碱性盐化条件下蒙脱石和伊利石对镉的吸附特征研究

通过吸附试验方法研究了碱性条件下蒙脱石和伊利石对镉的吸附特征以及可溶性无机盐对蒙脱石和伊利石吸附镉的影响.结果表明,碱性条件下两种粘土矿物(蒙脱石和伊利石)对镉的吸附行为受pH值、镉离子初始浓度、两种粘土矿物用量及反应时间等因素的影响;pH值对蒙脱石和伊利石吸附镉影响显著,当pH值从7增加到9时,蒙脱石和伊利石对镉的吸附量分别由5.26 mg·g-1和3.84 mg·g-1增加到7.24 mg·g-1和7.02 mg·g-1;随着两种粘土矿物用量的增加,相对吸附量有降低的趋势;吸附量随着反应时间的增加而增大,当反应时间超过6 h,吸附量不再增加,吸附趋于平衡.在pH9时,可溶性无机盐阳离子对粘土矿物的影响较大:同种无机盐阳离子对粘土矿物解吸镉的影响随着浓度的增加而增大,不同无机盐阳离子在相同浓度条件下,对粘土矿物解吸镉的影响依次为氯化铵>氯化钙>氯化钾>氯化钠;可溶性无机盐阴离子对粘土矿物解吸镉的影响复杂,氯化钠、硝酸钠促进蒙脱石和伊利石对镉的解吸,碳酸钠、磷酸钠、硫酸钠由于阴离子与镉离子结合产生沉淀,最终促进了对蒙脱石和伊利石对镉吸附.     

Influence of Illite on State of Cadminm in Alkaline Saline Soil

[目的]研究不同伊利石添加量对碱性盐化土壤中重金属镉形态的影响及达到吸附稳定的时间.[方法]采用Tessier连续提取法.[结果]在pH为7.93的土壤溶液中,黏土矿物伊利石的添加使得土壤中重金属镉的有效态逐渐减少,其有效态减少总量从2.047mg/kg增加到3.103 mg/kg,铁锰氧化态和碳酸盐态均有不同程度的升高,有机结合态变化不明显,在吸附行为发生14 d左右基本达到平衡,最后出现少量的离子“释放”.[结论]伊利石对碱性盐化土壤中镉形态有较显著的影响.     

可溶性无机盐对土壤中镉形态分布及生物可利用性的影响

针对碱性土壤中镉污染现象,通过实验分析碱性土壤中可溶性无机盐对镉形态分布和转化影响以及生物可利用性的影响,探索受污土壤自然修复方法.结果表明,可溶态Cd进入土壤后,转化成以残渣态为主,随着土壤中Cd的含量的增加, Cd的有效态含量增高.对于Cd的有效态,氯化物KCl、CaCl2的存在,增加了Cd的有效态的含量,随着浓度的增加Cd有效态含量增加, 增加量为7%～122%.KH2PO4的存在,反而引起Cd的有效态含量减少,减少量为20%～46%.K2CO3的加入,使土壤中Cd的有效态含量减少,为5%～22%.对于Cd的碳酸盐态,KCl、CaCl2、KH2PO4的存在,均引起Cd的碳酸盐态的降低,降低量为2%～60%;K2CO3的存在,引起Cd的碳酸盐态的增加,增加量为12%～64%.对于Cd的铁锰氧化态,KCl、CaCl2、KH2PO,,4、K,,2CO3的存在,均引起Cd的铁锰氧化态的增高,增加量为20%～150%.对于Cd的有机结合态,CaCl2、KH2PO4、K2CO3的存在,均引起Cd的有机结合态的增高,增加量3%～73%.对于KCl,低浓度KCl引起Cd的有机结合态的减少,而高浓度KCl引起Cd的有机结合态的增加.可溶性无机盐对镉形态分布和转化影响在作物中能够显示出来:KCl的加入,使蔬菜对土壤中镉的吸收量增加了11%～22%;当加入KH2PO4时,蔬菜对镉的吸收量减少了17%～53%.植物中Cd的含量变化与无机盐进入土壤后Cd的形态变化规律特别是Cd的有效态的变化规律一致.     

蚯蚓对土壤中镉的形态特征的影响

通过在重金属Cd污染的土壤中接种蚯蚓的试验,研究了蚯蚓数量对土壤重金属Cd形态特征的影响。结果表明,Cd的各形态浓度随着Cd的浓度的增加而增加。Cd浓度为0时,Cd的主要形态为残渣消解态、可还原态以及可氧化态,残渣消解态的浓度随着蚯蚓条数的增加而增加。Cd的浓度为200mg/kg和500mg/kg时,Cd的主要形态为可还原态、醋酸可提取态和可氧化态,蚯蚓条数对可氧化态的影响最大,可氧化态的浓度随着蚯蚓条数的增加而明显增加。Cd的浓度分别为0、200和500mg/kg时,有效态浓度随着蚯蚓的数量增加而增大,原因在于随着蚯蚓的数目的增加,pH值显著降低以及有机质含量的增加。Cd的各形态与蚯蚓的数量的相关性不显著。     

