重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法，研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤（乌栅土）后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明，外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化，可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降；交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升，然后迅速下降，铁锰氧化态重金属浓度先上升，在烤田期达到最大值，然后迅速下降，成熟期时又微弱上升，有机态重金属浓度不断上升，残渣态重金属变化不大。     

污泥添加粉煤灰堆肥化对Cu、Zn、Pb形态的影响

污泥中重金属的危害是影响污泥土地利用的重要因素;污泥重金属危害不仅取决于总量,其形态分布更能反映重金属的迁移性以及生物有效性。实验以木屑为调节剂,粉煤灰作为钝化剂,研究污泥堆肥前后重金属Cu、Zn与Pb的形态分布变化。结果表明,堆肥对Cu有活化作用,而添加粉煤灰堆肥化能有效抑制这种活化,起到钝化作用,堆肥化使Pb向更稳定形态转化,添加粉煤灰堆肥化对Zn的钝化效果较好,当粉煤灰添加量为35%时,对Cu、Zn、Pb 3种重金属的易迁移态均具明显的钝化效果。     

长春市城区土壤中Pb、Cu、Zn、Cd及Cr化学形态特征

为弄清长春市城市土壤中Pb、Cu、Zn、Cr及Cd的化学形态分布特征,系统采集了26件城市表层(0~20 cm)土壤样品,采用连续提取法对重金属各化学形态含量进行了测定。结果表明:Pb、Zn、Cu及Cr主要以残渣态存在,其次是铁锰氧化物结合态、腐殖酸结合态和强有机结合态占有次要地位,离子交换态和水溶态所占比例均较低;Cd则主要以碳酸盐结合态存在,同时,水溶态和离子交换态所占比例较高。残渣态Pb和Zn在城区表层土壤中所占比例较近郊土壤中略有下降,但幅度不大,除Cu外,其余各元素易迁移、高生物有效性的水溶态在城区表层土壤中所占比例略有上升。Pearson相关分析结果表明,各元素残渣态与全量均呈极显著正相关,其它各活性态与全量间的相关程度与重金属种类有关。土壤pH值和Fe、Mn含量对重金属的化学形态的影响也与重金属种类有关,而且,同一重金属的不同存在形态受土壤pH值和Fe、Mn含量的影响程度也不同。     

松花江沉积物重金属形态赋存特征研究

采用Tessier连续提取法分析了松花江表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Mn4种重金属的赋存形态,并结合次生相富集系数法,探讨了沉积物中重金属的潜在生态风险及来源。结果表明,沉积物中Cu以残渣态为主（高于50%）,其次为有机质结合态,从上游至下游,沉积物中Cu形态的稳定程度逐渐增加;沿程所有沉积物样品中可交换态Pb的含量均高于当地沉积物背景值,存在较高的可迁移性和二次释放风险;在二松大部分江段和松花江干流,Zn主要以比较稳定的残渣态存在,不存在二次释放污染水体的风险;Mn的有效态含量均在流域沉积物背景值范围之内。对重金属次生相富集系数的研究表明,沿程沉积物中Cu、Pb均有一定程度的富集,主要来源于人为输入;Zn在二松中下游的哈达湾至松原江段有一定的富集,其余江段人为输入的Zn较少;沉积物中的Mn主要为自然来源。     

