浙西石灰岩发育土壤中氧化铁矿物组成及特性的研究

本计浙西地区４个具不同颜色的石灰岩发育土壤的氧化铁矿物组成和特性进行了研究。结果表明，在亚热带生物气候作用下，这些土壤已经经历了一定的风化，从氧化铁游离度来看；风化强度红壤性土（油红泥）〉棕色石灰土（油红黄、油黄泥）〉黑色石灰土（碳质黑油泥）。氧化铁矿物类型与土色存在一定的关系，油红泥含较高的赤铁矿，土色以红色和棕红色为主；油红黄 油黄泥主要以针铁矿为主，赤铁矿含理较低土色以黄棕色为主；碳质黑油     

钝化剂对酸性高镉土壤钝化效果及水稻镉吸收的影响

以海泡石、磷酸二氢钾、钙镁磷肥、钢渣、生石灰及生物炭为重金属镉钝化材料,研究钝化剂对湖南省酸性高镉(Cd)稻田土壤及水稻中Cd含量的影响。以土壤pH值和有效态镉作为评价指标,筛选出三种效果较优的钝化剂,通过正交试验进行复配,选择最优的钝化剂配方进行田间验证。结果表明,海泡石、钙镁磷肥、钢渣在施用比例为1%时均可显著提高土壤pH,pH的提升效果排序为钢渣钙镁磷肥海泡石;除钢渣外,其余钝化剂在施用比例为1%时均可不同程度降低土壤有效态Cd含量,钝化效果排序为磷酸二氢钾钙镁磷肥生物炭海泡石生石灰。选取海泡石、钙镁磷肥和磷酸二氢钾复配钝化剂,依据正交试验结果并综合考虑钝化效果、成本及材料易得性,确定钝化剂的最优施用量组合为海泡石500 mg kg-1、钙镁磷肥500 mg kg-1、磷酸二氢钾170 mg kg-1。大田试验结果表明,施用钝化剂后,土壤pH值提高0.5个单位,土壤有效Cd含量降低34.00%,糙米中Cd含量降低19.44%,水稻各器官Cd的富集与迁移系数明显降低,水稻产量明显升高。     

瓦房店地区石灰岩类土壤系统分类初步研究

本文就辽宁省瓦房店地区的10个典型石灰岩类土壤剖面,按《中国土壤系统分类检索(第三版)》中的诊断层和诊断特性对供试土壤剖面进行检索,确定它们在中国土壤系统分类中的归属。诊断层有淡薄表层、黏化层、雏形层,诊断特性有碳酸盐岩岩性特征、温性土壤温度状况、湿润土壤水分状况、铁质特性。10个供试剖面分属于雏形土、淋溶土、新成土3个土纲。1、3号剖面属壤质温性棕色钙质湿润雏形土4,、6、8、9号剖面属壤质温性普通钙质湿润淋溶土,5号剖面属黏壤质温性普通钙质湿润淋溶土,2、10号剖面属粗骨壤质温性石灰扰动人为新成土7,号剖面属壤质温性石灰扰动人为新成土。对30个土壤剖面进行采样、分析和比较,根据基层分类划分的原则和依据,在样区建立了10个土系。探讨供试土壤的系统分类结果与土壤发生分类结果的参比,表明两种分类制对同一土壤的命名差异较大。     

滇东地质高背景区土壤镉的伴矿景天修复及其对后茬水稻的影响

云南是我国典型的重金属元素地球化学高背景区,超积累植物能否有效修复镉（Cd）地质高背景土壤,从而实现农产品安全生产,尚鲜见报道。以云南石林、富源和罗平等三地的典型Cd地质高背景农田土壤为对象,开展温室盆栽试验,探究Cd、锌（Zn）超积累植物伴矿景天对土壤Cd的吸取修复效果,及对后茬水稻生长和Cd吸收的作用。结果表明,种植三季伴矿景天使三地土壤全量Cd分别下降24.8%、30.9%和58.8%;伴矿景天在富源玄武岩风化物母质发育的土壤上长势最好,与富源土壤肥力相对最高有关;伴矿景天在罗平石灰岩风化物发育的土壤上重金属吸取修复效果最佳,与罗平土壤呈中性、酸化作用更为明显有关,这些差异由土壤母质、养分与重金属有效性等综合影响所致。经伴矿景天吸取修复三季后,全生育期淹水种稻,其糙米和秸秆Cd浓度均大幅降低,可实现糙米Cd安全生产。未经植物吸取修复,旱作处理下水稻糙米Cd存在超标风险。植物吸取修复后种植水稻,再结合水分管理措施,可进一步降低稻米中Cd浓度,实现稻米安全生产,为Cd地质高背景区土壤的农作物安全生产提供理论依据和技术支撑。     

