制革污泥污染土壤中铬对小麦的富集及生化效应研究

制革污泥农用所引起的铬污染风险性是制革业发达的国家较为关注的课题,而有关污泥中Cr(Ⅲ)对农作物的危害机制尚有许多不明确的答案,为此利用盆栽培养试验对制革污泥污染土壤中Cr(Ⅲ)在小麦幼苗富集及生化性质方面进行了研究。结果表明,高浓度Cr(Ⅲ)对根系的抑制作用远大于地上部分,地上部分Cr(Ⅲ)最大富集量低于150mg·kg-1,幼苗叶片中叶绿素含量和叶绿素a/b比值的降低趋势与生物量变化趋势相对应。土壤Cr(Ⅲ)浓度低于1000mg·kg-1时,小麦幼苗叶片中MDA含量与对照无明显区别,高于1000mg·kg-1时,MDA含量显著增大,表现出Cr(Ⅲ)对植物膜体系的明显损伤效应。Cr(Ⅲ)的存在对小麦幼苗中SOD和AsA-POD活性影响表现截然不同,Cr(Ⅲ)对SOD活性具有显著的诱导效应,浓度升高时仍未表现出抑制效应,而Cr(Ⅲ)对AsA-POD活性未发现诱导效应,其抑制作用非常显著。     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和P(MBP)、土壤基础呼吸、代谢商(qCO2)及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

稀土对玉米根际土壤N形态分布及生物有效性的影响

以潮土为例,采用混合氯化稀土和氯化镧,利用根袋法进行盆栽试验,探讨稀土对玉米根际土壤N形态分布及生物有效性的影响。无论是氯化镧或混合氯化稀土,随施用剂量增加,根际与非根际土壤铵态N、硝态和亚硝态N量均显著降低;根际土壤铵态N、硝态和亚硝态N量高于非根际的差异显著削弱。这与根际和非根际土壤脲酶活性和N净矿化量相一致。在高剂量混合稀土或镧(>10mg·kg-1风干土)作用时,根际与非根际土壤中有机N矿化量和有效矿质N量显著降低。玉米根系和地上部分N累积量均随稀土剂量增加而降低。在稀土对土壤有效矿质N、脲酶活性和有机N矿化以及植株N吸收的影响方面,混合稀土和镧具有相似性。     

不同农作物对根际土壤环境及铜的形态转化的影响

采用盆栽试验研究了在重金属污染土壤中种植几种常见农作物对根际土壤理化性质、Cu的形态转化及植物有效性的影响。结果表明，种植作物引起根际土壤有机质、CEC的增高和pH值的下降，同时也导致了不同作物根际Cu含量的增高及其形态转化的差异。相对于非根际土壤，8种农作物根际土壤中Cu含量都相应地增加了4．8％～14．3％，可交换态Cu的增量十分明显，增量最高的作物——水稻达到900％以上，大部分作物氧化物态Cu也增加了20％左右，而其他各态，不同作物的变化趋势有所差异；对Cu的形态与农作物Cu含量的相关性分析表明，碳酸盐态Cu的植物有效性较大。研究表明，种植作物并没有改变根际土壤Cu的基本赋存状态。     

贵溪市污灌水田重金属元素的化学形态分布

采用化学连续浸提试验研究了贵溪市污灌水田污染元素(Cd、Cu、Zn、Pb)的化学形态分布。结果表明，土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点：Cd以离子交换态最高(80％)，而残渣态比例较低；Cu以有机物结合态最高，残渣态最低；Zn以残渣态为主，有机物结合态最低；Pb以残渣态为主，水溶态最低。由冶炼厂废渣污水引起的土壤重金属污染的重要特征是元素生物可利用性较高；Cd、Cu、Zn、Pb各形态间存在明显的转化能力。此外，通过研究确定了研究区内主要污染元素是Cd和Cu，其次是Zn，而Ph的影响较小。     

