淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响

采用淹水培养方法研究了不同氮水平(100、200和400 mg/kg,分别记为1、2、3)下普通尿素(PU)、硫包膜尿素(SCU)、树脂包膜尿素(PCU)和硫加树脂双层包膜尿素(SPCU)对污染红壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效性的影响.结果表明,不同包膜尿素对土壤pH值和水溶性SO42-含量有较大影响.各施氮处理红壤pH值随着施氮量的增加(除5d时PU和60 d时SCU)而增加,不同包膜尿素对土壤中水溶性SO42-含量有较大影响,在同一施氮水平下不同包膜尿素处理间土壤pH值和土壤中水溶性SO42-含量差异较大.60 d培养期间PU、SCU、PCU和SPCU处理pH值比对照分别升高0.17-0.38、0.08-0.27、0.07-0.36和0.10-0.21;水溶性SO42-含量PU、SCU和PCU处理比对照分别升高39.5％-157.3％、40.9％-94.5％和7.55％-55.8％,而SPCU处理降低5.67％-90.7％.不同尿素类型和氮肥的施用量对红壤Cd、Pb、Cu和Zn有效性的影响均存在显著差异.60 d培养期间红壤有效态Cd含量以树脂包膜尿素100 mg N/kg下最低,其有效态Cd含量比对照显著降低20.7％-69.8％;有效态Pb、Cu和Zn含量以普通尿素400 mg N/kg下最低,其有效态Pb、Cu和Zn含量比对照分别显著降低17.0％-54.2％、18.5％-34.6％和15.6％-59.5％.随施氮量提高,PU处理有效态Cd含量先升高后降低,有效态Pb、Cu和Zn含量逐渐降低;SCU处理有效态Pb含量逐渐降低,有效态Cd、Cu和Zn含量变化规律不一致;PCU处理有效态Cd含量逐渐升高,有效态Pb、Cu和Zn含量变化规律不一致;SPCU处理有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量逐渐降低.有效态Pb和Zn含量与pH值和水溶性SO42-含量呈显著负相关,有效态Cd与水溶性SO42-含量呈显著正相关.在多重金属污染红壤中,可考虑不同控释氮肥的配合使用,降低土壤中重金属的有效性.     

改良剂对复合污染红壤中镉锌有效性的影响及机理

采用盆栽试验,研究了施用石灰、有机肥、海泡石对红壤上小油菜生物量、Cd与Zn吸收量、土壤Cd、Zn形态转化、pH等的影响。结果表明,改良剂对无污染红壤小油菜的生长影响不大,但能显著提高污染土壤上小油菜的生物产量,同时明显降低小油菜对Cd、Zn的吸收浓度。改良剂单施的效果是有机肥>石灰>海泡石,而有机肥和石灰配施或3种改良剂配合施用优于单施。改良剂降低复合污染红壤Cd、Zn生物有效性的主要原因是,施用改良剂后,土壤重金属形态和pH值发生显著变化。施用改良剂,土壤Cd、Zn转变为植物不易吸收的形态,与植物生长有良好相关性的土壤有效态重金属含量显著减少;施用石灰使土壤pH升高约2个单位,施用海泡石和有机肥使土壤pH增加1.2个单位以上。     

红壤性水稻土对镉吸附研究初报

本文探讨了红壤性水稻土及其用石灰和有机物处理样本对镉的吸附。结果表明:样本对镉吸附在25±1℃恒温下搅拌2小时吸附基本平衡。吸附等温式可用Langmuir和 Freundlich方程式来描述。施用石灰和有机物处理,均可增加镉的吸附量和固定量。土壤pH增加,镉的吸附量亦随之增加。各处理量与土壤镉吸附量呈极显著正相关。     

有机酸对红壤等温吸附镉的影响

研究了有机酸对红壤等温吸附镉的影响,结果表明: 在有机酸的存在下,土壤对镉离子的吸附都满足Langmuir等温吸附方程,相关系数均在0.98以上,镉离子吸附常数k的大小顺序,在黄筋泥田中为:胡敏酸＞无有机酸＞柠檬酸＞草酸＞乙酸＞酒石酸;在黄筋泥中为:胡敏酸＞酒石酸＞乙酸＞柠檬酸＞无有机酸＞草酸; 最大吸附量b在两种土壤上均是胡敏酸最大,柠檬酸最小.对等温吸附的影响是:加入低分子量有机酸后,吸附量降低,而随着胡敏酸的加入,吸附量却升高.未加有机酸的土壤对镉的吸附大部分是通过静电作用完成的,并保留在低能位上.加入胡敏酸的土壤,低能位和高能位对镉的吸附几乎相等,不是以低能位为主.     