不同高粱种质对污染土壤中重金属吸收的研究

利用重金属含量较高的污水污染土壤,以未污染土壤作对照,种植8个甜高粱品种、2个饲用高粱品种和1个粒用高粱品种,检测8种重金属在高粱植物体内不同器官的含量,以研究不同高粱种质对重金属的吸收特性。结果表明:甜高粱对汞(Hg)、镉(Cd)、锰(Mn)和锌(Zn)的吸收在两种土壤间差异显著,对钴(Co)、铬(Cr)、铅(Pb)和铜(Cu)的吸收差异不显著。Mn在甜高粱体内含量表现为未污染土壤高于污染土壤;而Zn含量在不同器官之间存在差异,未污染土壤叶中含量远高于穗,穗中含量远高于茎和根。不同重金属在甜高粱体内的储存部位不同,污染土壤上Hg、Cd、Co、Cr和Zn在根中积累量较高,Cu、Mn和Pb在穗中的积累量较高。甜高粱、饲用高粱和粒用高粱对重金属的吸收、运输及储存在品种之间差异较大,同一品种对不同重金属的吸收也存在差异。饲用高粱表现为叶部对Cr和Zn的储存量较高,而粒用高粱‘晋中0823’则显示了茎对多种重金属的储存能力。高粱根对土壤中重金属的富集系数较高,为0.02(Pb)~0.23(Cd),转移系数变幅为0.21(Co)~3.42(Pb)。对同一种重金属的吸收量品种间差异较大,甜高粱‘西蒙’根对Co、Cr、Cu、Mn、Pb和Zn具有高富集系数,粒用高粱‘晋中0823’茎对Hg、Cd、Mn、Pb和Zn富集系数较高。高粱对重金属的吸收能力与转移能力不同步,甜高粱‘绿能1号’具有对多种重金属的高转移能力,粒用高粱‘晋中0823’只对Zn有较高的转移能力。因此本文认为甜高粱对不同重金属的吸收和转移有选择性。对Zn吸收并转移到地上部后,首先储存在叶和穗中,当吸收量足够大时,茎和根也成为储存器官;对Mn的吸收与其他重金属的吸收存在竞争作用,Hg吸收后很少向地上部转移;而对Cu、Mn和Pb吸收后在穗部的储存量较大。饲用高粱与甜高粱相比对重金属的吸收未显示明显的不同,甜高粱‘西蒙’根对多种重金属具有强储存能力,而粒用高粱‘晋中0823’的茎秆显示了比甜高粱更强的储存能力,甜高粱‘绿能1号’对多种重金属的转移能力较强。所以,选择富集和转移能力均强的高粱品种能更有效地吸收土壤中的重金属,达到修复污染土壤的目的。     

污泥施田后土壤和玉米植株中重金属分布特征

对施污泥剂量分别为10、30和60thm-2的土壤,采用修正的BCR三步连续提取法分步提取并分析Pb、Cd、Cu、Zn的不同形态。利用高压密封消解技术和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析Pb、Cd、Cu、Zn在玉米器官中的分布及其转移富集特征。施污泥土壤中重金属主要以残渣态存在。施污泥量为常规用量的6倍时,即相当于连续6年施污泥的土壤中重金属Pb、Cd、Cu、Zn的含量基本未超过我国土壤环境质量标准。4种重金属在弱酸性土壤中残渣态含量比例的高低依次为CuZnCdPb。施污泥土壤上Pb、Cd在玉米各器官中的平均含量顺序为:茎叶根籽粒;Cu为:根茎叶籽粒;Zn为:根籽粒茎叶。玉米对于各元素的EC值按高低顺序依次为CuZnCdPb。     

土壤和沉积物中重金属形态分析

介绍了一种土壤和沉积物中重金属形态分析方法,将重金属的形态分为水溶态、弱酸态、可还原态、可氧化态和残渣态,用水提取水溶态,0.11 mol/L的醋酸提取弱酸态,0.5 mol/L的盐酸羟胺提取可还原态,过氧化氢和1.0 mol/L的醋酸铵提取可氧化态,盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸提取残渣态.方法适用于Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Mn、Mo、As、Sb、Ni等 11种重金属元素的形态分析研究,检出限在0.001 ～ 1 μg/g 之间,方法的精密度＜11%(RSD).     

