Cu、Cd、Pb、Zn、As复合污染对灯心草的生理毒性效应

通过盆栽试验,以现行土壤环境质量标准为浓度设置依据并结合实际污染土壤研究了不同处理水平的Cu、Cd、Pb、Zn、As5种重金属复合污染对灯心草生长、叶绿素含量及保护酶系统的影响。实验结果表明:5种重金属复合污染对灯心草地上部生长有一定程度的抑制作用,在土壤环境质量二级标准上限值处灯心草地上部生物量减产9.15%,<10%,但地下部生物量减产趋势不明显。复合重金属污染抑制灯心草的光合作用使叶绿素含量减少、叶绿素a/b值降低。在接近土壤环境质量标准低浓度设计范围内,灯心草3种保护酶有逐渐被激活的趋势,表现出一定的协调性共同抵制重金属的毒害。但在高浓度处理水平下,酶活性遭到抑制。生长在矿毒水和铅锌尾矿污染土壤中的灯心草地上部生物量分别下降28.23%和37.1%,但POD、SOD和CAT3种酶活性均高于对照。通过应用综合生态环境效益法,以灯心草为指示植物可以将土壤环境质量二级标准上限值设定为土壤中5种重金属的临界毒性效应值。     

Cd Pb Cu Zn As复合污染对水稻的影响

应用田间试验和盆栽试验,研究Ｃｄ、Ｐｂ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ａｓ复合污染在草甸棕壤上对水稻产量及元素含量的影响。结果表明,在接近土壤环境标准低浓度水平下,水稻发育正常,减产幅度〈１０％,但土壤Ｃｄ,Ｐｂ临界值下降,籽实中Ｃｄ,Ｐｂ,Ｚｎ吸收系数提高,Ｃｄ,Ｐｂ含量超标,低剂量对Ｃｄ超标３７．５％,高剂量时超标１００％,增加了对人体健康潜在危险。主要原因在于５元素间存在协同作用Ｐｂ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ａｓ的存在增     

Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对龙须草生长的影响

本文研究了不同处理水平下Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对龙须草生长的影响。结果表明,龙须草地下部对重金属的抗性大于地上部。在接近土壤环境质量二级标准上限值时,龙须草生长正常,减产幅度<10%;在含Cd5mgkg-1、Pb600mgkg-1、Cu125mgkg-1、Zn300mgkg-1、As50mgkg-1的复合污染土壤上,龙须草地下部干重与对照相比较差异性不显著(α=0.01);在含矿毒水河水污染土壤和尾矿砂污染水稻土壤上,龙须草地下部干重与对照相当,且地上部干重分别为对照的61.58%和40.64%。这些说明龙须草在土壤重金属复合污染修复中具有良好的应用前景。     

污染土壤上水稻生长及对Pb、Cd和As的吸收

通过温室盆栽试验研究了Pb、Cd和As于中国土壤环境质量标准III级水平(Pb:400 mg/kg;Cd:1.0 mg/kg:As:40 mg/kg)时对水稻在3种不同类型土壤上的生长和吸收Pb、Cd及As的影响.结果表明:在红壤上,As处理的稻谷产量显著降低,除Cd处理对稻谷产量影响不大外,其他处理也明显降低了水稻稻谷产量,且 Pb、Cd 的存在加重了As的毒性;对稻草产量只有Pb和Pb-Cd-As两个处理与对照有显著性差异.在乌栅土上,仅As和Pb-Cd-As处理与对照相比明显降低了稻谷产量,而所有复合处理均降低了稻草产量,且对稻草产量影响要大于其对稻谷产量的影响.在青紫泥上各处理影响较小.Cd-As、Pb-Cd和Pbr-Cd-As处理红壤其稻米Cd含量较Cd单独存在时分别增加了15.7%、11.5%和25.6%;红壤上Pb处理显著增加了稻米Pb的含量.但Pb-As处理降低了稻米Pb含量.稻米中重金属含量在3种不同性质土壤上的含量大小顺序为:红壤>青紫泥>乌栅土.     

