三峡库区消落区表层土壤重金属污染评价及源解析

三峡库区是我国重要的水源地, 研究库区水陆交错带消落区内土壤重金属污染程度并解析其来源,对水库的水环境和土壤环境具有重要意义。本研究采用地质累积指数, 对三峡库区消落区175 m 水位蓄水前12 个采样区表层68 个土样的土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As 和Cr 污染进行评价, 结果表明: 整个研究区不受Cr 污染, 研究区70%以上面积不受Pb、Cu 和Zn 污染; 研究区As 污染最严重, 其次为Cd 和Hg。利用因子分析法对这7 种重金属来源进行解析的结果表明, 库区消落区土壤重金属源可分为2 大类别:“自然因子”类别元素(Cr、Pb、Cu 和Zn)和“工业污染因子”类别元素(Hg、As 和Cd)。消落区表层土壤重金属污染评价及源解析可为消落区生态环境的综合治理提供参考。     

土壤重金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究

本文综述了土壤重金属污染的植物修复、金属超富集植物及其遗传工程的最新研究进展及存在问题,并提出加紧筛选和发现野生高生物量的金属超富集植物,在现有高生物量作物种质资源中筛选金属超富集作物,应用遗传工程技术把野生植物的超富集基因转移到现有高生物量植物(作物)中,寻找综合、可持续的植物修复手段等对策。     

Heavy metal contamination and risk assessment of human exposure near an e-waste processing site

Environmental pollution due to uncontrolled e-waste recycling activities has been reported in a number of locations in China. In this study, heavy metal pollution from primitive e-waste processing facilities was investigated. The pollution is due to high concentrations of metals present in the surrounding soils and vegetables. The highest enrichment factor values due to e-waste wastewater and waste discharges were found at Anqiaotou Village and Beian Village. Vegetables from the vicinity of the e-waste processing sites were found to have higher heavy metal pollution index values in comparison with those from the background site. The bioaccessibilities of heavy metals were decreased in the order of Cd?>?Pb?>?Sn?>?Zn?>?Ni?>?Cr. The e-waste processing site was badly polluted by Cd, Pb, Zn, Ni and Cr, with its pollution level decreased in the following order: Cd?>?Pb?>?Cr?>?Ni?>?Zn?>?Sn. Additionally, the greatest risk among six metals in the e-waste processing areas is caused by Cd and Pb. The risks associated with the consumption of contaminated vegetables grown in e-waste processing regions may be a potential health concern.     

长江三角洲地区土壤重金属污染的防治与调控

简要介绍了长江三角洲地区土壤重金属污染现状与特点及其成因,在此基础上提出了长江三角洲土壤重金属污染防范措施和2种不同类型的治理与调控措施。针对典型污染源引起的局部重度重金属污染土壤,宜使用工程修复与植物修复及其联用技术进行调控。针对农业和交通运输业引起的大面积轻度重金属污染土壤,宜从提高土壤自净能力的角度,运用环境矿物修复和农业生态措施进行调控。继而,进一步提出了今后长江三角洲地区土壤重金属污染防治与调控的主要研究方向。     

天山北坡土壤重金属含量的分布特征及其来源解释

以天山北坡巴里坤 伊吾、新源 巴音布鲁克和昭苏 特克斯3个区段为研究区域, 利用新疆土壤背景值、土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)、单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对不同区段土壤重金属含量进行污染评价, 应用多元统计分析方法对不同区段之间的土壤重金属含量及其污染指数进行定量比较, 分析并阐明不同区段土壤重金属含量的分布特征及其污染来源。结果表明: 天山北坡巴里坤 伊吾区段各重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)含量的平均值及其单因子污染指数和综合污染指数比新源 巴音布鲁克区段、昭苏 特克斯区段高, 新源 巴音布鲁克区段的比昭苏 特克斯区段高。巴里坤 伊吾区段土壤重金属污染程度比新源 巴音布鲁克区段、昭苏 特克斯区段高, 新源 巴音布鲁克区段的比昭苏 特克斯区段高。巴里坤 伊吾区段重金属污染除了受成土母质的影响之外, 还受人为因子(交通、工业和农业、旅游业)的影响, 其中PC1方差贡献率为91.22%; 新源 巴音布鲁克区段土壤重金属污染除了受成土母质的影响之外, 还受人为因子(交通和工业)的影响, 其中PC1方差贡献率为67.58%, PC2贡献率为22.47%; 昭苏 特克斯区段土壤重金属污染主要受成土母质的影响, 此外该区段的农业对其也有一定影响, 其中PC1方差贡献率为47.93%, PC2方差贡献率为29.84%。     