土壤中重金属元素形态分析方法及形态分布的影响因素

近年来,土壤重金属污染已经成为国内外关注的环境问题。随着对重金属元素迁移和积累行为研究的深入,已经认识到重金属的生物毒性不仅与其总量有关,更大程度上是由其形态分布所决定。主要介绍了土壤中重金属元素存在的形态,探讨了其形态化学分析中的提取剂选择及提取方法,总结了影响重金属在土壤中形态分布的内在和环境因素,对于深入了解重金属的污染情况,具有重要的理论意义和实际应用价值。     

二乙三胺五醋酸萃取后污染土壤中重金属Pb、Cu的形态分布

以硫铜矿尾矿区域土壤和库区周边受污染的农田土壤为研究对象,采用Tessier连续提取法研究了二乙三胺五醋酸(DTPA)萃取前后受污染土壤中的重金属Pb、Cu的形态变化。结果表明,两类污染土壤中的重金属Pb、Cu的形态分布各有差异,矿区土壤Pb、Cu主要以残渣态为主,农田土壤以有机结合态为主。在0.01molL-1浓度的条件下,DTPA对供试土壤Pb的萃取能力较其对Cu萃取能力强;经DTPA萃取后土壤中Pb、Cu的残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态的含量分别有所下降。两种类型土壤中Pb、Cu残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态变幅表现各异;矿区土壤和农田土壤中Cu的有机结合态含量有所增加,矿区土壤和农田土壤中Pb的有机结合态含量却表现各异,矿区土壤其含量有所增加,而农田土壤其含量却明显减少。     

模拟酸雨对土壤重金属镉形态转化的影响

在模拟酸雨作用下,研究了酸雨对不同Cd污染程度下土壤重金属Cd释放和形态分布、转化规律的影响.结果表明,模拟酸雨浸泡土壤后,土壤pH值高于酸雨浸泡前的土壤pH值和模拟酸雨的pH值,表明土壤表面存在质子的消耗,这可能与硫酸根的专性吸附释放羟基和矿物表面的质子化有关.酸雨浸泡土壤能增加土壤活性态Cd的含量,酸雨酸度越大,土壤Cd含量越高,Cd的活化能力越大.当昆山土壤pH值平均由7.20下降到6.42时,Cd的活化率增加了0.34% ～ 3.29%,因此,在昆山土壤酸化严重的背景下,其土壤重金属Cd的活化趋势明显,由重金属Cd释放而对人类和生物造成的风险较大.     

粉煤灰施入砂姜黑土对麦田重金属元素分布影响的研究

采用盆栽试验方法 ,研究了粉煤灰施入砂姜黑土的改良效果及Cd、Cr、Pb、Hg和As等重金属元素在小麦各部位的积累与分布。结果表明 :粉煤灰施入砂姜黑土可以降低土壤容重、比重及土壤粘粒含量 ,增加孔隙和土壤渗透系数。被吸收的重金属元素主要分布在根系中 ,其次是叶片 ,在茎杆、叶鞘及籽粒中的分布极少。根系对Cd和As具有富集作用 ;籽粒中Cd、Cr、Pb、As随用灰量的增加而增加 ,Hg则减少 ,但在 3 6× 10 4kg/hm2 的用灰量范围内 ,5种重金属元素在籽粒及土壤中的含量均在安全标准之内     