重金属Cd、Zn、Cu和Pb复合污染对土壤生物活性的影响

通过野外土样采集及室内培养试验(25℃),研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,以及模拟重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,矿区土壤(距矿口0~800 m)重金属污染严重,Pb、Cd、Zn、Cu全量和有效含量是对照土壤(距矿口10 000 m)的3.7~141.0倍和2.2~773.2倍;距矿口越近,土壤有机质、有效氮、有效磷和速效钾含量及土壤pH亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量碳和氮受到的抑制程度也显著增强。与对照土壤相比,距矿口0~800 m的土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性分别降低25.5%~47.3%、22.6%~74.2%、30.9%~83.1%、16.7%~69.1%和34.6%~92.3%;细菌、放线菌和真菌数量分别较对照下降30.5%~80.1%、8.1%~49.9%和3.3%~8.3%。土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。恒温(25℃)培养试验中,低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了土壤酶活性和细菌、真菌、放线菌、微生物生物量碳和氮的数量,但高量的Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性、细菌、真菌、放线菌、微生物生物量碳和氮均显著下降。重金属Cd、Zn、Cu、Pb之间存在着一定的协同或拮抗作用,Cd、Zn、Cu和Pb之间在微生物生物量碳和氮上表现出明显的协同效应,Pb与Cd、Zn、Cu对细菌数量的复合效应机制为拮抗效应,Cd、Zn、Cu和Pb对真菌数量和放线菌数量的复合效应机制表现为协同效应和拮抗效应并存。     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

通过野外土样采集及室内测定,研究了云南东川铜矿区土壤酶和微生物特征,并采用盆栽试验研究了重金属Cd、Zn、Cu、Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,距离矿口越近,土壤有机质、有效N、P、K的含量、土壤pH值亦越低,土壤酶活性和土壤微生物数量、微生物生物量C和N受到的抑制程度也增强,其中土壤酶中的酸性磷酸酶和过氧化氢酶,土壤微生物中的细菌对重金属污染较为敏感。盆栽试验中,Cd、Zn、Cu、Pb复合污染使白菜(Brassica rapapekinensis)生物量明显下降,且随复合污染程度的增加,白菜生物量下降幅度增加。Cd与Zn、Cu、Pb,Zn与Cd、Cu、Pb,Cu与Cd、Zn、Pb的复合效应机制为协同效应,而Pb与Cd、Zn、Cu的复合效应机制为拮抗效应。重金属Cu、Zn、Pb、Cd复合污染使土壤酶活性显著降低,但低量的Cd、Zn、Cu、Pb复合污染刺激了细菌、真菌、放线菌、微生物生物量C和N。重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤酶活性和土壤微生物数量及微生物生物量C和N的复合效应机制表现出协同和拮抗效应。     

有机化合物和硝酸溶液对复合污染土壤中Cu、Zn、Pb释放的影响

研究了等浓度的不同有机酸、有机盐、人工螯合剂和不同浓度HNO3 溶液对复合污染土壤中Cu、Zn、Pb的浸提性及其潜在释放性。结果表明 :四种有机酸对铜的释放顺序为 :柠檬酸 >草酸 >酒石酸 >苹果酸 ,对锌的释放顺序为 :柠檬酸 >苹果酸 >草酸 >酒石酸 ,对铅的释放顺序为 :柠檬酸 >酒石酸 >苹果酸 >草酸 ;有机盐对这些金属的释放顺序较为一致 :EDTA >柠檬酸钠 >草酸钠 >酒石酸钾钠 (铅为酒石酸钾钠 >草酸钠 )。对这三种金属来说 ,铜是最易释放的元素 ,锌次之 ,铅最差。从释放特征来看 ,各种有机化合物对不同的金属表现不尽相同 ,人工螯合剂EDTA、柠檬酸钠、有机酸对铜 ,EDTA、酒石酸钾钠对铅 ,1molL-1HNO3 和0 .1molL-1HNO3 对铜、锌、铅等的释放速率较快 ;草酸钠对铜、锌 ,草酸对铅 ,0 .0 1molL-1HNO3 对铜、锌、铅等的释放速率较慢 ,其它释放剂的释放速率介于两者之间     

Cd、Zn污染对玉米的毒害效应

采用均匀设计，研究土壤Cd、Zn污染对玉米的毒害效应。结果表明：玉米生物量随Cd、Zn投加量的增加而下降,在Cd的投加量为4mg／kg至20mg／kg,Zn的投加量为200～1000mg／kg的范围内，其下降量之和大于Cd～Zn复合污染造成的下降量。这表明在Cd和Zn投加范围内。Cd、Zn对玉米的毒害存在拮抗作用。     

茶苗对重金属Pb Cu Cd和Cr的吸收累积规律

通过盆栽实验,从动态角度研究了在不同培养期内,Pb、Cu、Cd和Cr4种重金属在茶树中的累积规律。结果表明,茶树不同部位对4种重金属的累积量存在很大差异,重金属的分布顺序为根〉茎〉叶;4种重金属大部分被茶树根系固定,在其体内的迁移性较低,在茶叶中积累的顺序为：Cr〉Cu〉Cd〉Pb。茶叶中重金属累积量和重金属添加量、培养时间都存在显著的正相关关系。4种重金属元素中,Cr的累积速率常数最大,Cd最小。茶树对重金属的吸收与土壤pH值和土壤有效态重金属含量显著相关。本研究可为人们科学认识茶叶中重金属的残留问题、健康风险及其污染控制提供理论依据。     