不同生物质炭对铅污染淡灰钙土的性质与铅形态变化的影响

通过盆栽试验研究了Pb污染淡灰钙土中施加不同量鸡粪衍生生物质炭(CBC)和油菜秸秆衍生生物质炭(RBC)后,土壤性质变化及基于BCR 4步连续提取法的土壤Pb形态转化特征,并通过逐步回归分析探讨了土壤性质变化与Pb形态转化间的相关性。结果显示:随生物质炭施加量的增加,Pb污染淡灰钙土中Pb形态向更稳定态转化,CBC(RBC)施加量为15%时,酸可提取态Pb百分含量分别下降17.04%(12.3%)。当生物质炭处理水平在10%以下时,RBC施入Pb污染淡灰钙土后对Pb的固定作用更加明显;施加量10%以上时,CBC施加后对Pb的固定效果更占优势。随CBC施加量的增加,土壤p H值、碳酸盐含量、有机质含量显著增加(最大增幅分别为11.36%、6.7%、419.13%),并与Pb形态转化相关性显著(P0.05);随RBC施加量的增加,土壤p H值显著增加(最大增幅10.99%)是影响酸可提取态Pb转化的重要因素,而有机质含量显著增加(最大增幅1 334.56%)对铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态Pb的转化影响显著。由于土壤p H过大会降低土壤质量,建议RBC施加量在10%以内,而CBC的施加量应小于5%。     

蚕沙有机肥—铁基复配材料对镉砷锌复合 污染土壤的修复效应

【目的】研究蚕沙有机肥与不同铁基复配对复合污染土壤重金属的钝化效果,为筛选可高效协同钝化镉砷锌的修复材料提供技术参考。【方法】采用室内土培实验,通过向镉砷锌复合污染土壤中添加蚕沙有机肥与铁粉、硫酸亚铁和硫酸铁3种不同铁基材料复配而成的钝化剂,对比分析不同蚕沙有机肥—铁基钝化剂对土壤中重金属有效态及形态转化的影响,并对重金属有效态及其在土壤中的赋存形态进行相关性分析。【结果】蚕沙有机肥与不同铁基材料复配可不同程度降低复合污染土壤中镉砷锌3种重金属的有效态含量,增加其残渣态含量,其中以蚕沙有机肥—铁粉(配比为1∶2)复配效果最佳,可使土壤中镉、砷和锌的有效态含量分别降低42.5%、75.0%和48.6%,镉、砷和锌的酸可提取态含量分别降低18.3%、76.7%和16.3%,残渣态含量分别增加8.3%、54.2%和36.1%;对重金属的有效态与各形态进行相关性分析可知,镉、砷和锌的有效态与残渣态均呈极显著负相关(P0.01,下同),有效态镉与酸可提取态和可还原态镉呈极显著正相关,有效态锌与酸可提取态、可还原态和可氧化态锌均呈极显著正相关,有效态砷与酸可提取态砷呈显著正相关(P0.05),与可还原态和可氧化态呈极显著正相关;添加蚕沙有机肥—铁粉(配比为1∶2)使土壤pH从5.89提高至7.42,显著高于其他钝化剂处理,土壤有机质含量增加38.0%。【结论】蚕沙有机肥—铁粉复配材料可实现镉砷锌的协同钝化,以1∶2配比的钝化效果最佳,在镉砷锌多金属复合污染农田土壤修复中具有潜在应用价值。     

城市污泥安全农用研究进展

城市污泥中N、P、K和有机质含量丰富,具有较好的农用前景,但污泥中存在的重金属等污染物质在土地利用过程中易造成二次污染,存在潜在的生态风险。系统总结了城市污泥农用资源化后对土壤及植物养分含量、重金属含量及对地表水、地下水的影响。认为未来应加强对营养物质和重金属等在土壤-污泥-植物-水体中的迁移转化规律和迁移转化率的定量化方面的研究,并加强对污泥农用区的长期定位试验,为规范和完善法规体系提供数据支持。     