镉高地质背景区设施栽培对土壤与蔬菜镉积累的影响

为探明镉(Cd)高地质背景区设施蔬菜生产的安全性,在贵州织金县4个设施蔬菜基地(B1、B2、B3、B4)采集设施栽培5年的表层(0～20 cm)与亚表层(20～40 cm)土壤及相应的蔬菜样本,并以附近露天菜田为对照,分析土壤和蔬菜样本中的Cd含量,探讨设施蔬菜栽培对土壤与蔬菜镉积累的影响。结果表明:设施蔬菜栽培加速了土壤酸化与表层土壤的Cd累积,设施菜地与露天菜地表层土壤Cd含量均值分别超出贵州省土壤Cd背景值(0.659 mg kg^-1)的42.6%与22.3%。研究区设施内和露地栽培蔬菜Cd含量均未超标,即使是果实Cd含量最高的设施蔬菜基地B1的番茄其超标指数也只有0.51;生产过程使用的沼渣Cd含量最高,是设施菜地土壤Cd最主要的来源,据估计每亩每年可带入Cd 6.33 g。蔬菜对Cd的吸收量受土壤pH影响大于土壤Cd全量的影响;土壤pH每降低1个单位,蔬菜中Cd的浓度上升0.022 mg kg^-1,为此当地设施蔬菜生产中的镉积累问题应得到足够重视。综上所述,贵州镉高地质背景区设施蔬菜镉积累可防可控,而调控设施菜地土壤pH应是首选的最...     

土壤pH值与镉含量对水稻产量和不同器官镉累积的影响

为探明水稻产量与镉积累分配对土壤pH值和镉含量的响应,以3个籽粒Cd含量差异明显的晚稻品种(天优华占,TY;星2号,X2;湘晚籼13号,XW)为试验材料,分别于不同pH值稻田研究土壤镉(Cd)含量对水稻产量和不同器官Cd累积的影响,并比较了品种间差异。结果表明,水稻产量因土壤pH值下降而下降,且品种间降幅差异明显,以X2最大(21.72%33.81%),XW最小(3.05%17.71%);添加0.5 mg·kg^-1Cd时水稻减产不显著,但添加1.0 mg·kg^-1Cd时各品种均显著减产,且其降幅与品种和土壤pH值有关,X2和XW在酸化条件下降幅较大,而TY在正常pH条件下降幅较大。植株(整株)Cd含量存在品种间差异,各品种植株Cd含量均随着土壤Cd浓度的提高与土壤pH值的下降而显著提高,且植株Cd含量峰值因土壤酸化而提前。水稻器官间Cd含量依次表现根>茎>穗>叶,各器官Cd含量均随着土壤Cd浓度提高而显著增大,但增大倍数存在器官间差异;品种间器官Cd含量差异明显,营养器官表现为X2>TY>XW,而稻穗表现为TY>X2>XW。水稻各器官及全株Cd累积量均随着土壤Cd浓度提高和土壤pH值降低而显著增大,成熟期累积量表现为茎>穗>根>叶;品种间Cd累积量差异明显,营养器官和整株Cd累积量表现为X2>XW>TY,而穗Cd累积量表现为TY>X2>XW。Cd分配比例一般以茎为最高,叶最低,土壤酸化使茎、叶所占比例增大,根、穗所占比例降低;品种间Cd分配比例存在一定差异,穗Cd所占比例表现为TY>X2>XW。可见,水稻产量与器官间Cd累积分配规律受到土壤Cd含量和pH值的影响显著,同时也具有明显的品种间差异。本研究为不同水稻品种在不同pH值与Cd含量稻田上的应用提供了理论依据。     

池州地区石灰岩区茶园土壤与因土种植的研究

本文着重阐述了池州地区石灰岩分布区茶园土壤的类型并就不同茶园土遥因土种植和植茶利用提出了建议 。     

基于有机质诊断指数的土壤镉含量反演方法研究

自20世纪20年代以来,随着工业化发展进程的加快,土壤重金属污染日趋严重,镉(Cd)因其不易分解被土壤中的有机质吸附在土壤中富集,它不仅影响作物的生长发育[1],而且Cd通过作物的吸收富集于果实中,从而通过食物链危害人体健康[2,3]。传统的土壤Cd含量测定方法是系统采集土壤表层样品,然后采用室内化学分析方法[4]。这些方法存在费钱、费时等缺陷,不能满足快速有效监测土壤Cd含量的需要。80年代后高光谱遥感技术的出现,为土壤理化性质的监测提供了新的技术手段。高光谱遥感技术利用土壤反射光谱获取土壤理化成分。土壤实验室反射光谱已成功用来预测具有光谱特征的成分,如氮含量[5]、铁氧化物[6]、碳酸盐[     