单一重金属胁迫对灯心草生长及生理生化指标的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度处理水平的Cu、Cd、Pb、Zn、As五种重金属单一胁迫对灯心草生长及其生理生化特性的的影响。结果表明:种植灯心草土壤中的Cd、Pb、Cu三种重金属临界值可分别设定为10mg kg-1、100 mg kg-1、100mg kg-1。灯心草不适合在Zn污染的土壤中种植,土壤中As临界值尚需作进一步的研究来确定。各单一重金属胁迫对灯心草叶绿素的合成均有很大程度的抑制作用,剂量-效应关系明显。灯心草三种保护酶对于不同浓度处理水平重金属胁迫的响应不同:在土壤环境质量低浓度设置范围内三种酶有较好的协同效应能共同抵御重金属胁迫造成的膜伤害,表现出较强的自我调节能力。而在高浓度处理水平时,三种酶活性呈现不同的变化趋势。灯心草生理生化指标对重金属胁迫的响应存在元素种类之间的差异。各单一重金属对灯心草生长抑制及生理毒害效应大小排序为:Zn>As>Cu>Pb>Cd。     

铜、镉、砷单一及其复合污染对浮萍的毒性效应

通过实验室水培试验研究不同浓度处理水平下Cu、Cd、As单一及其复合污染对紫背浮萍叶绿素和丙二醛浓度的影响结果表明,同一浓度处理水平下,单一重金属污染对浮萍叶绿素的生态毒性效应为Cd>Cu>As,对丙二醛的生态毒性效应为Cd≈As>Cu。与单一污染相比,As Cd和Cu Cd复合污染对浮萍叶绿素毒性增强,表现为协同作用,加强了对浮萍叶细胞的伤害;而As Cu和As Cu Cd复合污染对叶绿素联合毒性作用趋向于毒性减少的拮抗作用。复合污染对浮萍丙二醛的生态毒性效应情况则较复杂,除As Cd外其余3种复合污染组合对浮萍细胞膜均有一定增透作用。     

重金属单一污染对龙须草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响

盆栽试验的结果表明:Cd、Pb、Cu、Zn和As单一污染处理时龙须草叶绿素含量随着重金属处理浓度的增加呈现先升后降的趋势,但其总叶绿素含量和叶绿素a/b比值均低于对照;龙须草SOD的活性随着Zn、As单一污染处理浓度增加呈现先升后降的趋势,而随着其它三种重金属处理浓度的增加呈现下降趋势;龙须草CAT和POD的活性随着As处理浓度的增加呈现出上升趋势,而随着其它四种重金属处理浓度的增加呈现先升后降趋势。     

高氯酸盐与铬复合污染对水稻幼苗生长的影响

通过营养液沙培盆栽试验,研究了水稻幼苗的根长、株高和鲜重对高氯酸盐（ClO4^-）、六价铬（Cr^6＋）及其复合污染（ClO4^-＋Cr^6＋）胁迫的响应。结果表明,随着污染物处理浓度的提高,ClO4^-、Cr^6＋和ClO4^-＋Cr^6＋对水稻幼苗主要生长指标根长、株高和鲜重的抑制作用越明显,呈现出明显的浓度-效应关系;在同一浓度下,ClO4^-、Cr^6＋和ClO4^-＋Cr^6＋对水稻幼苗根长、株高和鲜重的抑制率呈明显的时间-效应关系,处理时间越长,抑制率越高;复合污染对水稻生长的抑制效应大于其中任一污染物在同浓度条件下的单一污染的影响,且随着浓度和时间的增加,抑制作用也越明显;复合污染对水稻幼苗生长的交互作用类型因处理时间和浓度组合的不同而更趋复杂。     

Cu Cd Pb Zn对酸性耕作土壤3种酶活性的影响

采用添加外源重金属和室内培养的方法,研究了Cu、Cd、Pb、Zn对1个酸性耕作土壤中脲酶、蛋白酶和过氧化物酶活性的影响。Cu添加浓度为50、100、200、400、600mg·kg^-1,Cd添加浓度为1、5、10、15、20mg·kg^-1,Pb添加浓度为100、300、500、800、1200mg·kg^-1,Zn添加浓度为50、100、200、400、800mg·kg^-1。结果表明,Cu、Cd、Pb、Zn对脲酶以抑制作用为主,4种重金属对酶毒性大小依次为Cu〉Cd〉Zn≥Pb,但在培养末期抑制作用都趋于减弱。Ph、Cu、Cd、Zn在前17d的培养中使蛋白酶酶活性急剧降低,以后蛋白酶活性维持在此较低水平上。短时间内（3d）Zn对过氧化物酶具有强烈的抑制作用,但总体看来4种重金属对过氧化物酶活性的影响均较小。上述结果表明,脲酶对农田土壤Cu污染具有指示作用,蛋白酶对农田土壤4种重金属污染都具有指示作用,过氧化物酶仅对土壤Zn的短期污染具有指示作用。     