改良剂施用对重金属污染土壤溶液化学性质及豇豆生理特性的影响研究

本文研究了在不同生长时期凹凸棒土、硅藻土、泥炭、腐植酸对土壤重金属的钝化及豇豆生理特性的影响。结果表明:由于土壤的缓冲性,4种改良剂对土壤溶液pH影响较小;泥炭、腐植酸对Zn、Cu的钝化效果比凹凸棒土、硅藻土好,但4种改良剂对土壤溶液Pb和Cd浓度影响不明显;腐植酸、凹凸棒土均在不同程度上提高了豇豆叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性,其中腐植酸的作用最为明显。除泥炭外,3种改良剂均使豇豆叶片的丙二醛、脯氨酸含量降低。受叶片衰老的影响,成熟期各改良剂对豇豆生理特性的作用不如苗期明显;冗余分析表明:4种改良剂对重金属的钝化效果依次为腐植酸、泥炭、凹凸棒土、硅藻土。本次试验结果说明有机物料腐植酸、泥炭可作为缓解豇豆重金属Zn、Cu胁迫的改良剂。     

Heavy metal and chlorinated hydrocarbon contamination of selected aquatic sediments from the Berlin area

Sediments from the Berlin area were analysed for heavy metals and chlorinated hydrocarbons. the sedimentological and hydrogeological aspects of the Holocene sediments are discussed and an adapted sampling device for muds with a high water content is described. the contamination of surface sediments and dated cores is shown back in the 19th century; the hydrological influences on the degree of contamination and potential threats to groundwater and, via remobilisation, to surface waters are considered. It is concluded that the sediments of the Berlin area are highly contaminated.     

基于多元统计和模糊模型的沣河沉积物重金属污染风险评估

Concentrations of heavy metals in 74 sediment samples from the Fenghe River, which originates from the north of the Qinling Mountains and flows through Xi’an, Shaanxi Province, China, were characterized by employing geographic information system (GIS) mapping, fuzzy synthetic assessment, and multivariate statistical analysis to determine the enrichment characteristics of heavy metals as well as their potential risks of pollution to sediments. Al, Cd, and Co were the major pollutants, with a high enrichment factor (EF) value. Heavy metal concentrations from samples near the paper plant were maintained at a high level. Significant enrichment of Al, Ba, Cr, Ni, Pb, and Co was found in the midstream and downstream, while high concentration of Cu occurred in the headwater stream. Based on the cluster and principal component analyses, sediment metals mainly came from the paper plants, agronomic practices, natural sources, and tourism, with a contribution of 51.59%, 23.01%, 14.21%, and 9.88%, respectively. Sediment pollution assessment explored using fuzzy theory based on the entropy method and toxicity coefficient showed that 26, 32, and 11 sites fell into Class III (slightly polluted), Class IV (moderately polluted), and Class V (heavily polluted), respectively, and their scores of membership degree in the polluted level were on the rise, suggesting a relatively high degree of sediment metal pollution in the study area. Closely related to the excessive industrial and agricultural applications, metal pollution in sediment is necessary to be addressed in the Fenghe River.     

腐熟油菜秸秆、煤矸石组合的栽培基质重金属污染及蔬菜安全评价

以腐熟油菜秸秆、煤矸石等废弃资源为原料, 配制有机生态型无土栽培混合基质, 在人工光照室内以盆栽的方法栽培白菜、生菜、苋菜和菠菜, 采用尼梅罗综合污染指数和Hakanson 潜在生态风险指数法对5 种混合基质以及此基质中生长的 4 种蔬菜的重金属污染和潜在生态风险进行综合评价。结果表明: 5 种混合基质中, 煤矸石含量较少的T₁、T₂、T₃(即煤矸石与腐熟油菜秸秆的体积比分别为 2∶8、3∶7 和4∶6)基质的重金属污染程度较小, 潜在生态风险程度较低, 在这 3 种基质上栽种的蔬菜重金属综合污染评价等级为优良或安全, 符合蔬菜绿色食品标准。重金属对混合基质产生的污染中, Cd 和Hg 是主要的重金属污染及潜在生态风险因子, 其他重金属(Cr、Cu、Pb、Zn、As)的污染能力较低。此外, 影响混合基质重金属生物有效性的主要因子是有机质, 除Cd、As 外, 基质中的有机质含量与有效态重金属含量存在极显著负相关, 基质pH 对其影响较小。     

