2种生物炭对复合污染土壤中重金属形态的影响

采用五步连续提取法研究了2种生物炭对复合污染土壤中Cu、Pb、Zn和Cd的化学提取态的影响。结果表明,施加2种生物炭后,土壤中4种重金属生物有效态的含量均下降。对照处理中4种重金属主要以残渣态的形式存在,其中Zn、Pb、Cd和Cu所占的比例分别为79.0%、77.5%、75.0%和63.0%。施加猪粪生物炭后,Zn、Pb和Cd水溶态与交换态占总含量的比例下降,Pb、Cu和Cd的残渣态所占比例增加。施加稻壳生物炭后,Pb和Cd的残渣态所占比例增加,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、水溶态与交换态比例均下降;Zn和Cu的碳酸盐结合态比例下降,残渣态比例增加。添加猪粪生物炭和稻壳生物炭后Pb、Cu的残渣态比例分别增加了8.4%、5.8%和7.9%、9.5%;表明添加2种生物炭可以降低Pb、Cu的有效性,但比例相差不大。     

生物炭修复重金属污染土壤的研究进展

生物炭稳定材料有巨大修复潜力,由于其稳定性强、修复效率高、绿色环保等特点成为当前土壤重金属修复的一大研究热点。参阅国内外关于生物炭修复土壤各类重金属污染的文章,从生物炭的结构和基本特性、生物炭吸附重金属的机理、生物炭吸附重金属的影响因素、生物炭对重金属生物有效性的影响这4个方面进行阐述,并对生物炭在土壤重金属污染中的修复潜力与未来的研究方向进行了相关的展望。     

生物炭对土壤重金属污染修复研究

土壤污染是我国当前面临的一项严峻的土地利用、粮食安全和生态环境问题,重金属污染由于其稳定性强、不易迁移、难以降解以及含有毒性成分等特点,严重危害土壤系统和生态系统。生物炭由于其自身比表面积、孔隙率较大以及官能团丰富等特点,对土壤重金属污染修复具有显著的效果。研究了生物炭对土壤重金属修复机理,综述了不同生物炭及改性生物炭复合材料对土壤重金属修复和改良情况,并结合实际,提出了加强针对多种重金属污染的生物炭修复技术研究和加强修复土壤重金属污染之后的土地利用研究等展望及建议。     

土壤-作物系统重金属迁移转化研究进展

随着工农业的快速发展,我国土壤重金属污染问题日益严重,引起了全社会的广泛关注.土壤重金属可以在农作物中富集,从而影响农产品质量或导致减产,并通过食物链进入人体造成巨大危害,因此重金属在土壤-作物系统中的迁移转化已成为当下的研究热点.该文对土壤重金属的来源、土壤重金属迁移至作物系统的转化方式、影响重金属迁移转化的因素以及土壤重金属在作物中的分布和潜在风险进行了综述,并对未来土壤重金属的研究进行了展望.     

黑曲霉对生物炭中磷释放及形态转化的影响

为了解解磷真菌对生物炭中磷的释放及形态转化的影响,以污泥和水稻秸秆为原料,分别在400℃和700℃下制备得到两种生物炭,然后从土壤中筛选得到一株有解磷能力的黑曲霉,并以生物炭为唯一磷源进行培养,研究黑曲霉存在下生物炭中磷的释放和形态转化。结果表明:黑曲霉的存在使污泥生物炭中磷的释放量从0.73 mg·g~(-1)提高到78.55 mg·g~(-1),使秸秆生物炭中磷的释放量提高了50%以上。热解温度对污泥生物炭中磷的释放具有重要影响,700℃下制备的污泥生物炭释放的磷比400℃下高出46%,但对秸秆生物炭的影响不显著。生物炭直接释放出的磷主要为焦磷酸盐,在黑曲霉的作用下,磷的主要形态由焦磷酸盐转为正磷酸盐。研究表明,黑曲霉能促进生物炭中磷的释放与形态转化,有利于增大生物炭中有效态磷的含量,进而提高生物炭在土壤领域的应用价值。     

土壤重金属形态分布特征与生物效应的研究进展

在综述近年来土壤中重金属化学形态分析及其与生物有效性分析和土壤酶活性之间关系的研究进展的基础上,总结了重金属形态与土壤酶活性以及土壤污染指标的关系,进而提出了需要解决的问题和今后的发展方向。     

土壤重金属形态分布特征与生物效应的研究进展

在综述近年来土壤中重金属化学形态分析及其与生物有效性分析和土壤酶活性之间关系的研究进展的基础上,总结了重金属形态与土壤酶活性以及土壤污染指标的关系,进而提出了需要解决的问题和今后的发展方向。     