典型冶炼厂大气沉降区农田耕层土壤重金属（Cd、Cu、Pb）输入输出平衡研究

为探究不同大气沉降区农田耕层土壤镉（Cd）、铜（Cu）、铅（Pb）的质量平衡特征,以距离贵溪冶炼厂34 km（背景区）、6 km（中沉降区）、1 km（高沉降区）的0~20 cm农田耕层土壤为研究对象,通过化学质量平衡方法对土壤重金属的主要输入途径（大气沉降、灌溉水、农药肥料）和输出途径（地表径流、土壤淋溶、籽粒带走）开展为期三年的监测与定量分析。结果表明：背景区、中沉降区、高沉降区由大气沉降导致的Cd年均输入通量分别为0.84、2.26、9.01 mg?m-2?a-1,分别占比43.18%、38.33%、100%;Cu年均输入通量分别为17.62、99.68、747.6 mg?m-2?a-1,分别占比80.76%、86.24%、100%;Pb年均输入通量分别为13.93、27.43、73.17 mg?m-2?a-1,分别占比97.75%、92.36%、100%。背景区和中沉降区由灌溉水导致的Cd年均输入通量分别为1.05、3.60 mg?m-2?a-1,分别占比54.62%和60.82%;农药肥料带入的重金属年均输入量占比小于5%,可忽略不计。不同沉降区土壤的主要输出途径均为地表径流和土壤淋溶,输出占比介于86.66%~100%;籽粒带走的重金属输出占比介于2.88%~13.34%。2019—2021年,背景区、中沉降区、高沉降区土壤Cd、Cu、Pb的年均净输入通量均大于0,Cd年均净输入通量分别为1.54、1.96、4.38 mg?m-2?a-1;Cu年均净输入通量分别为12.72、28.02、184.0 mg?m-2?a-1;Pb年均净输入通量分别为13.03、21.31、55.04 mg?m-2?a-1。综上,建议加强研究区域大气污染源和灌溉水质的长期监测并采取一定的控制措施,同时避免秸秆直接还田。本研究可为区域农田环境质量保护及重金属污染修复治理提供理论支持。     

施用猪粪条件下重金属对土壤氮素净转化的影响

以东北耕作黑土为研究对象,在25℃和70%WHC水分条件下进行为期35天的室内培养试验,研究了施用猪粪条件下重金属Cu、Cd对土壤氮素净转化的影响。结果表明:添加单一重金属显著抑制了土壤的硝化作用和矿化作用。与对照处理相比,添加重金属Cu、Cd处理培养结束后土壤铵态氮含量分别增加了5.83和5.39倍,硝态氮含量分别下降了84.3%和79.5%,且土壤净氮矿化速率和净硝化速率均显著低于对照处理。添加重金属的同时施用猪粪加剧了重金属对硝化作用和矿化作用的抑制,土壤净硝化速率和净氮矿化速率均显著低于单一重金属处理。添加重金属抑制了土壤反硝化作用,但同时添加猪粪在一定程度上降低了重金属离子的活性和毒性,进而减轻重金属离子对反硝化作用的抑制程度。     

重金属汞、镉和铬对明亮发光杆菌的生物毒性

以明亮发光杆菌（Photobacterium phosphoreum）T3变种作为毒性测试物种,测定了重金属Hg2＋、Cd2＋和Cr6＋的单一毒性;采用二次二因子回归通用旋转组合实验设计,研究了Hg2＋＋Cd2＋、Hg2＋＋Cr6＋和Cd2＋＋Cr6＋3种二元重金属混合物的联合毒性作用和主因子作用,建立了3个相应的数学模型。结果表明,与单一重金属Hg2＋、Cd2＋与Cr6＋相比,它们的二元混合物对明亮发光杆菌生物毒性的效应和强度完全不同;单一重金属Hg2＋、Cd2＋与Cr6＋对明亮发光杆菌的毒性有显著的正效应,毒性从大至小依次为Hg2＋、Cd2＋、Cr6＋,对明亮发光杆菌的EC50分别为0.044、6.05mg·L-1和30.65mg·L-1;3种二元重金属混合物对发光细菌的联合毒性作用也不同,总体上,Hg2＋与Cd2＋、Cd2＋与Cr6＋为加和作用,而Hg2＋与Cr6＋以拮抗作用为主。     

Anthropogenic Input of Selected Heavy Metals (Cu, Cr, Pb, Zn and Cd) in the Aquatic Sediments of Hochiminh City, Vietnam

