两种改性剂对油菜吸收Cd Pb和Cu的影响

通过盆栽试验,研究了2种改性剂(有机肥和无机功能材料)对重金属Cd、Pb和Cu污染土壤油菜生长及其吸收重金属的影响。结果表明,2种改性剂均可明显增加油菜产量,但对土壤的改良效果存在差别。有机肥对油菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用,但却提高了土壤中有效态Cd、Cu含量,使油菜体内Cd、Cu含量增加;施加无机功能材料与有机肥相比,降低了油菜茎叶中Cd、Pb和Cu含量,对油菜吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。     

化学调控作用对Cd Pb Cu复合污染菜地土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验，研究了有机物料和无机分子筛材料两种调控剂对集约化菜地土壤Cd、Pb和Cu形态变化及在蔬菜中的累积影响。结果表明，两种调控剂对土壤重金属Cd、Pb和Cu污染调控效果不同，有机物料降低了土壤中可交换态Pb的含量，对小白菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用，但提高了土壤中可交换态Cd、Cu的含量，使小白菜茎叶中Cd、Cu的含量增加。而施加无机分子筛材料可降低土壤中可交换态Cd、Pb、Cu的含量，对小白菜茎叶吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。研究同时发现，施加两种调控剂后，土壤中重金属Cd、Pb和Cu的各种形态所占比例并无根本性变化，这可能与重金属的特性有关。     

应用介孔分子筛材料(MCM-41)对土壤重金属污染的改良

采用盆栽试验,研究了无机分子筛材料(介孔分子筛,MCM-41)对重金属Cd、Pb和Cu污染土壤小白菜生长及土壤重金属各形态分布特征的影响。结果表明,无机分子筛材料对重金属Cd、Pb和Cu污染土壤的改良效果较明显,可明显增加小白菜产量,提高小白菜品质。土壤施加无机分子筛材料后,土壤Cd、Pb和Cu的BCR三形态中,酸可溶态(B1态)含量均降低,有机结合态(B3态)含量增加,而氧化物结合态(B2态)含量变化不显著。无机分子筛材料对土壤中Cd、Pb和Cu有效态具有较好的吸附钝化作用,可有效地抑制Cd、Pb和Cu在小白菜体内的积累。     

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。     

绿洲土Cd、Pb、Zn、Ni复合污染下重金属的形态特征和生物有效性

通过模拟基于干旱区绿洲土壤Cd-Pb-Zn-Ni复合污染下的油菜盆栽试验,采用Tessier五步连续浸提法探究了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态的转化归趋和生物有效性.结果显示,随着Cd-Pb-Zn-Ni复合胁迫水平的升高,油菜的干重先增加后减小,根系的生长由促进作用转变为抑制作用;对照土壤中4种重金属元素均以残渣态为主要赋存形态,可交换态的含量均很小;随着外源重金属的添加,油菜种植土壤中4种重金属元素的各形态含量随之增加,Cd、Pb、Zn的可交换态和Ni的碳酸盐结合态对外界胁迫响应强度最大,Cd、Pb、Zn、Ni的活性增加,且Cd、Pb的主要赋存形态迅速转变为碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Zn的主要赋存形态由残渣态和碳酸盐结合态过渡到碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Ni的主要赋存形态为碳酸盐结合态;Cd、Zn在茎叶中的含量大于根系,Pb、Ni反之,油菜能将Cd、Zn更多的运输至茎叶,Pb、Ni则主要积累在根系;油菜茎叶吸收Cd和油菜各部位吸收Zn的主要贡献形态为可交换态,根吸收Cd的主要贡献形态由可交换态转变为有机结合态,根吸收Pb和油菜各部位吸收Ni的主要贡献形态为碳酸盐结合态.     

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。

     

大冶矿区周边农田土壤和油菜重金属污染特征研究

以大冶典型铜矿区为中心,辐射周边农田,探索农田土壤重金属污染特征及重金属在油菜中的积累变化规律.结果表明,以湖北省土壤背景值进行评价,土壤受到重金属不同程度的污染,其中Cd严重超标,Cu次之;采用国家二级标准进行评价,Zn、Cr和Pb未对土壤造成污染.进行内梅罗综合污染指数法评价发现,以土壤背景值为评价标准,各采样点均达到重金属严重污染水平;以国家二级标准评价时,只有2号采样点土壤属于中度污染水平,其他样点土壤都受到了较为严重的重金属污染.矿区农田油菜各部位重金属含量变化幅度较大,包括Cu、Pb、Zn、Cd和Co在内的5种重金属含量分布规律都是茎叶＞籽粒≈根,Mn则是籽粒＞茎叶＞根.油菜地上部植株中Cu、Pb、Zn、Cd含量均超出食品卫生标准最高限值,且Cd、Pb超标倍数远大于Cu、Zn.富集系数变化规律为Mn＞Zn＞Cd＞Ni＞Cu＞Pb》Co.     