温室土壤剖面养分特征及重金属含量演变趋势研究

对沈阳市郊不同种植年限温室土壤速效氮、磷、钾剖面特征及重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量调查表明,随温室种植年限的增加,速效氮、速效磷含量在整个剖面内显著增加,与种植年限呈极显著正相关,速效钾含量增幅较小,说明温室N、P、K肥施用不均衡;重金属Cu、Zn、Pb含量随温室种植年限的增加有一定增加,Cd含量则随种植年限增加变化较小。农田及温室重金属含量较土壤背景值有一定程度增加,但均未超过国家土壤环境质量标准,尚未形成污染。     

渭干河-库车河绿洲土壤重金属分布特征与生态风险评价

随着工业发展和城市化进程的加剧,农用化学物质种类和数量不断增加,导致土壤受到不同程度的重金属污染,农田土壤重金属污染尤为严重。该文以新疆最典型的荒漠绿洲渭库绿洲为研究区,采集土壤样本57个,测定出土壤样本中砷(As)、汞(Hg)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)和铜(Cu)6种元素的含量,分别采用地统计空间分析法、地积累指数法(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)等方法,对研究区土壤重金属污染和潜在生态风险程度做出科学评价,并采用多因子分析方法对重金属的来源进行了讨论。1)研究区Hg、As、Cu、Cr、Pb和Zn 6种土壤重金属平均质量分数分别为2.41、0、37.64、25.25、39.78、15.01 mg/kg,平均含量均未超过国家二级标准,其中Pb的平均含量超过了新疆土壤重金属背景值,存在一定程度的重金属积累;2)由地积累指数法(I_(geo))和潜在生态风险指数(RI)分析得出,研究区土壤重金属的I_(geo)均值As(-4.59)Hg(-3.62)Cu(-1.92)Cr(-1.44)Zn(0.59)Pb(0.73),RI均值为22.26,整体上属于无污染水平,说明研究区域土壤重金属环境质量总体优良;3)通过综合相关性分析、主成分分析和聚类分析,研究区重金属的来源可以分为两类,Cu、Zn、Cr和Pb来源于成土母质等自然背景和人类农业生产活动;As和Hg来源于研究区域地形地貌、水文环境等自然背景。4)分析研究区域综合生态风险指数RI可知,研究区整体处于无污染水平,但各分区RI指数存在差异,其中西北部(NW)和东北部(NE)分区RI值相对较高,最高值出现在东北部(NE)分区上。该研究提出的分析方法能快速、客观反映绿洲土壤重金属污染特征以及来源,可为绿洲土壤环境质量评价和管理提供依科学依据。     

冶炼厂周边土壤重金属污染范围的界定与不确定性分析

在浙江省富阳市某冶炼厂周边以网格法采集了147个表层土壤样品,测定了铜、锌、铅和镉总含量。运用组合预测法(普通块状克里格法和三角网格插值法)预测了研究区各种重金属含量的空间分布,又运用指示克里格法预测了研究区各种重金属的污染概率;再分别依据土壤污染临界值(土壤环境质量标准)和污染概率的临界值(50%)来界定各种重金属的污染范围。本研究将基于两种方法的界定结果相对比来综合界定污染范围,并将污染土壤重金属污染状况分为污染、未污染和不确定。综合界定结果表明,研究区分别有71.7%、80.0%、3.0%、83.1%的区域土壤被重金属Cu、Zn、Pb、Cd所污染,不能被确定是否被重金属Cu、Zn、Pb、Cd所污染的区域分别占20.8%、10.5%、12.5%和10.9%。     