施磷肥土壤中钒的迁移转化规律研究

为探究长期施用磷肥对耕作土壤中钒(V)的迁移累积规律的影响,研究通过模拟酸性和自然降雨条件下施重过磷酸钙土壤的淋溶过程,讨论了施肥前后土壤中钒的迁移转化特征及其影响因素。结果表明:渗滤液中钒主要以溶解态的形式存在(占比50.8%～90.4%),胶体吸附态含量较低;土壤的pH值直接影响了钒的迁移转化能力,酸性降雨可促使下层土壤中部分钒(Ⅳ)氧化为钒(Ⅴ),同时影响残渣态钒向弱酸提取态和可还原态转化。研究表明,磷肥的施加和降雨的酸性增强均能促进土壤中钒的释放并且提高钒的生物有效性,但是在一定降雨量范围内,降雨酸性越强,土壤中钒的释放量越小;整体上钒的释放量较低;土壤中钒(Ⅴ)与有效态钒显著相关,可作为土壤中钒潜在危害的评价指标。     

柠檬酸/柠檬酸钠淋洗铬污染土壤效果及弱酸可提取态铬含量的变化

研究了用0.2 mol·L-1柠檬酸/柠檬酸钠(摩尔比为1:1)复合淋洗剂对污染土壤中铬的淋洗效果,及淋洗过程中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)以及弱酸可提取态的含量随淋洗时间的变化,污染土壤取自于沈阳市沈北新区铬渣堆放场地污染土壤.结果表明,在该复合淋洗剂的解吸附与络合的双重作用下,总铬的短时间去除效率较高,淋洗8 h和24h的去除率分别为33.6%和36.0%,其中淋洗24h时Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除率分别达到38.5%和30.O%.淋洗过程中土壤中铬的形态发生了重新分配,弱酸可提取态占总铬比例增加,从而有利于铬在土壤中的迁移.     

谷氨酸棒菌DC1对重金属污染土壤的低温修复及其稳定性

耐冷菌在低温下能通过诱导作用形成重金属的碳酸盐沉淀,在寒区重金属污染土壤修复方面具有重要的应用潜力,但目前缺乏对多种重金属污染土壤的修复及其稳定性的研究.试验研究了1株耐冷碳酸盐矿化菌(谷氨酸棒菌DC1)在低温条件下对土壤中4种重金属的固定作用及其稳定性.结果 表明:菌株DC1的发酵液可通过诱导作用将土壤中的可交换态Cd、Pb、Cu、Ni转化成碳酸盐结合态,转化比例分别为79.8％、72.6％、39.9％、33.6％,并提高土壤的pH,从而使土壤中有效态Cd、Pb、Cu、Ni的含量分别降低了90.5％、83.4％、35.1％、36.6％.土壤酸化可降低菌株DC1对土壤中Cu和Ni的固定效果,但对Pb和Cd无明显影响.模拟旱田、水田和施肥培养条件下,菌株DC1诱导的Pb和Cd碳酸盐沉淀在土壤中的重金属释放能力较低,培养30 d后土壤有效态Pb和Cd含量均无明显增加.说明菌株DC1可用于重金属污染土壤的碳酸盐沉淀修复,在Pb和Cd污染土壤修复方面有明显的应用优势,但对于Cu和Ni污染土壤的修复需要注意土壤酸化对修复效果的影响.     

氮肥对小花南芥生理和Pb、Zn累积特征的影响

采用盆栽试验方法,在模拟Pb和Zn胁迫(1000 mg·kg-1)条件下,研究不同用量的氮肥(0、0.1、0.3 g·kg-1和0.5 g·kg-1)处理对小花南芥(A rabis alpinal var.parviflora Franch)生长、土壤pH值、土壤Pb和Zn的不同形态以及小花南芥的生物量、叶绿素、脯氨酸、质膜透性、Pb和Zn累积特征的影响.结果表明:施用氮肥导致土壤pH值呈下降趋势,施N导致土壤中Pb水溶态和可交换态含量从3.9％显著增加到11.5％～13.7％,Zn水溶态和可交换态含量从13.4％显著增加到19.3％～23.5％.施N处理使小花南芥叶绿素含量和生物量显著增加.低N(0.1～0.3 g·kg-1)处理时,小花南芥叶片脯氨酸含量和相对电导率上升;小花南芥地上部和地下部Pb和Zn含量和累积量随着N素的施入而增加.施N(0.1～0.3 g·kg-1)处理时,Pb和Zn的富集系数、转移系数均大于1.因此,适量施N (0.1 g·kg-1)能促进小花南芥对土壤中Pb和Zn的吸收和提高小花南芥对Pb和Zn污染土壤的修复效率.     