干旱区绿洲土壤Cd/Pb复合污染下重金属形态转化与生物有效性

采用盆栽试验及连续浸提形态分级方法,研究了Cd和Pb在土壤中的形态分布规律及其对油菜的生物有效性的影响。结果表明,当土壤受外源Cd/Pb污染后,重金属的形态分布特征发生了变化,以可交换态(EXC)响应最大,Cd、Pb的赋存形态分别以碳酸盐结合态(CAB)、铁锰氧化态(FMO)和碳酸盐结合态(CAB)为主;一定浓度范围内的Cd/Pb复合胁迫能促进油菜的生长,油菜根系和茎叶的Cd、Pb含量均随着Cd/Pb复合胁迫水平的升高而持续增加。茎叶中的Cd含量远远高于根系,Pb含量反之。油菜可将更多的Cd从根系转移至茎叶,而将更多的Pb滞留在根系中;对油菜根系吸收Cd最重要的形态为可交换态(EXC)和碳酸盐结合态(CAB),而对茎叶吸收Cd以及油菜吸收Pb贡献最大的则为碳酸盐结合态(CAB)。     

长期定位施肥对棕壤重金属全量及其有效性影响

以沈阳农业大学长期定位试验为基础,选取(0～20 cm)不同年限土壤样品,分析了无肥对照(CK)、单施化肥(N4P2)、中量有机肥(Mz)、高量有机肥(M4)和高量有机肥+化肥(M4+N2P1)5个处理下土壤重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量及其有效态含量的变化.结果表明,20多年的定位施肥增加了土壤中重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量,虽然有所波动但总的趋势明显,其中以M4+N2P1处理对Cu和Zn增加最为明显,而Pb和Cd在M4处理增长量最大,单施N4P2处理对4种重金属元索全量影响不明显.施有机肥能显著提高Cu、Zn和Cd有效态含量,与对照相比分别平均提高61.28%、169.3%和123.7%,不同施肥处理土壤中Cd含量已超标,属污染水平.有效态Pb在N4P2处理要显著高于其他各处理,而各年份M4处理有效态Pb的含量要低于CK处理.20年来有效态Pb含量相对于CK平均降低了4%.土壤中4种重金属全量与其有效态含量相关性表明:Cu、Zn和Cd全量与其有效态含量呈极显著正相关关系,全量Pb与有效态Pb呈显著负相关而与有效态Cu和Zn不显著相关.     

有机肥对Cd、Pb复合污染酸性土壤生物特性和油菜生长的影响

采用盆栽试验,研究了不同添加量(0、2.5%、5.0%、10.0%)有机肥对镉(Cd)、铅(Pb)重金属污染酸性土壤生物特性和油菜生长的影响,以期为阻控Cd、Pb迁移和油菜安全生产提供技术指导。结果表明,土壤p H值、酶活性(过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶和淀粉酶活性)、微生物多样性及油菜生物量总体上均随有机肥添加量的增加而显著增加,而土壤中Cd、Pb有效态含量及油菜各组织重金属含量均随有机肥添加量的增加而降低,10.0%有机肥处理效果最好;主成分分析结果表明,有机肥改良处理的聚类结果与油菜的生长及土壤各项指标的变化规律相吻合;在各项指标中,影响油菜生长的主要因子为Pb有效态含量,其次为Cd有效态含量,说明降低土壤中重金属有效态含量可以有效缓解对作物的毒害。     

有机物和外源铜对小白菜生长及铜含量的影响

通过盆栽模拟试验研究了不同有机物料和外源铜浓度对小白菜（Brassica campestris L.ssp.Chinensis L.）生长和铜含量分布的影响.结果表明,随着外源铜浓度的升高,在不加有机物料时,小白菜株高、单株株鲜重和单株根鲜重均呈下降趋势;在施不同有机物料下,低浓度外源铜对小白菜生长表现出一定的促进作用,但高浓度下仍表现为抑制.不同有机物料均不同程度地促进了小白菜生长,且对地下部促进作用好于对地上部.不同有机物料处理下,小白菜地上部和地下部铜含量均随外源铜浓度升高而增加.除鸡粪、猪粪和泥炭外,施用其余供试有机物料均不同程度降低小白菜地上部和地下部铜含量,且以玉米秸降低幅度最大,其次为草坪草.小白菜地下部铜含量高于地上部,猪粪和风化煤增加了小白菜地上部与地下部铜含量的比值,其余供试有机物料降低了小白菜地上部与地下部铜含量的比值.     

