响较大,但对根、茎中的淀粉含量影响较小。     

连续秸秆覆盖对土壤无机氮供应特征和作物产量的影响

【目的】采用田间定位试验研究方法,于2008-2010年研究了水旱轮作制下连续秸秆覆盖对土壤无机氮供应特征和作物产量的影响。【结果】连续秸秆覆盖还田可以显著提高0-5 cm、5-15 cm和15-25 cm土层土壤NH4+-N、NO3--N含量,并且随着秸秆覆盖还田年限的延长和用量的提高,3个土层土壤的NH4+-N、NO3--N含量的增幅也随之增加。第5季水稻收获后,秸秆覆盖处理NH4＋-N、NO3--N含量的增幅分别达到了18.83%-36.70%和12.04%-37.70%。秸秆覆盖还田使水稻生育前期土壤NH4+-N、NO3--N含量降低,有利于减少NO3--N的淋失。而后期氮素得到释放满足作物生殖生长的需要,则有利于作物产量的提高。秸秆覆盖还田后,可以提高作物产量。其中旱季作物（小麦、油菜）的增产效应要高于水稻,并且作物的增产幅度随着秸秆还田年限和用量的增加而提高。起主要作用的产量构成因素是小麦、水稻的有效穗数以及油菜单株角果数和每角粒数。【结论】连续秸秆覆盖还田促进了土壤无机氮的供应,从而提高了作物产量。     

秸秆和氮肥配合施用对高肥力植烟土壤理化性质的影响

在高肥力植烟土壤上研究施用C／N高的小麦秸秆对土壤理化性状的影响。结果表明：在烟株上、中、下部叶成熟期等3个生育期，不同施氮水平下加秸秆处理可明显提高土壤0．25～10mm水稳性团粒数量，降低小于0．25mm小团粒数量，显著增加土壤水分含量，提高土壤pH。同时，施用秸秆可显著降低烟株不同成熟期土壤中NH4-N和NO3-N含量，还使土壤有效钾明显上升，土壤P、Ca、Mg明显下降，S及B、Cu、Zn、Fe、Mn等元素有升高趋势。可见，高肥力植烟土壤上施用C/N比高的秸杆可以调控土壤养分供应，改善土壤理化性质。     

不同氮形态对杉木叶绿素荧光参数和叶绿体超微结构的影响

以1个月生杉木实生苗为试验材料,分析了硝态N、铵态N和铵硝混合（NH₄⁺∶NO₃^-=3∶1）态N对杉木生长、叶绿素荧光参数和叶绿体超微结构的影响。结果表明:1）不同处理下植株根系和地上部生物量大小表现为铵硝混合处理＞全硝处理＞全铵处理,但不同处理间杉木植株生物量不存在显著差异（P＞0.05）。2）铵硝混合处理下可变荧光强度（F_v）和最大荧光强度（F_m）显著高于全硝和全铵处理,而非化学荧光猝灭系数（nPq）显著低于全铵处理。3）铵硝混合处理下PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ潜在活性（F_o/F_v）、光化学猝灭系数（q_p）和PSⅡ实际光化学效率值（QY）均显著高于全硝处理,但与铵硝混合处理间不存在显著差异（P＞0.05）。4）叶绿体超微结构结果表明,全硝处理下部分叶绿体膨大隆起,基粒片层排列松散,且数量明显少于全铵和铵硝混合处理,全铵处理显著增加了叶绿体中淀粉粒的数量,而铵硝混合处理中淀粉粒则完全消失,但显著增加了嗜锇颗粒的数量。综上所述,铵硝混合处理一方面能通过增强PSⅡ反应中心电子传递效率和光能的利用能力,促进光合同化产物的积累;另一方面通过抑制淀粉粒的形成,减轻淀粉粒对光合作用的抑制,同时促进光合同化产物的输出,促进杉木幼苗的生长。     

重金属Cu和Zn对小麦种子萌发和生物量的影响

[目的]研究Cu2+、Zn2+对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。[方法]以小麦品种博爱7422为材料,以完全营养液培养为对照,研究不同浓度(5、10、25、50、125、250、500 mg/L)Cu2+、Zn2+污染对其种子萌发、幼苗生长、叶绿素含量的影响。[结果]低浓度Cu2+(≤50mg/L)和Zn2+(≤10 mg/L)可促进小麦种子萌发和幼苗生长,高浓度Cu2+(>50 mg/L)和Zn2+(>10 mg/L)对小麦种子萌发有抑制作用。低浓度Cu2+、Zn2+污染对小麦幼苗叶绿素含量无明显影响;高浓度Cu2+、Zn2+污染可降低小麦幼苗叶绿素含量,当Cu2+、Zn2+浓度为25 mg/L时,小麦幼苗叶绿素含量分别比CK降低了44.51%、23.02%,当Cu2+、Zn2+浓度达到500 mg/L时,小麦幼苗叶绿素含量分别为CK的31.35%、47.15%。[结论]低浓度Cu2+、Zn2+对小麦种子萌发和幼苗生长无明显影响,而高浓度有抑制作用。     

3种萃取剂对土壤重金属的去除及其对重金属有效性的影响

通过重金属污染土壤的浸泡试验,比较了HCl、柠檬酸、EDTA3种萃取剂对污染土壤中3种重金属Pb、Cd、Zn的去除能力,并研究了这3种萃取剂的萃取对土壤重金属有效性的影响。结果表明,随着浓度的提高,3种萃取剂对Pb、Cd、Zn的去除作用增强。EDTA去除3种重金属的能力远远大于其他2种萃取剂。HCl和柠檬酸对3种重金属去除率的顺序均为Cd>Zn>Pb,EDTA溶液对3种重金属去除率的顺序为Pb>Cd>Zn。HCl和柠檬酸萃取提高了土壤Pb的有效性,降低了Cd、Zn的有效性。EDTA萃取降低了土壤Pb、Cd、Zn的有效性,并且这3种重金属的有效性低于HCl和柠檬酸的处理。可见,EDTA作为治理重金属污染土壤的萃取剂比HCl和柠檬酸更合适,HCl和柠檬酸虽然也能明显地去除土壤中的重金属,但它提高土壤Pb的有效性的效应值得注意。