土壤中各形态氮与玉米吸氮量关系的研究

相关分析表明,黑龙江省东部地区的白浆土中各形态氮与玉米植株吸氮量之间的相关程度不同。土壤N0值、碱解氮、酸解总氮、氨基酸态氮、可矿化氮与玉米植株吸氮量间呈极显著正相关;全氮、氨基糖态氮和酰胺态氮与玉米植株吸氮量也呈显著正相关;而未知态氮和非酸解总氮与植株吸氮量间的相关性不显著。     

长期不同培肥处理对土壤有机氮组分及氮素矿化特性的影响

【目的】揭示长期不同培肥处理对黄土高原南部土垫旱耕人为土(土)土壤有机氮组分、氮素矿化的影响以及有机氮组分对氮素矿化潜力的贡献。【方法】采用Stanford和Smith间歇淋洗好气培养法测定了土19年长期不同施肥处理土壤矿化氮的数量,并采用Bremner法测定了培养前、后土壤有机氮各组分含量的变化。【结果】各处理土壤有机氮各组分含量高低顺序为:氨基酸氮非酸解氮酸解未知氮氨态氮氨基糖态氮。与不施肥对照相比,长期单施化肥处理土壤有机氮各组分含量有不同程度的增加,但幅度有限;化肥配施秸秆或有机肥处理显著提高了各有机氮组分含量,其中以氨基酸氮含量增加幅度最大;化肥配施秸秆或有机肥处理降低了酸解有机氮占全氮的比例。化肥长期配施有机肥或秸秆,显著提高了土壤氮素矿化势(N0)以及矿化率,其中化肥配施有机肥土壤N0大于化肥配施秸秆处理。相关分析表明,土壤氮素矿化势N0与培养前后土壤氨基酸氮变化量间呈显著负相关关系(P0.05),与土壤酸解未知态氮和非酸解氮的变化量间的负相关关系未达显著水平(P0.05)。【结论】化肥配施有机肥或秸秆,是提高土壤供氮潜力的有效手段;氨基酸氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

不同类型茶园土壤氮素矿化特性及其与土壤性质的关系

采用短期(35d)室内好气培养方法,研究福建省武夷山市5种主要茶园土壤(黄壤、红壤、潮砂土、紫色土、高山草甸土)的氮素矿化特征,并探讨土壤矿化作用与土壤理化性质之间的关系。结果表明:35d的培养试验证实茶园土壤氮矿化过程符合一级反应动力学方程Ni=N0(1-e-kt)(R2=0.65~0.98);茶园土壤潜在可矿化氮库(N0)为4.15~52.46 mg·kg-1(均值为33.22),土壤氮矿化常数k值为0.019~0.343mg·kg-1·d-1(均值为0.15),土壤氮供应综合指标(No*k)为0.32~16.82 mg·kg-1·d-1(均值为6.49),矿化率(Nr)为2.32~6.00%(均值3.73),高山草甸土和黄壤氮矿化参数均显著高于其他土壤类型,紫色土和潮砂土次之,红壤最低。相关分析表明,土壤的△N、N0和k均与土壤有机碳、全氮和矿质氮含量(NH+4-N和NO-3-N)呈显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关(P0.01),与C/N和pH无显著相关;土壤砂砾和粉粒含量与k和N0*k间存在显著相关,但其与其他矿化参数相关性不显著。     