The aquatic system of Hochiminh City comprises two main rivers: the Sai Gon and Nha Be rivers. Five canals discharge into these two rivers: NhieuLoc-ThiNghe, TauHu-BenNghe, TanHoa-LoGom, ThamLuong-BenCat and Doi-Te. The rivers and these canals collect effluent water from domestic and industrial sources. Most of these flows are not treated or at most are only primarily treated. A total of 33 sediment cores were taken from these rivers and canals. Chemical composition of these aquatic sediments has very high concentrations of several “urban” metals such as Cd, Cr, Cu and Zn. Most of the samples have exceeded the US EPA’s toxicity reference values for Cu, Zn and Cr (82, 82 and 70%, respectively). The highest concentrations of these metals appear to be associated with the uncontrolled and untreated industrial runoff to the discharge canals. These concentrations in fluvial sediment are relatively low, which indicates the dilution process of the contaminants. This finding indicates that the anthropogenic inputs play an important role in the elevation of heavy metals in the aquatic system and organic matter seems to exert a strong geochemical control on the amount of heavy metals. The Pearson correlation coefficients calculated for Cd, Cr, Cu and Zn, are 0.89; 0.72; 0.93 and 0.87, respectively.     

城市污泥与湖泊底泥土地利用对土壤-植物系统中养分及重金属Cd、Pb的影响

采用田间小区试验，探讨了城市污泥与湖泊底泥土地利用对土壤-植物系统中养分及重金属Cd、Pb的影响。结果表明，城市污泥与湖泊底泥能有效增加土壤养分含量；重金属Cd、Pb仅累积在土壤耕层，难以向下迁移；随施用量的增加，小麦籽粒产量及其对养分的吸收量均随之增加，但仍有大量养分存留在土壤中；植株对重金属的富集顺序表现为根系〉茎叶〉籽粒，Cd〉Pb，其中，籽粒中重金属Cd、Pb含量均未超出我国食品中重金属限量的卫生标准；如果该污泥、底泥分别以100，200t／hm^2的施用量施入土壤，可以连续施月5a和6a     

Phytoavailability of Some Micronutrients (Zn and Cu), Heavy Metals (Pb,Cd), and Yield of Rice Affected by Sewage Sludge Perennial Application

A study was conducted as a split-plot arrangement based on a randomized complete block design with three replications to test sewage sludge (SS) influence on yield and phytoavailability of lead (Pb), cadmium (Cd), zinc (Zn), and copper (Cu) by rice. The results indicated that fertilizer (main factor) and application periods (subfactor) affected studied traits. Three years of application of 40 ton ha^?1 SS + 50% chemical fertilizer (CF) gave the greatest paddy yield. The greatest Cu uptake by grain (10.38 ppm) occurred with 3 years application of 20 ton ha^?1 SS. With application of 40 ton ha^?1 SS + 50% CF, the greatest contents of Cd in root and Pb in shoots were recorded. The greatest accumulations of Cd in shoot and Zn in grain (30.56 and 25.81 ppm, respectively) were determined with the 20 ton ha^?1 SS treatment, as well. The greatest concentrations of Pb and Cd in grain (102.2 and 14.78 ppm, respectively) and Pb in root (552.2 ppm) were obtained with 3 years of application of 40 ton ha^?1 SS + 50% CF.     

典型乡镇企业密集区土壤-蔬菜系统重金属分布与关联特征

土壤中有毒污染物的生物有效性及其在土壤－植物系统的迁移富集是当前研究的热点问题。该研究对乡镇企业密集地——东莞地区常见的7种叶菜类蔬菜及其相应土壤样品中的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等重金属元素的全量和稀盐酸可提取态进行了分析。结果表明：研究区蔬菜存在明显的有毒金属元素（Ni、Pb）超标和有益金属元素（Cu、Zn）缺乏问题,蔬菜重金属含量与土壤重金属总量和可提取态重金属含量均无显著的相关性,但可提取态含量的富集系数与蔬菜重金属含量具有显著相关性,其可以较好地指示土壤可提取态重金属向蔬菜系统的转移规律。不同品种蔬菜对各重金属的富集系数随可提取态重金属含量增加呈幂函数形式递减,且递减趋势与土壤中可提取态重金属含量范围密切相关。当数据量有限时,利用富集系数与对应可提取态重金属含量之间的回归模型对富集系数定量估值,其准确性要高于取相应的均值或中值。