长三角和珠三角农业土壤中铅、铜、镉的化学形态与转化

研究了重金属Pb、Cu、Cd在长江三角洲和珠江三角洲土壤中的转化及不同Pb、Cu、Cd负荷水平对土壤重金属形态的影响。结果表明:未明显污染土壤中重金属主要以残余态为主,可提取态组分的比例Cd>Cu>Pb,但不同土壤之间有较大变化;随着土壤重金属负荷的提高,土壤中交换态重金属的比例增大,残余态比例下降,有效性提高,对环境威胁增大;当重金属加入量较低时,重金属优先向氧化物结合态、有机质结合态转化,而当加入量较高时,向交换态和碳酸盐结合态转化的比例明显增加;pH和土壤组分对重金属在土壤中的转化有显著影响,土壤pH下降可使交换态Cd、Cu、Pb的比例递增。     

三峡库区柑橘园土壤重金属行为特征研究

试验研究三峡库区奉节县、忠县、长寿湖和江津市柑橘园土壤重金属行为特征结果表明,0~30cm土层土壤全Cd、有效镉含量显著高于30~60cm土层,说明三峡库区柑橘园土壤已受到Cd污染;三峡库区柑橘园土壤重金属源于成土母岩,柑橘园黄壤全Cu、全Cr、全Zn和全As含量显著高于紫色土,而有效锌、有效镉、有效铜和有效铅含量显著低于紫色土。柑橘园紫色土中有效镉占全量百分比达30.39%,黄壤中有效镉占全量百分比仅为2.30%。     

区域水土保持生态修复模式及效果评价——以长江流域两当河上游为例

根据长江流域两当河上游的环境特点,提出了自然力与人工辅助相结合的水土保持生态修复技术及建设模式,包括退化林地修复模式、荒山荒坡修复模式、农地修复模式和生态辅助措施.并应用遥感技术和地面人工调查相结合的方法,对生态修复模式实施的效果进行评价.结果表明,两当河退化生态系统修复效果明显,农田退化系统恢复效果显著,植被盖度提高,种群数量增加,生态系统向良性演变.     

南京栖霞重金属污染区植物富集重金属效应及其根际微生物特性分析

以南京栖霞重金属污染区5种植物及其根际土壤为研究对象,对植物富集重金属特征以及重金属含量与根际土壤细菌数量、土壤酶活性等的相关性进行了调查分析。结果发现,植物根际重金属污染物以Zn和Cd为主;重金属污染地区的植物有较强的吸收重金属能力,龙葵和茼草具备了超积累植物的基本特征;植物根际细菌和Pb抗性细菌的数量达到了107CFU g-1土;根际土壤酶活性未受到重金属的毒害或受到的毒害很小;植物体中重金属含量与土壤重金属含量及其存在状态、土壤酶、土壤重金属抗性细菌有显著的正相关性。根际土壤细菌尤其是具有重金属抗性的活性细菌可能会促进土壤重金属的活化,由此促进植物体对重金属的吸收和转运。     

The impact of increasing heavy metal stress on the diversity and structure of the bacterial and actinobacterial communities of metallophytic grassland soil

A study was undertaken to investigate the bacterial community found in metallophytic grassland soil contaminated with Zn and Pb. We hypothesised that such communities would be tolerant of additional heavy metal stress due to phylogenetic and functional adaptation. In microcosm experiments, lasting 51 days, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analyses was used to compare the total bacterial and actinobacterial communities in non-amended soils and those to which additional Pb and Zn concentrations were added. There was a decrease in total bacterial diversity with each addition of Pb and Zn; in contrast, the actinobacterial community diversity remained unaffected. The community structures were analysed using multivariate analyses of the DGGE profiles. Total bacterial community profiles showed two distinct groups sharing less than 80% similarity, irrespective of Pb and Zn addition. The first contained profiles sampled during the first 7 days of the experiment; the second contained those sampled from day 10 onwards. Actinobacterial profiles from those that were non-amended showed a similar distribution to those of the total bacterial community. However, in soil amended with fivefold additional Pb and Zn, all the profiles shared more than 80% similarity. Raup and Crick analyses suggested that total bacterial soil communities were subject deterministic selection becoming significantly similar as the experiment progressed, but this was inhibited by the highest concentration of additional Pb and Zn. Actinobacterial communities showed a similar response but were less affected by elevated Pb and Zn concentrations. These data indicate that the diversity of the actinobacterial community was not negatively affected by additional heavy metal stress in contrast to total bacterial community diversity.     