陕西某铅锌冶炼区土壤重金属污染特征与形态分析

为了探讨铅锌冶炼对土壤环境质量的影响,对陕西某铅锌冶炼区土壤中重金属的含量和形态进行了分析,并运用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染程度进行评价。结果表明,Pb、Cd、Cu、Zn含量的平均值分别是陕西省土壤背景值的19.27、135.32、2.76、8.02倍。单因子污染指数评价结果显示,Cd(19.53)达到重度污染,Zn(1.78)和Pb(1.09)达到轻度污染,Cu(0.56)无污染。内梅罗综合污染指数评价结果表明,冶炼厂东、西10 km范围内土壤均处于重度污染程度,且东部高于西部。重金属形态分析结果显示,Pb、Cd、Cu、Zn各形态在全量中所占的比例都以残渣态(34.45%～45.98%)最大,其次为可氧化态(27.45%～30.57%),再次为可还原态(17.63%～23.61%),最后为可交换态(6.80%～14.41%)。重金属形态比例和土壤理化性质的相关性分析表明,pH值与Cd、Cu的可交换态比例呈显著负相关,与Zn的残渣态比例呈显著正相关。土壤有机质与Cd的可交换态比例、可还原态比例呈显著负相关,与Cd的残渣态比例呈显著正相关。铅锌冶炼厂周围土壤受到以Cd污染为主的多种重金属的复合污染,冶炼厂大气沉降、采矿场扬尘是主要污染源。土壤重金属污染防治中应当加强冶炼厂烟尘点源控制,防止土壤酸化。     

园林施用堆肥污泥后土壤中氮的淋滤和迁移行为研究

采用模拟土柱试验的方法考察堆肥污泥中氨氮和硝氮的淋出和各形式氮(全氮、氨氮、硝氮)在土壤中的迁移特性。结果表明,土壤施加污泥后淋滤液中氨氮含量虽略高于对照组,但仍低于地表水Ⅲ级标准。淋滤液中硝氮浓度与对照处理相比差异不显著,对地下水的潜在影响较小。在历时6个月的试验中,深层土壤氨氮、硝氮、全氮的含量在对照组和混配土中差异不显著,说明这3种形式的氮在土壤深层未发生迁移。因此,合理控制污泥在园林绿化上的施用量可以节省化肥和改良土壤,当堆肥污泥施加比例为10%,即全氮浓度为2.39 g/kg时,不会对水环境造成氮污染。     

西安市污水污泥林地施用效果的研究

在杨树、泡桐和油松林地上施用不同量污泥一年后，供试树木在树高和地径的生长上随污泥施用量的增加而增加；土壤０～２０ｃｍ的理化性质也起了有益的变化；土层１００～１２０ｃｍ中硝态氮的含量均不大于３０ｍｇ／ｋｇ，未引起地下水的污染；重金属均累积于土壤表层（０～２０ｃｍ），未向下层迁移。     

西安市污水污泥林地施用效果的研究

在杨树，泡桐和油松林地上施用不同量污泥一年后，供试树木在树高和地径的生长上随污泥施用量的增加而增加；土壤０－２０ｃｍ的理化性质也起了有益的变化；土层１００－１２０ｃｍ中硝态氮的含量均不大于３０ｍｇ／ｋｇ，未引起地下水的污染；重金属均累积于土壤表层（０－２０ｃｍ），未向下层迁移。     

不同种植模式对土壤重金属铅、镉形态分布的影响

为更好地了解不同种植模式下重金属在土壤-作物系统中的迁移转化规律,通过田间试验对水稻连作、菜稻轮作、蔬菜轮作3种珠三角常用种植模式下土壤重金属形态分布变化规律进行探讨.结果表明,3种种植模式下,土壤中铅各赋存形态的含量高低顺序大多呈现为可还原态＞残渣态＞可氧化态＞可交换态,可还原态占37.26％～ 56.94％;土壤中镉大多以活性较高的形态存在,可交换态占46.70％～62.98％,各赋存形态的含量高低顺序为可交换态＞可还原态＞可氧化态＞残渣态.就铅的3种具有效性的形态可交换态、可还原态、可氧化态总量而言,水稻连作和菜稻轮作比种植前都有所增加,而蔬菜轮作则较种植前有少量下降;而就镉具有效性的3种形态总量而言,菜稻轮作下为增加,蔬菜轮作下为下降,而水稻连作模式变化不明显.铅可还原态与可氧化态和残渣态能进行直接或间接的相互转化,呈现此消彼长的趋势;而对于土壤重金属镉的各赋存形态之间,可交换态与可还原态呈极显著的负相关性,二者之间可进行相互转化.