猪粪和石灰对铅锌尾矿污染土壤中紫花苜蓿生长及重金属吸收特性的影响

通过温室盆栽试验,研究了铅锌尾矿污染土壤上施用有机肥、石灰2种改良剂对紫花苜蓿生长发育、产量、叶绿素含量以及重金属元素Cu、Cd、Pb、Zn积累特性的影响,并分析施用改良剂后土壤pH值和土壤中有效态重金属含量的变化。结果表明,与对照（不施加任何改良剂）相比,2种改良剂的不同施用水平均能不同程度地提高土壤pH值,显著降低土壤中各重金属有效态含量。明显抑制Cd、Pb、Cu、Zn向紫花苜蓿地上部转移,降低重金属在紫花苜蓿地上部植株中的积累。改善紫花苜蓿的生长和发育,株高、地上部鲜重和地下部鲜重、叶绿素含量均有不同程度的增加;2种改良剂的不同处理水平对紫花苜蓿地下部重金属含量的影响均达到显著水平。总体上看。当有机肥、石灰的施用量均为10g／kg土时。其改良土壤的效果最明显。     

不同施肥种类对土壤及脐橙中的重金属含量的影响

为明确施用不同种类肥料后土壤及脐橙中的重金属含量的变化,特对种植年份为1997年和2002年的施用有机肥、化肥、沼肥后土壤及脐橙中的重金属Cr,Cu,Pb,Zn,As,Cd进行检测及相关性分析。结果表明：施用肥料后,有机肥区2002年的As,1997年的Cu和Pb,沼肥区2002年的Pb的含量高于对照;脐橙果实中只有重金属As和Cu存在显著差异(P<0.05),其中As的含量为有机肥区>化肥区>沼肥区,Cu含量为化肥区>有机肥=沼肥区;种植年份为1997年和2002年的土壤及脐橙中重金属的含量无显著差异;各施肥区土壤及脐橙中的重金属的含量均未超标。相关性分析显示,土壤—脐橙中Cu和Zn的含量在一定浓度范围内呈正相关,R2>0.9;As,Cr,Pb,Cd的含量未呈现规律性变化,R2<0.7     

猪场粪水施用对设施白菜及土壤重金属的影响

为了研究养殖粪水在农田施用过程中对重金属含量积累、有效性增强以及形态变化等产生的影响,采取田间小区试验,探究了猪场粪水施用对设施白菜地上部重金属含量和土壤重金属全量、有效态含量及形态的影响。结果表明：粪水施用后,低量粪水施用处理与优化施肥（NOPT）处理白菜地上部Cu、Zn、Cr、Cd含量无显著差异,白菜地上部Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd含量均未超出《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）安全限值要求。经过4茬设施白菜种植后,相较于NOPT处理,561kg·hm^-2粪水施用处理显著增加了土壤Cu、Zn、Cr含量,281 kg·hm^-2粪水施用处理土壤中Cu、Zn（0~20 cm土层除外）、Pb、Cr、Cd、As含量与NOPT处理差异不显著,且含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）安全限值。施用化肥和粪水显著提高了土壤有效态Cu、Zn含量,施用粪水处理对土壤中Cr、Pb、As、Cd形态影响较小,但显著增加了铁锰结合态Zn含量。相关分析表明,土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、Pb含量与土壤有机质、速效磷、全氮、硝态氮含量存在显著正相关关系,与pH值呈显著负相关关系。研究表明,连续4茬施用猪场粪水未造成设施白菜和土壤中重金属含量超标,显著增强了Cu、Zn的有效性且显著增加了铁锰结合态Zn含量。     