镉、锌、铅单元素及其复合污染 与土壤过氧化氢酶活性关系的研究

试验研究潮褐土中Cd、Zn、Pb单元素及其复合污染与土壤过氧化氢酶活性的关系结果表明,单因素处理Zn主要表现为抑制作用,并与土壤过氧化氢酶活性间存在显著线性负相关;Cd<10mg/kg时表现为激活作用,达50mg/kg时表现为抑制作用,并与土壤过氧化氢酶活性间存在显著指数负相关;而Pb主要表现为激活作用,与土壤过氧化氢酶活性间存在显著线性正相关,且单因素Cd、Zn、Pb对土壤过氧化氢酶活性抑制顺序为Zn>Cd>Pb。复合污染条件下重金属Cd、Zn、Pb交互作用较复杂,Cd、Zn对土壤过氧化氢酶活性交互作用表现出协同抑制负效应特征;而Pb表现出明显的拮抗作用或屏蔽效应,尤其Pb浓度高时其屏蔽作用明显。同浓度Cd、Zn其复合因素处理土壤过氧化氢酶活性高于单因素处理,而Pb复合因素处理土壤过氧化氢酶活性明显低于单因素处理。     

重金属铅镉短期胁迫对蓬莱蕉生理生化指标的影响

为了探讨蓬莱蕉在Pb、Cd胁迫下的生理变化规律,采用盆栽试验研究土壤重金属Pb、Cd单一及其复合胁迫对蓬莱蕉部分生理指标的影响。结果表明:(1)相同处理水平下,随着处理时间的延长,重金属Pb、Cd单一和复合胁迫下,可溶性糖和可溶性蛋白含量降低,超氧化物歧化酶活性下降,游离脯氨酸、丙二醛含量增加,过氧化氢酶活性升高。在Pb单一胁迫下,总叶绿素含量先升后降,过氧化物酶活性升高;在Cd单一胁迫和Pb、Cd复合胁迫下,总叶绿素含量和过氧化物酶活性先升后降。(2)随着处理浓度的增加,重金属Pb、Cd单一和复合胁迫下,可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸和丙二醛含量增加,过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性升高,而总叶绿素含量则表现为下降趋势。说明蓬莱蕉在一定重金属胁迫范围内,可通过增加叶片渗透调节物质和诱导活性氧清除系统,以减少由于胁迫带来的代谢失衡对植株的伤害。     

Effect of low‐temperature biochar derived from pig manure and poultry litter on mobile and organic matter‐bound forms of Cu,Cd, Pb and Zn in sandy soil

Numerous studies conducted so far have shown that biochar has a significant effect on physical, chemical and biological properties of soils. Biochar can be used to alleviate the effects of soil contamination with organic and inorganic compounds, for instance, to reduce the mobility of heavy metals. The aim of the research was to evaluate the effect of pig manure and poultry litter, as well as biochars produced from these materials at a temperature of 300 °C on Cu, Cd, Pb and Zn contents in mobile and organic matter‐bound forms in soil. The research was conducted under laboratory conditions. The materials were introduced into sandy acid soil in doses of 0.5, 1.0 and 2.0% w/w. The application of pig manure‐derived biochar (BPM) and poultry litter‐derived biochar (BPL), depending on the amount added, reduced the mobility of copper from 28 to 69%, from 77 to 100% in the case of cadmium, from 94 to 99% in the case of lead, and from 15 to 97% in the case of zinc. The 2% amendment of pig manure (PM) and poultry litter (PL) caused an increase in the content of Cu extracted with NH₄NO₃ in comparison with the control treatment. A similar situation was observed in the case of zinc after the application of 0.5 and 1% amendments of pig manure (PM). Cu, Cd, Pb and Zn contents extracted with 0.025 mol C₁₀H₂₂N₄O₈ were higher than contents of these elements extracted with 1 m NH₄NO₃, mainly due to different extraction force of the extractants. The obtained results indicate that, compared with the content determined in soil from the control treatment, 1 and 2% amendments of both unconverted and thermally converted materials to the soil had a greater effect on contents of Cu, Pb and Zn in the organic matter‐bound fraction than the 0.5% amendment. The organic materials applied did not affect the content of cadmium in organic matter‐bound fraction.