无机钠盐对土壤中不同形态镉离子含量的影响

针对无机盐对土壤中各种形态镉离子的影响,用Tessier连续提取法进行试验,研究了不同种类、不同添加量的无机钠盐对土壤中不同形态的镉离子含量的影响。结果表明,向土壤中加入不同的无机钠盐对于镉的存在形态产生的影响不同。对于镉的可交换态,NaCl和Na2SO4的存在增加了它的含量,且添加量越大影响程度越大;而Na2CO3的存在则使其含量减少,在土壤中加入4g/kg的Na2CO3后,可交换态镉的含量减少了30.35%,加入8g/kg的Na2CO3后其含量减少了69.87%。碳酸盐结合态镉的含量受NaCl影响较大,随NaCl添加量的增加而减少,低添加量和高添加量的NaCl溶液进入土壤后,分别导致碳酸盐结合态镉的含量减少了7.30%、10.52%;Na2CO3则使其含量略微增加;Na2SO4对其影响较小,其含量基本不变。对于镉的铁锰氧化态,添加不同添加量的NaCl溶液后其含量基本不变;在添加Na2CO3溶液后其含量增加比较明显,随着Na2CO3溶液的质量浓度增加,镉的铁锰氧化态分别增加了8.67%和51.85%;Na2SO4的加入则使其含量减少。有机态和残余态镉的含量维持在一个很低的水平略有波动。总镉的含量在3种无机钠盐的影响下均减少。     

膨润土对石灰性镉污染土壤中镉形态转化的影响

通过室内培养试验,研究了膨润土和改性膨润土对镉污染土壤中镉形态转化的影响,结果表明：施加膨润土和改性膨润土后镉由交换态、碳酸盐结合态向铁、锰氧化物结合态、有机结合态和残余态转化,且改性膨润土的效果优于钙基膨润土,其中以钠化、焙烧改性的膨润土的效果最佳。     

耐镉细菌的分离及其对土壤中镉的形态影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从Cd污染土壤中筛选和分离出一株对Cd2+吸附率高的菌株B9,并分析B9对土壤Cd形态的影响,探究其在Cd污染土壤修复中应用的可行性。16S r RNA序列分析结果表明,B9与食酸代尔福特菌(Delftia acidovorans,登录号NC010002)的16S r RNA序列具有99%的同源性,结合形态和生理生化指标,将其鉴定为代尔福特菌。研究结果表明,B9在pH=8、温度为35℃、培养时间为48 h时,对Cd2+的吸附效果最好,且Cd2+浓度低于10 mg·L~(-1)时,吸附率均在60%以上。接种B9可促进污染土壤中的Cd从弱酸可溶态向可还原态和残渣态转化。添加3 m L(接种量为1.44×1011cfus)和10 m L(接种量为4.8×1011cfus)B9菌悬液处理能使弱酸可溶态Cd含量分别减少22.17%和25.06%,可还原态Cd含量分别增加9.66%和12.17%,对可氧化态Cd含量无明显影响,残渣态Cd2+含量分别增加13.55%和13.61%。研究结果可为Cd污染土壤微生物修复方法及菌株B9的实际应用提供数据参考与理论支持。     

不同水分条件下镉在土壤中形态转化的动态过程

[目的]研究不同土壤水分条件下,外源镉(Cd)进入土壤中的形态随时间的变化规律。[方法]采用室内培养,模拟不同湿度土壤,连续提取法进行Cd形态分析。[结果]外源Cd进入黑土后,交换态Cd在培养初期迅速下降,以后逐渐变慢并趋于平稳;碳酸盐结合态呈现先小幅度增加后减小的趋势;铁锰氧化物结合态Cd的含量在培养前30d内较快增加,而后趋于平衡;黑土中有机态Cd含量先增加后缓慢降低;残渣态Cd随培养时间的增加呈现逐渐增加的趋势;在培养前期碳酸盐态Cd含量淹水要高于水分适度条件,但淹水条件下交换态的下降更为迅速;适度水分时铁锰态Cd含量要显著高于淹水条件下的Cd含量。[结论]土壤湿度通过影响金属在土壤各相中的再分配强烈影响金属的可利用性,Cd在淹水条件下比水分适度条件下更容易达到一种稳定的状态。     

耐镉菌株对土壤镉形态及土壤微生物群落结构的影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从污染土壤中筛选和分离耐镉菌株并分析耐镉菌株对土壤镉形态及微生物群落结构的影响。从浙江省富阳市电镀厂污染土壤中分离得到具有强活化作用的耐镉菌株m6,形态学观察和16S rDNA序列分析可知,m6与Arthrobacter的16S rDNA序列具有99%的同源性,其在系统发育地位上属于Bacteria,Actinobacteria,Actinobacteridae,Actinomycetales,Micrococcineae,Arthrobacter。研究表明耐镉菌株m6可使土壤中水溶态镉增加2倍多,可交换态镉增加16%。Biolog-ECO法的结果表明,接种耐镉菌株培养后土壤的AWCD值提高14%~146%,而且土壤微生物对31种碳源中的糖及衍生物、胺类碳源和多聚物类利用程度增加;磷脂脂肪酸法(PLFA)分析结果表明,与不接种菌株m6相比,接种土壤的脂肪酸总量增加了23.65%,代表真菌的特征脂肪酸(如18:2ω6,9、16:1ω5c、18:1ω9c)明显增加,但土壤的G^-/G⁺比值与对照相比降低38.6%,而且土壤中代表放线菌的特征脂肪酸(如l0Me 16:0、l0Me 17:0和10Me 18:0)的多样性有所降低。     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。     