重金属污染农田安全利用:进展与展望

我国耕地土壤污染面积广,污染情况复杂,农产品重金属超标问题已经关系到国计民生。常用的物理化学修复方法成本高,不适用于大面积的中低污染农田。植物提取修复方法成本低,环境友好,但修复时间长,推广困难。总的来讲,基于重金属移除的诸技术在解决农田重金属污染方面还没有太大优势。相较而言,农田安全利用在不移除或缓慢移除土壤重金属的条件下,以生产安全农产品为目标,具有更加坚实的现实意义和推广价值。种植低吸收农作物是安全利用的重要措施,基因工程手段在低吸收农作物品种筛选中具有巨大的潜力,但其可能带来的生态环境风险使得这些通过基因工程得到的低吸收作物的田间种植面临着巨大挑战。土壤添加剂可以改变土壤重金属形态,降低重金属的生物有效性,但会对土壤质量产生影响。微生物尤其是土著微生物的利用越发受到关注,改变微生物的生存环境与基因工程手段能够强化微生物的钝化效果。施肥、水分管理、间作等农艺措施也能改变土壤重金属的形态,抑制作物对重金属的吸收。未来以加强推广为目的,多种技术手段的联合应用是重金属污染农田安全利用的重要发展方向,其中以生物技术为核心的利用模式具有十分重要的意义。     

复合污染土壤中土霉素的吸附行为及其对土壤重金属解吸影响的研究

参考经济合作与发展组织(OECD)化学品试验导则No.106,采用批量平衡试验的方法,探讨了土霉素(Oxytetracycline,OTC)在3种土壤中的吸附解吸特性,并考察了土霉素外加量对土壤中4种代表性重金属元素(铜、锌、铅、镉)解吸量的影响。试验设置的土霉素初始浓度为0.01、0.1、1.0、5.0、10.0、25.0、50.0、100、200和400 mg L-1。结果表明:(1)存在一个土霉素特征浓度,高于或低于该浓度值时土霉素的吸附性质有所差异,且高低两个浓度范围内的数据均能用Freundlich模型与Langmuir模型较好地拟合;(2)当土霉素浓度在0~25 mg L-1之间时,能在土壤表面与重金属发生竞争吸附,且重金属解吸量随土霉素浓度的增加而增加;当土霉素浓度在25~100 mg L-1之间时,部分游离态重金属以与土霉素的络合物形式重新固定于土壤表面,土壤重金属的解吸量随土霉素浓度增加而减少;土霉素浓度高于100 mg L-1时,体系p H相对于对照有明显下降,土壤重金属的解吸量与土霉素浓度又呈正相关。     

开垦年限对黄河三角洲盐碱地土壤质量的影响

以黄河三角洲开垦年限5 a、10～15 a、20～25 a、30～35 a、50～60 a的小麦/玉米连作土地利用类型为研究对象,从土壤物理、化学、生物学指标出发,选取容重、有机质、全氮、有效磷、速效钾、全盐、pH、蔗糖酶、碱性磷酸酶等9个土壤质量指标,通过主成分分析,计算土壤质量综合指数(Soil Quality Index,SQI),定量评价不同开垦年限土壤质量变化过程。结果表明:土壤质量随开垦年限的增加呈增加的趋势,与未开垦荒地相比,开垦5 a、10～15 a、20～25 a、30～35 a、50～60 a的SQI在0～20 cm和20～40 cm土层分别提高了36.70%～161.49%和164.44%～444.40%。SQI在不同开垦年限期间表现出不同的上升程度,与未开垦荒地相比,开垦初期(5 a)0～20 cm和20～40 cm土层SQI分别提高了36.70%和164.44%,开垦10～15 a后,SQI较开垦初期(5a)分别提高了38.27%和18.18%,开垦20～25 a后较10～15 a分别提高了10.37%和39.35%,30～35 a较20～25 a分别提高了24.42%和24.79%,50～60 a较30～35 a分别提高了0.74%和0.17%。开垦5 a、10～15 a、20～25 a、30～35 a、50～60 a的0～20 cm土层分别较20～40 cm土层SQI提高了65.69%、93.85%、53.53%、53.08%、86.95%。表明开垦种植作物会提高黄河三角洲盐碱地土壤质量。