添加物对土壤提取液中铜、镉生物毒性的影响

本文着重讨论添加物紫云英、CaCO₃、膨润土对土壤提取液中Cu、Cd的降毒效应及其金属形态的影响.测试结果表明,添加CaCO₃对降低红壤水溶态Cu、Cd和0.1mol/LHCl可提取态Cu、Cd含量及其毒性具有非凡的功能,并能使红壤中可溶态、交换态Cu、Cd明显向有机态、铁锰氧化物包被态和硫化物Cu、Cd转化.换言之,CaCO₃能使红壤中有效态金属向迟效态和无效态金属转化,致使其水、酸浸提液中Cu、Cd毒性被消除.     

两种生物炭对污染土壤铜有效性的影响

采用盆栽试验,探究了添加不同比例(0,1%,2%,4%)玉米秸秆炭和商陆根生物炭对铜污染红壤中小油菜生长与铜有效性的影响。结果表明,与对照相比,添加两种生物炭均能够增加铜污染红壤上小油菜的生物量。在低铜污染水平下,4%玉米炭和商陆炭处理小油菜生物量分别增加了21.2倍和67.9倍;高铜污染水平下,4%玉米炭和商陆炭处理小油菜生物量分别增加了8.6倍和109.6倍。商陆炭的添加能够显著提高土壤p H值,在低铜污染水平下,商陆炭处理土壤p H值升高了0.4~1.66个单位,较玉米炭处理土壤p H值多升高了0.25~1.35个单位;在高铜污染下,商陆炭处理土壤p H值升高了0.33~1.52个单位,较玉米炭土壤p H值多升高了0.3~1.25个单位。向污染土壤中添加两种生物炭均能够显著降低土壤有效态铜的含量。其中,在低铜污染土壤中,4%玉米炭和商陆炭处理土壤有效态铜含量分别降低了21.9%和45.2%;在高铜污染土壤中,4%玉米炭和商陆炭处理土壤有效态铜含量分别降低了41.9%和53.8%。两种生物炭均能够显著降低小油菜铜累积量,向低铜污染土壤中添加4%的玉米炭和商陆炭,小油菜地上部铜含量下降了21.2%、67.8%。高污染土壤中添加4%的玉米炭和商陆炭小油菜地上部铜含量下降了19.9%、66.8%。两种生物炭均可以改良红壤的酸度,降低土壤铜有效性,并提高小油菜的生物量,降低小油菜铜累积量,但是商陆炭的效果更为明显。     

土壤中镁的生物有效性及其动力学性质

镁是作物必需的重要营养元素之一,是叶绿素的重要组成部分。本文就镁在土壤中的生物有效性及其动力学性质进行初步探讨。     

溶解性有机物对土壤中铜生物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了模拟铜污染土壤中溶解性有机物（DOM）对红壤、褐土和黑土3种不同类型土壤中小油菜（Brassia campestris）的生长及对Cu生物有效性的影响。结果表明,随着DOM的加入,黑土和红壤中小油菜的出苗率均有所下降,尤其是当DOM添加量大于100mgC·kg^-1时,红壤中小油菜出苗率显著降低（P〈0.05）,而对褐土的出苗率影响不大;供试3种土壤中小油菜生物量均呈先上升后下降的趋势,其在DOM添加量为50mgC·kg^-1时生物量达到最大,但比较而言,3种土壤中小油菜生物量由大至小的顺序为：黑土〉褐土〉红壤;随着土壤中添加DOM浓度的升高,小油菜植株体内铜浓度大致呈现不断增加的趋势,且3种土壤中植株体内的铜浓度均在DOM添加量为200mgC·kg^-1时达最高值,与对照处理及添加量为50mgC·kg^-1处理间差异显著（P〈0.05）;土壤中有效态Cu含量则随DOM量的增加呈不断升高趋势,3种供试土壤有效态Cu含量以红壤最高,当DOM添加量为0-100mgC·kg^-1时,褐土中有效态铜含量高于黑土;而当DOM添加量为150-200mgC·kg^-1时,黑土中的有效态铜含量却高于褐土。这表明随着外源性DOM进入土壤,可导致土壤中Cu的生物有效性不断发生变化,从而直接影响作物的生长以及作物对Cu的吸收。     