稻米镉关键积累时期研究

探明水稻不同生育期镉积累特征对于稻米安全生产具有重要的科学价值与现实意义,本研究采用水培试验方法,于水稻不同生育期分阶段添加外源镉,分析水稻不同生育期低浓度镉(50μg·L~(-1))胁迫下水稻每个生育期、主要部位镉含量及其内在关联。抽穗期阶段镉胁迫对水稻籽粒镉积累速率影响最为明显,最高达到3.41μg·蔸~(-1)·d~(-1)。孕穗期和抽穗期阶段镉胁迫对稻米镉积累量贡献率较高,中嘉早17号分别为40.51%、31.66%,湘晚籼13号分别为37.97%、35.46%。研究表明,孕穗期、抽穗期是控制镉米形成的关键时期,本结果可为镉超标稻田的安全生产及阻控米镉积累提供支持和科学指导。     

苏南典型区农田土壤硒-镉拮抗作用研究

以苏南典型区2027套稻米-土壤样品的Se、Cd含量及其相关的元素地球化学调查数据为基础,通过元素相关性统计分析及生物富集系数(BCF)等分布特征研究,本文探讨了农田土壤中Se与Cd的拮抗作用及其控制因素。结果表明：1)土壤中Se和Cd分布共消长特征明显,两者之间具有显著正相关性、相关系数R最高可达0.87；2)有关岩石、陶瓷原料、河泥等均可成为农田富集Se、Cd的物质来源,且多为富Cd强于富Se,只有源于富硒岩石的富硒土壤可排除Cd污染干扰、其开发利用价值最高；3)稻米Se与Cd的生物富集系数多介于0.1～0.8之间,土壤偏碱性有利于稻籽吸收Se、偏酸性则有助于稻籽吸收Cd,受土壤Se、Cd同富集之影响,富硒米与镉超标大米可能同时出现；4)土壤富Se抑制稻米Cd吸收是有条件的,当土壤Se大于0.4mg/kg、总有机碳大于1.5%时,稻米Cd与土壤Se、Cd生物富集系数与土壤Se之间均存在显著负相关性,相关系数R分别为-0.74、-0.56；5)pH与Cd生物富集系数、TOC与Se生物富集系数之间也有显著负相关性,其相关系数R分别为-0.79、-0.65。     

贵州省典型污染区土壤中镉的空间分布及影响机制

镉(Cadmium)是自然环境中普遍存在且毒性极强的重金属元素,几乎所有土壤、地表水和植物体内均含有镉。选择贵州碳酸盐岩地质条件下的典型重金属污染区(铅锌矿区、煤矿区、赤泥坝区、污灌区等)为研究对象,探索在镉的地球化学高背景下,不同来源镉在土壤中的空间分布及其影响机制研究。结果表明,研究区域内72%土壤镉含量超过国家土壤质量二级标准,其中都匀铅锌矿区由于存在独立镉矿床,故其镉含量平均值高达23.36 mg kg-1;镉在土壤水平方向上的含量分布受污染源的影响较大,以污染源为中心向四周呈呈幅射状递减;镉在土壤剖面上的含量分布呈现表层高,在0.80 m内逐渐降低,后在0.80~1.20m之间镉含量急剧升高,出现明显的淀积层,镉在土壤剖面上的分布主要受土壤pH、黏粒积累和底部滞水层等因素影响;在酸性土壤的铅锌矿区和污灌区,镉的赋存形态主要以与铁锰结合的易还原态和酸可交换态为主,占总量的60%~80%,容易从土壤进入食物链和水体,存在较高的人体健康风险和环境风险。     