施肥对红壤性水稻土锌、铜形态及有效性的影响

采集３ａ定位试验后的红壤性水稻土土样,研究不同施肥措施对红壤性水稻土锌、铜形态及有效性的影响。结果表明,施肥对水稻土锌、铜形态有明显的影响,有机、无机肥配施在提高土壤锌、铜储量及有效性方面有效作用;不同有机肥处理对土壤锌、铜形态的影响不同。铜有效态和全量的作用最大。     

淹水条件下不同有机物料对土壤外源铜有效性的影响

将4种有机物料加入模拟铜污染(200mg·kg-1)的黄壤和石灰土中,在淹水条件下进行室内恒温培养试验,测定培养前后的Eh值和pH值及培养后的有效铜含量,并对其结果进行多重比较,进而讨论了引起这种变化的原因。结果表明,玉米秸秆、葡萄糖/蛋白胨能够明显促进土壤还原作用,使土壤处于氧化还原平衡状态,使黄壤和石灰土的Eh值下降至数十毫伏、甚至负值,使其pH值接近7,并使有效铜含量明显降低;风化煤、泥炭则不能促进该两种土壤的还原作用,其Eh值仍在数百毫伏左右,pH值和有效铜含量的变化都不明显。     

零价铁粉对水稻土中六价铬的还原作用及其影响因素研究

【目的】研究雷州半岛水稻土吸附 Cr（Ⅵ）反应特征以及零价铁粉对水稻土中 Cr(VI) 的还原作用, 分析相关因素对上述过程的影响。【方法】通过批处理等温吸附和动力学实验,考察反应物浓度、时间、pH、 离子强度和陪伴离子等因素对 Cr（Ⅵ）吸附量和还原比例的影响,并用相关反应模型对数据进行拟合分析。【结果】 在所研究的 0.1~2.0 mmol/L 初始浓度范围内,水稻土对 Cr（Ⅵ）吸附未达到饱和,吸附等温线可用 Langmuir 方 程拟合（R2=0.9963）。提高 pH 和离子强度将抑制 C（Ⅵ）吸附,且吸附动力学曲线可用假一级反应动力学方程 拟合（R2=0.9935）。在所研究的反应条件下（初始溶液 pH4.0、0.20 mmol/L Cr（Ⅵ）、0.01 mmol/L NaCl、5.0 g 土 +0.25 g 零价铁粉、体系总体积 250 mL）,Cr（Ⅵ）还原比例可达 100%。溶液中 Cr 质量衡算表明,所生成的 Cr（Ⅲ）可部分被吸附到固体表面。磷酸根和邻菲罗啉的存在均可降低 Cr（Ⅵ）还原比例,提高反应体系 pH 不利于 Cr（VI）还原,其比例可从 pH4.34 时的 100% 下降至 pH6.87 时的 56.3%。【结论】水稻土吸附 Cr（Ⅵ） 反应机理包含静电吸附,高 pH 条件所导致的土壤表面对 Cr(VI) 的静电斥力增加以及背景电解质中阴离子的竞争 吸附均可减少水稻土对 Cr（Ⅵ）的吸附量;零价铁粉对水稻土中 Cr（Ⅵ）的还原比例随 pH 升高逐渐减少,且 磷酸根的存在有抑制作用。     

pH值影响Cd在红壤中吸附行为的实验研究

以红壤为供试土壤,研究了其在不同pH值下对Cd(Ⅱ)吸附的特性,同时进行了沉淀反应的理论分析。Cd(Ⅱ)的吸附曲线可划分为3区:低pH弱吸附区;中pH值吸附增长区和高pH值强吸附区。根据Cd与土壤间专性吸附化学反应式建立了Cd在土壤中分配系数与pH的线性方程,试验数据按所建方程进行拟合的结果表明,相关系数随pH的升高而显著升高,意味着随pH值的升高,供试红壤对Cd(Ⅱ)的专性吸附作用加强。沉淀反应的理论分析表明,当土壤溶液pH低于11时,沉淀反应都为碳酸盐控制。试验数据的不同吸附模型拟合结果表明,Langmuir能较好地描述Cd(Ⅱ)在红壤里的吸附行为。最后根据Langmuir模型中参数与pH的关系,建立了试验条件下红壤对Cd(Ⅱ)吸附等温线的pH依存方程。     

pH和有机质对土壤中镉和锌生物有效性影响研究*

 综述了土壤环境中重金属镉、锌生物有效性国内外研究态势，尤其是土壤pH、有机质和石灰对土壤中镉、锌生物有效性及镉、锌形态的影响机制。就目前研究状况，提出未来研究方向，为治理土壤镉、锌污染提供理论依据。     