石灰性土壤中铁的生物有效性及其影响因素

本文分析了我国华北地区和西北地区主要石灰性土壤的铁素状况。结果表明,黄绵土、灰钙土和棕钙土的有效铁含量较低;(土娄)土和粘质黄潮土的有效铁较高;而黑垆土和轻质地黄潮土居中。根际土壤的有效铁和无定形铁含量均显著地高于非根际土壤。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响。结果表明,秸秆还田显著提高了2种镉污染土壤的pH值。镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量,秸秆还田后2周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%~33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显。模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量影响不明显。镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%。还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量。     

土壤中汞生物有效性的研究

小麦思苗实验表明,小麦幼苗根主要吸收土壤中小分子有机质结合的汞（ＦＡ结合态汞）,并在根部累积,其他开矿汞可以结合为ＦＡ结合态,表现为间接作用,残渣态汞是植物根吸收的库源。在实验条件下,小麦幼苗叶片可以很快吸收土壤中挥发出来的汞,并在茎叶中积累,土壤汞植物利用率氏,可被带出土主汞量有限。     

铜对生物有机体的毒性及抗性机理

本综述了铜的毒性，微生物体的抗性机理及影响铜在环境中的存在形式和毒性的因子。     

土壤中钙的化学行为与生物有效性研究进展

综述了８０年代以来土壤钙的化学行为和生物有效性的主要研究成果，内容包括钙的吸附与解吸；土壤中钙的移动，供钙机制及生物有效性；植物根系及其它器官钙素吸收动力学。最后讨论了今后值得注意的研究方面。     

不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响

采用盆栽试验,在镉二级和三级污染的红壤和褐土上添加不同磷酸盐（磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙）后种植小油菜40d,测定植株生物量、镉吸收量、土壤有效态镉含量、pH值,分析不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响。结果表明,3种磷酸盐使污染红壤和褐土上小油菜生物量分别提高了18.7%～291.1%和31.5%～991.2%,在红壤上提高顺序为磷酸二氢钙〉磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵,而在褐土上则表现为磷酸二氢钙≈磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵。3种磷酸盐影响下小油菜吸收镉量,在镉二级污染水平的红壤上表现为显著提高8.3%～60.6%,而在镉三级污染水平的红壤上则表现为显著降低了4.6%～58.4%。污染红壤有效态镉含量在加入3种磷酸盐后提高了17.0%～122.7%,提高顺序为磷酸二氢钙〉磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵;而磷酸二氢铵使污染褐土有效态镉含量降低了2.4%～13.4%。3种磷酸盐使红壤pH值提高了0.24～0.99。可见,不同土壤类型、不同镉污染水平下,3种磷酸盐对土壤镉的生物有效性的影响存在差异,其机制有待进一步研究。     

土壤中有机污染物的老化及其环境意义

持久性有机污染物随着在土壤中时间的延长,其生物有效性和毒性会逐渐下降的现象被称为老化。老化对有机污染物的有效性和行为归趋有着重要的影响。本文对国外有关老化对有机污染物生物有效性和可浸提性的影响,老化的机理和影响因素,以及老化后有机污染物生物有效性评价方法的研究作了概述。指出老化作为土壤对有机污染物修复的一种自然修复过程,可降低有机污染物的潜在环境风险,具有重要的环境意义。     

坡耕地径流沉积物中磷素的富集特征及其生物有效性

通过模拟降雨试验和回归分析,研究了洋河流域坡耕地径流沉积物对磷素的富集特征及其生物有效性,结果表明:洋河流域坡耕地径流沉积物对磷有明显的富集作用,富集系数在1.33～1.43之间;沉积物中磷的形态以无机磷为主,平均占全磷的75.23%,对不同结合态的磷富集程度有明显差异;不同土壤条件下,径流沉积物中各结合态磷的生物有效性不同,Fe-P对沉积物中NaOH-P的贡献率最大.     