农用地土壤可持续安全利用的研究与实践——以浙江省镉污染农田为例

农用地土壤可持续安全利用对有效改善农用地土壤环境质量、保障农产品质量安全及人体健康具有重要意义。以长江三角洲经济最发达地区之一的浙江省为例,分析探讨了农用地土壤环境存在的主要问题和发展趋势,研究思考了农用地土壤可持续安全利用的理论和方法。在“十三五”期间,基于浙江省历年1：5万大比例尺农用地土壤污染调查成果,在温岭市、桐庐县等地开展了以农用地土壤重金属镉（Cd）污染治理为重点的省级试点示范工作,综合采取以污染源头解析与防控、多维度农业安全利用技术筛选和应用以及超标农作物秸秆安全处置等方法,形成一批具有显著地域特点、高效防治效果、自主知识产权,适用于Cd轻中度和中重度污染的农用地土壤污染综合治理技术模式。主要结果：（1）大气沉降源是农用地生态系统Cd的主要外来输入源之一,约占总输入量的24%~59%。（2）筛选出以甬优538为主的低积累品种53个,比选出以石灰性物质类为主的钝化材料20种以及以硅基和硒基为主的叶面阻控材料10种。（3）以稻/麦轮作等适用于Cd轻中度污染农用地安全利用技术模式可有效降低土壤有效态Cd 20%~50%以上,以超积累植物为主的适用于Cd中重度污染农用地的“边生产边修复”技术模式可有效降低土壤全量Cd 30%以上、土壤有效态Cd 50%以上,均可实现农产品安全生产。本文创新提出农用地土壤重金属污染可持续安全利用总体思路和技术路经,总结了农用地土壤重金属污染可持续安全利用的经验策略,以期为我国大范围开展受污染农用地土壤安全利用提供示范样板与技术参考。     

龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。     

水稻土镉污染与水稻镉含量相关性研究

采用盆栽试验的方法,考察了水稻土中重金属镉（Cd）的浓度对水稻生长及Cd富集的影响以及Cd在水稻植株的分布情况,并进一步研究了糙米（可食部位）对Cd的富集量与土壤中Cd总量的关系。结果表明,在各个浓度Cd胁迫下,根、茎叶、稻壳、糙米相比,2个品种水稻都是根累积的Cd含量要高于茎叶和稻壳、糙米,即根〉茎叶〉稻壳〉糙米;在水稻的茎叶细胞中,Cd主要分布在细胞壁,细胞可溶性成分,细胞器Cd的分布量较少,即细胞壁〉可溶性部分〉细胞器及膜部分;随Cd浓度增加,茎叶中的Cd积累量极显著增加,各细胞组分中的Cd含量均显著增加;根据国标GB 2762—2005对大米中Cd的限量标准（≤0.2 mg.kg^-1）,水稻土土壤总Cd临界值分别为2.0 mg.kg^-（1博优225）、3.1 mg.kg^-（1矮糯）。因此,在污染土壤上宜选种食用部位重金属积累低的水稻品种,以减少人类吸收重金属的风险。     

吉林省低山丘陵区地形因素对坡耕地侵蚀沟分布的影响

[目的]研究吉林省低山丘陵地貌内侵蚀沟与地形因素关系,从而发现地形因素对侵蚀沟发育及分布影响,为侵蚀沟综合治理与土地利用规划提供科学参考。[方法]采用RTK测量系统对东辽县辽河源镇境内坡耕地中25条侵蚀沟进行了精准地面测量,基于1∶10 000地形图,利用ArcGIS软件生成数字高程模型(digital elevation model, DEM),将侵蚀沟测量数据与DEM数据相叠加,获取侵蚀沟与地形要素各特征值,对各特征值进行相关性研究。[结果]①研究区沟壑密度为5.99 km/km~2,沟谷占坡地面积比例为5.12%。侵蚀沟主要分布于坡地中下部的耕地内,处于强烈侵蚀状态;②沟谷占坡地面积比例随坡度的变化呈现先增加后减少的趋势,在坡度为6°～9°范围内达到最大值;③沟壑密度与汇水区平均宽度呈幂函数关系;④沟壑密度随3°～6°坡地占总汇水面积比例的增加而减少,随6°～9°坡地占总汇水面积比例的增加而增加;⑤侵蚀沟平均宽度与汇水区平均宽度及形状系数均存在线性正相关关系,相关系数分别达0.57和0.84。[结论]吉林省低山丘陵区侵蚀沟处强烈侵蚀状态,且有继续发展的趋势,6°～9°坡地是侵蚀沟分布的集中区域。     

浙江省优势农产区土壤重金属分异特征及评价

通过详细的调查分析，研究了浙江省优势农产区表层土壤重金属分异特征及其现状，并探讨了各种影响因素。904个代表性样品的分析结果表明，除As和Hg以外，Cd、Cr、Pb、Zn、Cu及Ni的含量均高于浙江省第2次土壤普查得到的表层土壤重金属含量；与杭嘉湖平原、浙江省、中国及世界土壤背景值的对比发现，研究区土壤大部分重金属元素的含量明显偏高，根据国家二级标准限值得出的单项评价结果表明，Cd和Ni的超标指数较高，分别达到lO．72％和9．7％。Hg、Pb、Cu和Cr次之，分别为6．80％，5，35％，3．43％和3．03％，Zn和As较小，分别为1．80％和1．04％。此外．通过对不同的土地利用类型、不同母质及土壤类型土壤中重金属含量的方差分析，研究了这些因子对浙江省农业土壤重金属含量的影响程度及其原因。     