施用鸡粪菜田的土壤重金属含量状况研究

植物必需的微量元素Cu和Zn以及人体必需的Cu、Zn和Cr元素均属于重金属之列。在动物饲料中添加的部分重金属元素对畜禽生长发育和生殖有重要作用,而畜禽对重金属元素利用率很低,绝大部分随畜禽粪便排出体外。如果长期大量无节制地使用畜禽粪便作为有机肥,有可能对土壤环境带来重金属污染的潜在风险,并通过饲料添加—禽畜吸收—禽畜排泄—施入土壤—作物吸收—进入人类食物链,最终将影响人类健康。在石家庄郊区和藁城市,选取不同鸡粪（规模化养殖场鸡粪）施用量与施用年限的设施菜田和露地菜田为研究对象,以藁城市秸秆还田小麦-玉米轮作农田（不施用鸡粪）作为对照,对土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr和Cd含量进行了测定,分析施用鸡粪对菜田土壤重金属含量的影响,可为农业生产上科学施用鸡粪提供参考。结果表明：除处理4与处理1（CK）的Cd含量基本持平,其余各处理的重金属含量均是菜田高于农田;且随着鸡粪施用量和施用年限的增加,土壤Cu、Zn、Pb、Cr和Cd含量有明显的累积增加趋势。按照国家土壤重金属污染评价标准（GB 15618—1995）,除处理9的Cd含量超标14%,属轻度污染外,其余各处理的重金属含量均未超标。按照国家无公害蔬菜产地环境质量标准（GT18407.1—2001）,取样菜田土壤Cu、Cd的超标率分别为66.7%和8.3%,Zn、Pb和Cr含量均不超标。与河北省土壤环境背景值相比,取样菜田土壤Cu和Pb的含量均高于土壤背景值,其中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd最高含量分别超过背景值2.1倍、1.9倍、4.8倍、1.6倍和9.1倍。     

生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究

在田间试验条件下,研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd 和Pb 污染的钝化修复效果。研究结果表明:施用生物有机肥和生物炭处理可以提高土壤pH值以及土壤养分含量,并显著降低土壤有效态Cd 和Pb 的含量,且土壤pH 值与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈极显著负相关;生物有机肥和生物炭处理还可以降低水稻体内Cd 和Pb 的含量,其中水稻糙米Cd 降幅达到了22.00%和18.34%,水稻糙米Pb 含量的降幅也达到了33.46%和12.31%,且水稻糙米Cd 和Pb 的含量与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈显著正相关。综合各处理对土壤pH 值、土壤养分含量、土壤有效态Cd 和Pb 的含量以及水稻Cd和Pb 的影响,可以看出生物有机肥和生物炭处理对于Cd 和Pb 污染稻田土壤有较好的修复效果。     

干旱区绿洲受污染土壤中Cd和Pb在油菜中的累积与迁移

运用Tessier五步连续提取法研究干旱区绿洲受污染土壤中重金属Cd、Pb在油菜中的积累与迁移。结果表明,①原状土中Cd主要以碳酸盐结合态为主,Pb主要以残留态为主,随着外源性Cd投加量的增加,交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态含量增大,有机结合态、残留态含量随投加量的增加有所减少,且残留态呈锐减趋势,各形态Pb含量均随投加量的增加而升高,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态Pb的含量增幅较大。②随着外源性Cd、Pb投加量的增加,油菜根和叶中累积的Cd、Pb含量随之增加。用土壤中各形态Cd、Pb的含量与油菜叶和根部累积的Cd、Pb含量做逐步回归分析,发现土壤中的碳酸盐结合态Cd、Pb与油菜叶和根部累积的Cd、Pb含量呈极显著相关。表明碳酸盐结合态对油菜各器官Cd、Pb的累积有最大贡献。③油菜叶和根部Cd的富集系数均大于1,Pb的富集系数均小于1。Cd的富集系数大于Pb,表明油菜吸收Cd的能力大于Pb,其毒害作用也相应大于Pb;Cd的富集系数叶部均大于根部,表明Cd在油菜中的迁移性较强;Pb叶部的富集系数小于根部,表明Pb主要在油菜根部累积,迁移性较差。     

有机无机配施对生菜生长及其Cd Pb含量的影响

为了比较等氮水平下不同有机肥及其与无机肥配施对土壤重金属的钝化效果,通过在0.2g·kg-1氮水平下单施商品有机肥、猪粪、牛粪、鸡粪和花生麸,及5种有机肥分别与无机肥(尿素+磷酸二氢钙+硫酸钾)配施(N:N=1:1)的盆栽试验,研究它们对重金属污染土壤上生菜(Lactuca sativa)生长及其Cd、Pb含量的影响。结果表明,与CK相比,有机肥可提高生菜的生物量(商品有机肥单施除外),有机肥单施时,鸡粪处理生菜的鲜重最高,配施时牛粪和鸡粪处理生菜的生物量最大。无论单施或配施,花生麸和鸡粪处理降低生菜地上部Cd含量的效果最好,且鸡粪较好地降低了生菜地上部Pb含量。牛粪和花生麸配施的Pb含量显著低于单施,猪粪和商品有机肥单施的Pb含量显著低于配施,其余单施和配施之间没有显著差异。因此,鸡粪是5种有机肥中较适合施用于重金属污染菜地土壤的有机肥。