不同钝化剂对铜污染土壤原位钝化修复

考察了磷酸二氢钾、碳酸钙、硅酸钠、自制草木灰和自制生物质炭5种钝化剂对Cu污染土壤的钝化修复效果,对修复后的土壤进行了X射线衍射(XRD)分析;同时,对欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)进行了适当的改进,并运用改进的BCR法对Cu在土壤中的形态进行分析,以探讨不同钝化剂的作用机理。结果表明,5种钝化剂的投加量分别为50、100、20、20和20 g/kg时,对土壤钝化修复效果最佳,投加钝化剂后,土壤中可交换态Cu含量快速减少、残渣态Cu含量快速增加。其中,自制草木灰由于提高土壤p H更易与Cu生成沉淀,对Cu的钝化效果最佳,该钝化剂使有效态Cu含量减少53%,可交换态Cu含量减少49.2%,残渣态Cu含量增加4.7倍,有效地降低了Cu的生物毒性。     

Bioavailability and toxicity of copper in soils: Integrating chemical approaches with responses of microbial biosensors

Copper (Cu) is a trace element essential for the healthy functioning of soil biological systems. However, at elevated concentrations Cu can be a potential toxicant. Consequently, an understanding of Cu availability and toxicity to soil biota is essential for effective ecological assessment of metal impacts in soil. The present study measured the response of a constitutive and Cu specific luminescence marked Pseudomonas fluorescens to Cu analytically determined in five soils.Conditioned Cu amended and historically contaminated soils were used. The free ion, soil pore water and solid-phase Cu were defined analytically by standard techniques frequently used to assess environmental availability of metals in soils, i.e. exchange resin, single and sequential metal extractions. The response of the constitutively expressed biosensor (i.e. a decrease in bioluminescence in the presence of Cu) assessed directly the toxicity of soil pore water Cu. The expression of bioluminescence by the bioreporter (i.e. an induction of bioluminescence by the presence of Cu) enabled quantification of Cu bioavailability in soil pore waters. Analytically determined Cu²⁺ concentrations strongly linked Cu toxicity to the biosensor responses and thus supported the conventional view of free metal ion toxicity in soil solutions. However, in two soils, other forms of Cu than free ion caused a response of the bioreporter, hence were bioavailable. Relationships between biological responses and analytically defined solid-phase Cu fractions identified pools of labile, potentially bioavailable Cu. As no single chemical method could be used to quantify bioavailable fraction of solid-phase Cu in all soils, the bioreporter provided analytical techniques with inherent biological relevance.This study demonstrates that Cu in soils with aged amendments of inorganic salts is more chemically available than in soils treated with sludge containing Cu. These differences are due to the concentration and form of Cu in the aqueous phase and the corresponding extractability of Cu in the soil solid phase. Bioreporter and biosensor validate the performance of rigorous analytical soil chemistry approaches. Their value in soil pollution should be considered a complementary technique rather than an alternative as their performance in complex environmental matrixes is yet to be validated.     

几种土壤在单一Zn及Cd Cu共存条件下对Zn的吸附

研究了Zn2+在单一及与Cd2+、Cu2+共存条件下在塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了其吸附机制。结果表明,在20℃、30℃下,Zn2+在各供试土样中吸附等温线总体上均呈I或III型等温线形式,总体上黑垆土、塿土对Zn2+吸附最强,而砂土的吸附总是最差;塿土、黄绵土和黄褐土中Zn2+吸附的温度效应呈现升温正效应特征,砂土中则总体上表现出随温度上升呈下降趋势,黑垆土中Zn2+吸附的温度效应则与重金属处理有关。Freundlich模型是描述Zn2+吸附等温线最佳模型。Cd2+、Cu2+的共存对Zn2+的吸附均具有显著的拮抗作用,但对Zn2+吸附规律的影响不同。机理分析表明,Zn2+在土壤中的吸附主要以化学吸附为主,Cu2+由于其与Zn2+相似的化学吸附特点而竞争Zn2+化学吸附点位,但Cd2+吸附主要竞争以电性引力形式吸附的Zn2+,因而Cu2+对Zn2+吸附的影响较大,而Cd2+影响较小。     

大环内酯类抗生素在土壤中的迁移转化与毒性效应分析

抗生素已成为一种新型土壤环境污染源,为确切评估大环内酯类抗生素对土壤生态环境的影响,对该物质在土壤中的吸附、迁移、降解行为及毒理效应进行了综述,重点分析了大环内酯类抗生素在土壤中的降解过程,主要阐述了微生物与植物对大环内酯抗生素的生物降解作用,旨在为土壤污染防治与修复提供理论依据。     