不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响

采用盆栽试验,在镉二级和三级污染的红壤和褐土上添加不同磷酸盐（磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙）后种植小油菜40d,测定植株生物量、镉吸收量、土壤有效态镉含量、pH值,分析不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响。结果表明,3种磷酸盐使污染红壤和褐土上小油菜生物量分别提高了18.7%～291.1%和31.5%～991.2%,在红壤上提高顺序为磷酸二氢钙〉磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵,而在褐土上则表现为磷酸二氢钙≈磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵。3种磷酸盐影响下小油菜吸收镉量,在镉二级污染水平的红壤上表现为显著提高8.3%～60.6%,而在镉三级污染水平的红壤上则表现为显著降低了4.6%～58.4%。污染红壤有效态镉含量在加入3种磷酸盐后提高了17.0%～122.7%,提高顺序为磷酸二氢钙〉磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵;而磷酸二氢铵使污染褐土有效态镉含量降低了2.4%～13.4%。3种磷酸盐使红壤pH值提高了0.24～0.99。可见,不同土壤类型、不同镉污染水平下,3种磷酸盐对土壤镉的生物有效性的影响存在差异,其机制有待进一步研究。     

Availability and Toxic Level of Cadmium,Lead and Nickel in Contaminated Soils

ABSTRACT

The entry of Cd, Pb and Ni into the environment is a cause of concern due to potential toxicity of these metals to plants, animals, and humans. The present study evaluated the availability of Cd, Pb, and Ni to plants through soils. We examined three soil types (Typic Quartzipsamment (TQ), Xantic Hapludox (XH) and Rhodic Hapludox (RH)) with addition four rates of heavy metals: Cd (0, 2, 4 and 12 mg), Pb (0, 45, 90 and 270 mg) and Ni (0, 20, 40, 120 mg) per kg soil with reference to the corresponding rates defined in soil investigation values of the Brazilian environmental legislation. The availability of Cd, Pb and Ni was higher in the TQ than in XH and RH, and the roots and shoots of corn plants grown in TQ yielded the highest concentrations of toxic metals. Soil extraction with diethylene-triaminepentaacetic acid (DTPA) effectively assessed the bioavailability of Cd and Pb, while soil extractions with Mehlich-1 and aqua regia effectivety evaluated the bioavailability of Ni. The levels at which Cd, Pb, and Ni became toxic for plants were determined via extractioned by Mehlich-1, DTPA, Mehlich-3, and aqua regia. Plant growth was shown to influence heavy metal toxicity, with higher growth rates lowering the toxic effect of the metal. Cd, Ni, and Pb exhibited higher availiability in soils with low clay concentrations and were more easily absorbed by plants in those soils.     

不同钝化剂和培养时间对Cd污染土壤中可交换态Cd的影响

原位化学钝化技术是修复重金属污染土壤的重要途径之一,通过施入一些钝化剂以降低土壤中重金属有效态含量,从而减少其迁移及对植物的毒害。选取羟基磷灰石（HA）、磷矿粉（PRX和PRH）、沸石、赤泥、新鲜植物残体、玉米秸秆粉末以及相应的处理共21种钝化剂,在同一培养条件和添加浓度下,比较其对人工Cd污染土壤中可交换态Cd含量的影响,并分析了其在不同培养时间对钝化效果的时间效应,试验的结果对于筛选Cd污染土壤钝化剂有着重要的意义。结果表明,纳米化赤泥、羟基磷灰石和纳米化酸洗赤泥可显著降低土壤中可交换态Cd含量,钝化比例高达35%-55%;赤泥、酸洗赤泥、沸石达15%-25%;富含巯基植物蒜苗、油菜、大葱植物残体也可达20%-25%。磷矿粉、大葱粉末、玉米秸秆和巯基化玉米秸秆的钝化效果相对较差;HA、铵型沸石、纳米赤泥、酸洗纳米赤泥、干油菜粉末、酸洗赤泥对可交换态Cd的钝化效果的时间效应不明显;赤泥、大葱残体、特别是玉米秸秆和巯基玉米秸秆随时间增长钝化效果增加显著,在8周和16周时段钝化效果较好。