赤泥不同施用量对镉污染稻田水稻光合特性及产量的影响

通过盆栽试验研究了赤泥不同施用量对镉污染稻田水稻光合特性及产量的影响。结果表明:赤泥施用量为50 g/盆时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗形成,提高了千粒重、结实率和每盆粒重等产量相关性状。同时得出:利用赤泥修复酸性土壤镉污染能改善稻田土壤生态环境,可实现水稻增产,但赤泥施用量要考虑水稻生长特性和栽培环境,适量施入。     

溶液pH值对水稻幼苗Cd吸收的影响

采用含10mg/L Cd的营养液培养水稻幼苗,设置pH4.0至7.5的不同处理以研究溶液pH对幼苗Cd吸收的影响。结果表明:在pH5.0时,两个水稻品种茎的Cd含量和累积量达到最高;根的Cd含量和累积则随pH值上升而增加,至pH7.5时达最大值。这两种变化趋势都能用二次方程加以描述。此外,Cd胁迫使水稻的鲜重和干重显著降低而MDA和蛋白质含量显著升高。因此,在一定Cd浓度下,溶液不同pH对水稻根和茎吸收Cd影响也不同,而10mg/L Cd抑制了水稻幼苗的生长。     

加剧酸化对土壤有效态 Cd 和水稻的影响

【目的】通过引用酸化材料加剧土壤酸化,探究 Cd 污染土壤酸化后,土壤 pH 值改变对土壤中 Cd活性及水稻产量、质量的影响,为 Cd 污染土壤的修复治理提供理论支撑。【方法】开展土壤培养试验,分析Cd 污染土壤施用酸化材料后土壤 pH 值及有效态 Cd 含量的动态变化,探究土壤 pH 变化对 Cd 活性的影响;开展水稻盆栽试验,分析土壤酸化后水稻生物量、产量及其构成因素、水稻植株及稻米 Cd 含量的变化,探究土壤pH 降低对水稻产量、质量的影响。【结果】施用酸化材料能精准降低土壤 pH,使试验土壤形成一定的 pH 梯度。土壤 pH 值降低 0.33、0.67 个单位,土壤有效态 Cd 含量分别增加 0.04、0.07 mg/kg,增幅达 21.05%、36.84%,土壤有效态 Cd 和土壤 pH 之间呈显著的负相关关系。土壤 pH 降低导致水稻生长受到抑制,植株瘦弱,与对照相比,pH 4.77、5.11 处理的水稻地上部生物量分别降低 9.61%、2.48%。水稻有效穂数、穗实粒数、结实率随土壤 pH 降低而减少,导致 pH 4.77、5.11 处理的水稻产量较对照减少 11.58%、1.74%。土壤酸化致使重金属活化,导致水稻植株及稻米对 Cd 的富集能力增强,pH 4.77、5.11 处理植株 Cd 含量较对照分别增加 87.52%、1.13%,稻米 Cd 含量较对照分别增加 134.55%、165.45%。【结论】土壤 pH 影响 Cd 的形态,土壤酸化使 Cd 的生物有效性增加,土壤有效态 Cd 和土壤 pH 之间呈显著的负相关关系。土壤酸化使水稻生长受阻,地上部生物量降低,成穗数与实粒数减少,产量降低,同时亦加剧土壤 Cd 活性,使水稻对 Cd 的吸收和富集能力增强,被重金属污染的风险也相应增加。     