污泥与施污土壤重金属生物活性及生态风险评价

将城市污泥以不同质量比施于土壤中构成污泥混合土壤,研究各污泥配比土壤中重金属的生物活性,并采用三种重金属评价方法(地累积指数法、潜在生态风险指数法、综合毒性指数模型)和黑麦草对重金属的吸收富集效果来对施污土壤中重金属具有的生态风险性进行评价。结果表明:污泥的添加使土壤中生物活性态Cd、Cu和Zn含量显著增加,对三种重金属具有活化作用,但对Pb却起到钝化作用。生态风险评价结果表明:污泥的添加使土壤中Pb呈现无污染和低生态风险;Cu和Zn呈现中度污染和低生态风险;Cd达到强度污染和重度生态风险,重金属潜在生态风险(RI)总体处于强度生态风险水平。当污泥添加比例大于6:10(污泥S3处理)时,施污土壤中重金属的综合毒性指数高于土壤对照。黑麦草对Cd、Pb、Cu和Zn的富集浓度与施污土壤中对应重金属的生物活性态含量存在显著正幂指数关系,同时黑麦草对施污土壤中Cd、Cu和Pb的富集能力大小与地累积指数法和潜在生态风险指数法对三种重金属具有的生态风险性的评价结果具有一致性。     

Extractability of Cu in Alkaline Biosolids-Amended Soils as Influenced by γ-Irradiation

An incubation experiment was conducted to investigate the microbial biomass associated Cu in four contrasting soils to which an alkaline stabilised sewage sludge cake was applied. The organisms of sludgeamended and control soils were killed using γ-irradiation technique, and the aqueous and acid-extractable Cu concentrations were determined. Addition of the sludge product increased significantly the concentration of both the aqueous and dilute HOAc-extractable Cu in all the irradiated soils compared to the non-sterilised sludge/soil mixtures, but the increase was more pronounced in the dilute acid-extractable Cu, indicating that the Cu rendered extractable in water and dilute acetic acid by γ-irradiation existed in the both soil liquid and solid phases. The additional increase in extractable Cu following the biocidal treatment is likely to be due to release of Cu from the same fraction of soil microbial biomass.     

西南某矿区土壤重金属的人体生物有效性及健康风险评估

利用生物可给性修正后土壤重金属经口摄入的人体健康风险值也可能被高估,而应用体内实际摄入剂量（生物有效性）作为健康风险评价指标将更为准确,但是基于生物有效性的矿区土壤重金属污染健康风险评估报道较少。以云南文山某矿区为研究对象,分析了5个土壤样点中镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）和铜（Cu）的含量,通过体外消化法测定了4种重金属的生物可给性,并结合BALB/c白变种实验室小鼠实验分析了重金属Cd的相对生物有效性（RBA）,基于此探讨该矿区土壤重金属Cd、Pb、Zn和Cu对人体产生的健康风险。结果表明,本研究区域土壤Cd污染较为严重,含量为2.06 mg·kg-1。四种重金属的生物可给性在胃相中的范围分别为24.29%～50.55%、7.68%～17.87%、24.61%～32.18%、7.75%～37.87%,在肠相中分别下降至22.78%～44.32%、1.64%～5.22%、14.10%～28.11%、8.51%～31.49%。动物实验测得的Cd在肝脏中RBA为1.31%～48.39%,肾脏中为2.83%～8.58%,肝和肾复合器官中为4.60%～50.95%,且肝和肾复合器官是测定...     

山地酿酒葡萄园土壤理化性质分析

对陕西省渭北高原山地3个不同海拔高度酿酒葡萄园0 ～ 60 cm土层土壤的理化性质进行了研究.结果表明:各葡萄园土壤pH均在8.0左右,属碱性土壤;土壤有机质和N、P、K等大量元素含量偏低,各种微量元素除了B含量很低以外,其他元素均含量丰富;各葡萄园土壤理化性质差异很大,从整体上看海拔最低点的最好.土壤养分中速效N、P、K含量与黏粒(＜0.002 mm)含量之间呈显著的正相关,与粉粒(0.002 ～ 0.02 mm)含量之间呈显著的负相关.