盘锦盐碱地土壤养分状况的调查研究

调查了盘锦土壤养分、微量元素等变化状况。结果表明,近年来盘锦土壤有机质及钾含量下降,氮、磷含量有增加,微量元素锌较缺乏。针对这种状况提出,今后应增施有机肥和钾肥,尤其重视锌肥的补给,均衡营养,优化氮、磷、钾配比,增强土壤肥力,确保盘锦农业可持续发展。     

新疆阿图什市盐碱地现状与改良措施

通过对新疆阿图什市盐碱地现状的调查,分析了该区盐碱地分布的状况和类型,从成土母质、自然条件及人为因素等方面分析了盐碱地的成因以及造成的危害,并根据阿图什市的实际情况,提出了相应的盐碱地改良措施及建议。     

硅对土壤外源镉活性和玉米吸收镉的影响

 通过土培试验，研究了外源硅对土壤镉形态组成的影响，以及与玉米吸镉量的关系。结果表明，经0.1和1.0 mmol·kg-1（以CdSO4·8/3H2O加入）镉处理的土壤加入2.0 g·kg-1 硅酸钠（以Na2SiO3·9H2O加入，pH调至6.0）后可显著减轻镉对玉米的毒害，降低玉米吸镉量。加硅处理显著降低土壤中的交换态和铁锰结合态镉量，但显著提高碳酸盐结合态和残渣态镉的量。硅降低镉对玉米毒害的机制之一是硅改变了根外土壤中镉的形态，降低了镉的活性和生物有效性。     

天津盐碱土中六种菊科植物AMF的初步研究

对天津盐碱土中6种菊科植物的AMF共生状况进行了研究,结果表明:所调查植物均被菌根真菌侵染,但不同植物的侵染率不同,孢子密度也有较大差异,菌根侵染率和孢子密度显著不相关(p=0.495,r=0.353,n=6)。根际土的盐分含量整体均较低,最高为1.92mg·g-1。根际土壤中共发现2属22种AMF的孢子,其中球囊霉属19种,无梗囊霉属3种。柑橘球囊霉,地球囊霉,何氏球囊霉,单孢球囊霉,凹坑球囊霉,地表球囊霉是出现频度较高的6个种。     

风化煤对碱性土壤中重金属镉、铅有效态的影响

采用盆装污染土,研究了不同来源、不同用量风化煤处理对Cd,Pb单一污染和混合污染土壤有效态的影响。结果表明,风化煤对Cd,Pb有效态的去除率很高,对各污染土壤中有效态Cd的去除率达到49.8%～79.7%,有效态Pb的去除率达到26.3%～39.6%。2种重金属的去除呈现不同的变化过程,Cd的有效态含量,先是大幅下降后又小幅回升,而Pb为持续下降。pH则随着风化煤的投入呈现持续下降趋势,幅度在0.41～0.71之间。比较各处理的去除率得出,2号风化煤的10g/kg处理修复效果最好,也最稳定,对Cd的去除率达到60%左右,对Pb的去除率达到33%左右。     

沿黄盐碱地综合改良试验研究

在禹西盐碱地农业生态示范区台田上采取多种农艺措施改良土壤,其有机质含量达11.9 g/kg,土壤水解氮达149.25 mg/kg,土壤铵态氮达23.75 mg/kg,土壤有效磷和速效钾分别达到22.412 mg/kg和39.938 mg/kg,土壤含盐量降至1.265 g/kg,土壤碳酸盐降至零,从而降低了高盐、高碱、高pH对农作物带来的危害;土壤理化性状与对照组相比得到了明显改善,"碱斑"消失,小麦和玉米产量逐年增加,2003年达到850 kg/667 m2.     

植物耐盐碱性的研究（一）：水稻耐盐性与耐碱性相关分析

利用模拟盐碱池对水稻品种在分蘖盛期和孕穗期的耐盐和耐碱性，以及耐盐碱性的鉴定指标进行了研究。结果表明，水稻品种的耐盐性与耐碱性之间的相关系数未达到显著标准。水稻品种在分蘖盛期和孕穗期对盐碱敏感，且品种间耐盐碱性差异显著，水稻分蘖数，株高和单茎绿叶数的抑制率可作为鉴定标准。     

Study on Soil Improvement Measure of Plant Landscape Construction in Saline and Alkaline Area in Tianjin

Tianjin is located in North China, which is semi- arid climate, next to east of Bohai, but being influ- enced little by internal bay. The urban district and strand area locates in a crossing area between the al- luvial plain of Hai River and the land form…