作物吸收Cd的影响因素分析及籽实Cd含量的预测

我国许多大的江河流域冲积平原土壤普遍存在重金属Cd异常,食用生长在其上的粮食是人体摄入Cd的一个主要途径。作物吸收Cd量受很多土壤因素的控制,为了确定影响作物籽实Cd含量的土壤理化指标,采用多元线性回归分析对采自江苏省南京、扬州和苏州郊区的水稻和小麦籽实及相对应的土壤样品进行了研究。结果表明,土壤总Cd含量和pH值是影响农作物籽实Cd含量的两个主要因子,虽然其他土壤理化性质指标对作物吸收Cd量也有一定的影响,但是影响程度均没有达到极显著水平,在忽略这些因子的情况下,水稻和小麦籽实的Cd含量、土壤总Cd含量和土壤pH值之间具有以下相关关系：log（水稻Cd）=-0．369—0．068pH＋0．153log（土壤Cd）;log（小麦Cd）=0．624—0．164pH＋0．421 log（土壤Cd）。这两个模型对水稻和小麦籽实Cd含量的预测能力均达到了极显著水平。     

赤泥颗粒和赤泥对污染土壤镉形态分布及水稻吸收的效应

赤泥能促进土壤中镉形态转化(离子交换态向残渣态转化),但赤泥碱性很强,对土壤的功能有一定的破坏,为此采用盆栽试验研究了赤泥粉和改性赤泥颗粒对酸性潮泥田土壤镉形态分布及水稻生长的影响.结果表明,同比例(5％ W/W)赤泥颗粒的pH值较赤泥粉下降2.4个单位,但随着时间的推移,改性后赤泥颗粒中OH-有缓释的趋势;同比例(5％ W/W)赤泥颗粒对镉污染土壤的形态分布影响在修复前期比赤泥粉小,在修复后期与赤泥粉基本相同甚至稍大,但两者对水稻生长影响不同:添加赤泥颗粒导致水稻增产18.3％,添加赤泥粉导致水稻减产33.3％;赤泥粉和赤泥颗粒均能抑制水稻对土壤中镉的吸收,添加量越高,抑制效果越明显;添加合适的赤泥颗粒能促进水稻的生长,反之抑制水稻的生长,通过试验,初步确定水稻生长状况最好的赤泥颗粒添加量为3％( W/W),此时离子交换态最大降幅为32.1％,残渣态最大增幅为13.7％,水稻增产37.35％,糙米镉含量减少43.8％,低于国家食品卫生标准限值(Cd≤0.2 mg·kg-1).     

共存阳离子（Ca、Zn、K）对土壤镉有效性的影响

采用盆栽与吸附试验,研究了镉污染赤红壤上.施用相同摩尔浓度的钙、钾与锌对小油菜生物量、镉吸收量及土壤镉吸附的影响.结果表明,低和高镉污染赤红壤上,施用锌明显增加小油菜地上部生物量,较对照分别增产21.1%和7.82%.不同阳离子(钠、钙、钾和锌离子)共存改变土壤吸附镉能力的程度不同,与钠体系相比.钙、钾和锌体系中土壤镉吸附量分别降低65.6%、72.0%和96.9%,共存离子降低土壤镉吸附量的次序为锌离子>钾离子和钙离子,锌离子的影响最为明显.高镉污染赤红壤上,钙和钾使小油菜吸镉量分别增加5.5%和14.4%,低于低镉污染赤红壤上钙和钾使小油菜吸镉的增加量(分别为16.6%和19.6%);锌明显降低小油菜吸镉量,高和低镉污染赤红壤上,较对照分别减少45.8%和35.0%.3种阳离子与镉共存时,对土壤镉生物有效性的影响差异取决于竞争吸附与竞争吸收的大小,其机制有待进一步探讨.     

昆明市石灰岩红壤与玄武岩红壤土壤含水量对比研究

选取昆明白龙潭和花联两地的石灰岩红壤和玄武岩红壤进行土壤水分研究,结果表明:石灰岩红壤和玄武岩红壤的天然含水量、田间持水量差异很小;但石灰岩红壤的有效含水量比玄武岩红壤低5.856个百分点,初始凋萎湿度比玄武岩红壤高4.023 5个百分点,永久凋萎湿度比玄武岩红壤高4.406 5个百分点,最大吸湿水比玄武岩红壤低4.572 5个百分点。因此,昆明地区石灰岩红壤与玄武岩红壤土壤有效含水量的差异是造成这2种土壤上植被生长状况存在明显差异的重要原因。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据.采用盆栽方法,在不同浓度(0、20、35、50、65、80 mg·kg-1)cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性.结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的cd含量也在增加,相关系数都大于0.99;综合地上部与根部cd含量,地上部cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为:羽叶鬼针草>美洲商陆>紫叶芥菜.羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65 mg·kg-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80 mg·k-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100 mg·kg-1,达到了cd超富集量的标准.羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤.