绿化植物废弃物对重金属迁移的影响

采用土柱模拟实验,比较研究了覆盖绿化植物废弃物与土壤之上和绿化植物废弃物与土壤混合处理对城市绿地土壤中重金属淋溶的影响。结果表明,Zn、Pb和Cd均在80天后淋溶完全,而Cu有所不同,在80天后又有增加的趋势,原因可能跟重金属与有机质的结合能力有关。此外,绿化植物废弃物与土壤相混合能抑制Cu、Zn、Pb和Cd向下淋溶,而绿化植物废弃物覆盖于土壤之上则有促进Cu、Zn、Pb和Cd淋溶的趋势,且不论是混合处理还是覆盖处理,20cm厚绿化植物废弃物的处理均比10cm厚绿化植物废弃物处理对Cu、Zn、Pb和Cd的促进或抑制作用大。研究还得知,Cu、Zn、Pb和Cd的迁移还与土壤pH有关,低pH土壤有利于重金属的淋溶。     

施污土壤与污泥中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布

污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤和污泥中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了污水污泥和施污后的西红柿地土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。施用污泥堆肥10t hm-2后的土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的全量与各种形态含量无明显增加,Cu、Pb、Zn含量远低于国家土壤环境质量标准。土壤中Cu的各种形态分布关系是:残渣态>可还原态=可氧化态>可交换态和弱酸溶解态,Cu在土壤中的存在是以最稳定的残渣态为主。堆肥污泥与干化污泥相比,残渣态Cu的比例明显增加。土壤中Pb的各种形态分布关系是以残渣态和可还原态为主,但可氧化态的分布比例最小。土壤中Cd的可交换态、可还原态和残渣态各占据相等的含量,但可氧化态Cd的含量几乎为零。Zn在土壤中的各种形态分布关系是:可交换态和弱酸溶解态>可氧化态>可还原态>残渣态,Zn在土壤中的存在是以最易迁移的可交换态和弱酸溶解态为主。这些金属元素在土壤中的相对稳定性顺序为:Cu>Pb>Cd>Zn。Zn在土壤中的移动性要远高于Cu。     

6种固化剂对土壤Pb Cd Cu Zn的固化效果

通过在重金属污染土壤中分别施加沸石、石灰石、硅藻土、羟基磷灰石、膨润土和海泡石6种固化剂,研究了这6种固化剂对土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的固化效果,筛选出几种效果较好的固化剂。实验结果表明：沸石、石灰石和羟基磷灰石均能够有效地降低土壤中交换态Pb、Cd的含量,并且明显减少了土壤中Pb、Cd的毒性浸出量,其中沸石最多降低土壤中交换态Pb、Cd含量分别达到48.7%和56.2%,减少土壤中Pb、Cd的毒性浸出量达到37.1%和30.1%;沸石、石灰石均能够有效降低土壤中交换态Cu的含量,降低量分别高达68.1%和85.2%,膨润土能有效减少土壤中Cu的毒性浸出量,减少量最高达到66.51%;石灰石对土壤中Zn有着良好的固化效果。     

赤泥对污染土壤中Cd,Pb和Zn形态及水稻生长的影响

通过盆栽试验,研究了赤泥对污染土壤中Cd,Pb和Zn形态和水稻糙米中Cd,Pb和Zn含量以及水稻生长的影响。结果表明,添加赤泥可有效提高土壤pH,改变土壤中Cd,Pb和Zn的形态,显著降低土壤中交换态Cd,Pb和Zn含量以及水稻糙米中的Cd,Pb和Zn含量。当赤泥施用量为12.5 g kg-1土时,土壤中交换态Cd,Pb和Zn的含量分别比空白对照降低了40.81%、25.68%和38.48%;水稻糙米中Cd,Pb和Zn的含量分别比空白对照降低了70.45%、42.46%和29.19%。与空白对照相比,赤泥施用量为5.0 g kg-1土时,水稻株高、穗长及每盆粒重均显著提高。但当赤泥施用量超过10.0 g kg-1土时水稻生长会受到抑制。在赤泥农业应用时应考虑其施用量及潜在的环境风险,以免影响作物生长。     

Cd,Zn,Pb单因素及复合污染对土壤酶活性的影响

通过Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ单因素处理和复合因素处理的对比性研究发现,无论是单因素或复因素对土壤酶活性的抑制效应顺序均为Ｃｄ〉Ｚｎ〉Ｐｂ;在研究的４种土壤酶中,腺酶受重金属的抑制作用最为敏感;Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ复合污染与各单因素的影响有较大差异,同时,Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ复合污染对４种土壤酶活性的影响效应亦不同。其复合污染对腺酶表现出协国抑制负效应的特征;对过氧化氢表现出一定的屏蔽作用或拮抗作用;转化酶或碱性炮     

不同品种水稻糙米对Cd Cu Zn积累特性的研究

以酸性矿山废水污染的含有多种重金属的农田土壤为供试土壤,通过盆栽实验,研究不同水稻品种,不同类型、不同遗传背景水稻糙米重金属Cd、Cu、Zn的积累差异。结果表明,供试水稻糙米Cd含量为0.006～0.092mg·kg-1,最高值和最低值相差15倍;Cu含量为6.712～27.117mg·kg-1,最高值和最低值相差4倍;Zn含量为28.390～43.296mg·kg-1,最高值和最低值相差不到1倍。常规稻和杂交稻糙米的Cd、Cu、Zn含量差异不明显。三系杂交稻的糙米Cd、Cu含量极显著高于二系杂交稻,而二系杂交稻糙米中Zn含量则显著高于三系杂交稻。不同遗传背景水稻品种糙米Cd、Cu、Zn含量也存在明显差异。相关分析结果表明,糙米中Cu、Cd含量间呈极显著正相关,Cu、Zn含量之间存在显著负相关,而Cd、Zn含量间的相关性不明显。     

Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的生物富集效应研究

泽兰实蝇(Procecidochares utilis Stone)是目前入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)的一种重要天敌, 但在重金属污染的矿区泽兰实蝇对紫茎泽兰的植株寄生率明显降低。故利用同心圆采样法在云南兰坪金顶铅锌矿区5 km范围内采集土壤、紫茎泽兰及泽兰实蝇并测定重金属含量, 以研究重金属在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的生物富集效应, 探讨重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制。结果表明: 土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中Pb、Zn和Cd含量随着距矿中心距离的增加而极显著下降, Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰茎系统中的富集系数分别为0.205~0.614、0.058~0.079和0.222~0.398, 平均值分别为0.453、0.067和0.315, 在紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的富集系数分别为1.06~7.69、9.68~20.13和1.13~1.56, 平均值分别为2.47、12.83和1.42。Cd和Zn属于强聚集, Pb属于很强聚集的元素。本研究结果证明, Pb、Zn和Cd可以在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统逐级传递富集, 并初步阐明了重金属Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的传递规律。这丰富了重金属污染的生态毒理学效应, 为进一步研究重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制奠定了基础。     

有色金属矿区周边土壤磁化率与Pb、Zn、Cd的相关性研究

有色金属矿区周边土壤是典型的人为污染土壤,人为污染土壤具有特殊的磁化率特征。本文选取有色金属矿区表层土壤来研究土壤磁化率与Pb、Zn、Cd的关系,研究结果表明:兰坪与会泽土壤表现出不一样磁性特征,兰坪磁化率变异系数较大。兰坪和会泽均表现为Cd污染最为严重。兰坪土壤仅重金属Cd与磁化率χlf相关性显著;有效态Pb、Zn、Cd均与磁化率χlf的相关性显著;而会泽土壤仅Pb与磁化率χlf呈显著相关关系;有效态仅Zn与磁化率χlf的相关性达到显著水平。兰坪土壤pH、电导率与磁化率χlf相关性较好,有机质与磁化率χlf的相关性不显著;会泽土壤pH、电导率及有机质与磁化率的相关性均未达到显著水平。本研究为矿区土壤环境状况调查提供参考,同时也为找寻土壤磁化率χlf和重金属的关系、实现快速掌握土壤重金属污染状况提供理论基础。     

湖南4个典型工矿区大豆种植土壤Pb Cd Zn污染调查与评价

通过对湖南4个典型工矿区（郴州柿竹园矿区、郴州宝山矿区、衡阳水口山矿区、株洲清水塘工业区）大豆以及其种植土壤的采样调查,综合评价了4个工矿区大豆及其种植土壤重金属污染程度。结果显示：（1）4个工矿区21个采样点的大豆及其种植土壤已经受到了重金属污染。土壤中Pb、Cd、Zn的浓度范围分别为269.02～6450.35、3.04～23.93、104.22～381.91mg·kg-1,大豆籽粒中这3种重金属的浓度范围分别为4.69～20.05、0.81～5.48、24.87～190.48mg·kg-1,均已超过相应的标准。（2）21个采样点中大豆植株对Pb、Cd和Zn的生物富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,表明大豆植株对Cd富集能力大于Zn和Pb。（3）21个土壤样品中交换态Pb、Cd、Zn含量与大豆植株样品各部位中这3种重金属元素含量基本上存在着显著或极显著的正的线性关系。     

不同肥料长期施用下稻田镉、铅、铜、锌元素总量及有效态的变化

以中国科学院桃源农业生态实验站的长期田间定位试验为基础,研究了16年长期定量施肥对土壤Cd、Pb、Cu和Zn积累及其有效性的影响。结果表明:单施化肥可使土壤Cd含量降低、Pb含量增加,对Cu和Zn的积累无显著影响,水稻收获时的移出效应可能是Cd含量降低的主要原因;与单施化肥相比,有机物料循环可提高土壤Cd和Pb的积累,但对Cu和Zn的积累无显著影响。试验期内单施化肥对土壤Cd、Pb、Cu和Zn的有效性无显著影响;有机物料循环可显著提高Cd和Zn的有效性,这与有机物料循环引起的土壤有机质含量增加和pH降低有关。     

Adsorption density,mobility and limit values of Cd,Zn, Cu and Pb in acid forest soils

To investigate Cd, Zn, Cu and Pb adsorption in acidified forest soils, six soil samples of the aluminium buffer range were selected and analyzed for their physical and chemical properties. Determination of the specific surface area using ethylene glycol monoethyl ether (EGME) adsorption yielded a characteristic value of the solid phases, which can parameterize the major properties of the various soil constituents with sufficient accuracy.

Traditional adsorption isotherms reveal the relation between the amount of a heavy metal adsorbed and the heavy metal concentration in the soil solution only for the soil under study and can therefore not be applied to other soils. To meet the aim of modelling heavy metal adsorption and mobility also for soils differing greatly in their properties, it was attempted to establish a generalizing adsorption isotherm for soils of entirely different composition of the solid phase. The generalizing adsorption density isotherms introduced in the following provide a useful mathematical model for the quantity/intensity relation of heavy metals in soils that differ greatly in their specific surface area and their composition.

It is also shown that limit values which take into account the major quantities influencing heavy metal adsorption and mobility in acid soils can be established from the regression equation between the adsorption density of a heavy metal (ions/m² specific surface area) and its concentration in the soil solution. In particular in view of the groundwater contamination to be expected if acid rain and, as a result, soil acidification continues, these limit values seem to provide considerably more information than the European limit values, given in mg heavy metal /kg soil, which are presently valid for any soil condition and property.     

镉、锌、铅单元素及其复合污染 与土壤过氧化氢酶活性关系的研究

试验研究潮褐土中Cd、Zn、Pb单元素及其复合污染与土壤过氧化氢酶活性的关系结果表明,单因素处理Zn主要表现为抑制作用,并与土壤过氧化氢酶活性间存在显著线性负相关;Cd<10mg/kg时表现为激活作用,达50mg/kg时表现为抑制作用,并与土壤过氧化氢酶活性间存在显著指数负相关;而Pb主要表现为激活作用,与土壤过氧化氢酶活性间存在显著线性正相关,且单因素Cd、Zn、Pb对土壤过氧化氢酶活性抑制顺序为Zn>Cd>Pb。复合污染条件下重金属Cd、Zn、Pb交互作用较复杂,Cd、Zn对土壤过氧化氢酶活性交互作用表现出协同抑制负效应特征;而Pb表现出明显的拮抗作用或屏蔽效应,尤其Pb浓度高时其屏蔽作用明显。同浓度Cd、Zn其复合因素处理土壤过氧化氢酶活性高于单因素处理,而Pb复合因素处理土壤过氧化氢酶活性明显低于单因素处理。     

秸秆炭化后还田对不同镉污染农田土壤中镉生物有效性和赋存形态的影响

通过土壤培养试验和生物盆栽试验,研究不同镉污染土壤上作物秸秆炭化后还田对不同镉污染土壤中镉的赋存形态和生物有效性影响,结果表明：在碱性的镉污染土壤上,秸秆炭化后还田降低了玉米地上部生物量,但对玉米地上部镉含量和镉吸收量无显著影响;在酸性的模拟镉污染土壤上秸秆炭化后还田对玉米生长无影响,但还田含镉的油菜秸秆黑炭显著增加了玉米地上部镉含量和镉吸收量;还田不含镉的玉米秸秆黑炭对镉污染土壤中DTPA提取态镉含量没有明显影响,但还田含镉的油菜秸秆黑炭显著增加了镉污染土壤中DTPA提取态镉含量;施用含镉的油菜秸秆黑炭增加了镉污染土壤中水溶和交换态镉含量;施用玉米和油菜秸秆黑炭均显著降低了模拟镉污染土壤中水溶和交换态镉含量;增加了松有机结合态、碳酸盐结合态和紧有机结合态镉含量;模拟镉污染土壤施用玉米和油菜秸秆黑炭6个月后土壤中水溶和交换态镉仍然是土壤镉的主要赋存形态,水溶和交换态镉占土壤全镉的70%以上。综合以上结果可知,秸秆黑炭不能降低污染土壤中镉的生物有效性和植物对土壤镉的吸收量。     

纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响

通过室内培养实验,研究了纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性的影响。结果表明,施加纳米羟基磷灰石显著提高了土壤pH,其中3%和5%添加剂量处理60 d后使土壤pH分别提高了1.23个和1.35个单位;纳米羟基磷灰石显著减少了毒性较强的离子交换态Cu/Cd的含量,增加了毒性中等的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及毒性最低的残留态Cu/Cd含量,使Cu/Cd由植物可利用态向潜在可利用态转变;纳米羟基磷灰石不同程度地提高了土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。3种酶活性与Cu/Cd形态分布的相关性表明,过氧化氢酶和酸性磷酸酶对土壤重金属Cu/Cd活性变化比较敏感,可以作为重金属Cu/Cd污染土壤的评价指标。     

玉米和不同蔬菜间套模式对重金属Pb、Cu、Cd累积的影响研究

通过田间小区试验,研究了玉米、青花、白菜和油毛菜间作及套作马铃薯、豌豆和西葫芦对重金属Cd、Pb、Cu累积含量的影响。结果表明,玉米与油毛菜间作与单作相比较,玉米中Cd含量显著下降了72.9%,油毛菜中Cu含量显著下降了49.8%,套作西葫芦时Pb含量显著下降了56.8%;间套作条件下,显著降低了重金属Cd、Pb、Cu在玉米和蔬菜可食部分的累积含量,与单作相比平均下降了30%、37.9%和28.6%。玉米和不同蔬菜间套模式是抑制作物可食部分吸收累积重金属Pb、Cu、Cd含量的有效措施。