稻壳生物炭对矿区重金属复合污染土壤中Cd、Zn形态转化的影响

明确稻壳生物炭的农业生态效应对合理利用其修复矿区重金属复合污染土壤具有重要意义。通过盆栽试验,研究了稻壳生物炭不同施用量(0、5、10、20、50、100 g·kg~(-1))对重金属复合污染土壤p H、CEC和Cd、Zn赋存形态转化的影响。结果表明:与对照相比,稻壳生物炭的添加使土壤p H升高0.18~0.29个单位,CEC提高32.89%(5.68 cmol·kg~(-1));同时,重金属复合污染土壤中弱酸提取态Cd、Zn分别降低21.88%、19.63%,氧化态Cd、Zn分别降低24.12%、18.62%,可还原态Cd、Zn分别降低13.72%、8.97%;而使残渣态Cd、Zn分别升高115.56%、39.45%。综上所述,稻壳生物炭的添加提高了矿区重金属复合污染土壤的p H和CEC,促进了重金属复合污染土壤中Cd、Zn的弱酸提取态、可氧化态和可还原态向化学性质稳定的残渣态转化,降低了土壤重金属的有效性,实现了对重金属复合污染土壤的修复。     

生物炭在土壤重金属镉污染治理中的应用分析

随着镉(Cd)污染治理过程中问题的不断出现,炭材料与钝化剂的联合应用而生。为此,文章主要研究生物炭的吸附性能及其环境行为,并分析生物炭对镉污染土壤的修复效应,为生物炭在重金属镉的防治提供了一定的理论依据。     

畜禽粪便中重金属含量、形态及转化的研究进展

随着集约化、规模化养殖业的发展,畜禽粪便中重金属引发的环境污染问题日益严重。文章综述了畜禽粪便中重金属的来源、含量、形态及转化的研究进展,指出堆肥是当前畜禽粪便中重金属污染控制的有效手段,在堆肥过程中添加沸石、膨润土和风化煤等钝化剂,能够有效降低畜禽粪便中某些重金属元素的生物有效性,减少其对土壤环境和农产品污染的风险;在保持有效养分的条件下,研究不同钝化剂对畜禽粪便堆肥过程中重金属形态转化的影响以及不同处理对畜禽粪便中重金属生物有效性的影响,将是今后研究的重点。     

陕西某铅锌冶炼区土壤重金属污染特征与形态分析

为了探讨铅锌冶炼对土壤环境质量的影响,对陕西某铅锌冶炼区土壤中重金属的含量和形态进行了分析,并运用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染程度进行评价。结果表明,Pb、Cd、Cu、Zn含量的平均值分别是陕西省土壤背景值的19.27、135.32、2.76、8.02倍。单因子污染指数评价结果显示,Cd(19.53)达到重度污染,Zn(1.78)和Pb(1.09)达到轻度污染,Cu(0.56)无污染。内梅罗综合污染指数评价结果表明,冶炼厂东、西10 km范围内土壤均处于重度污染程度,且东部高于西部。重金属形态分析结果显示,Pb、Cd、Cu、Zn各形态在全量中所占的比例都以残渣态(34.45%～45.98%)最大,其次为可氧化态(27.45%～30.57%),再次为可还原态(17.63%～23.61%),最后为可交换态(6.80%～14.41%)。重金属形态比例和土壤理化性质的相关性分析表明,pH值与Cd、Cu的可交换态比例呈显著负相关,与Zn的残渣态比例呈显著正相关。土壤有机质与Cd的可交换态比例、可还原态比例呈显著负相关,与Cd的残渣态比例呈显著正相关。铅锌冶炼厂周围土壤受到以Cd污染为主的多种重金属的复合污染,冶炼厂大气沉降、采矿场扬尘是主要污染源。土壤重金属污染防治中应当加强冶炼厂烟尘点源控制,防止土壤酸化。     

绿带对公路两侧土壤重金属含量的影响研究

在316国道华容至鄂州临江段，通过对不同绿带后0～20 cm土层的土壤铅、铜。锌含量的测定，结果 表明：①0～150 m范围内 3种重金属元素含量的平均值为双行绿带区＜单行绿带区＜元绿带对照区。绿带对公路 旁土壤中的重全属污染有根好的防护作用，可有效地降低污染程度、缩小污染范围，双行绿带的防护作用优于单行 绿带必上壤中铅、铜、锌的含量均随距公路距离的增加而降低，其中锌含量与采样距离呈极显著的负相关关系。 ③3种重金属元索间均呈正相关关系，其中铜与锌呈极显著的正相关关系。     

设施菜地和露天菜地的土壤重金属含量及累积特征

【目的】比较分析不同种植年限的设施菜地和露天菜地土壤重金属的污染特征,为菜地管理及土壤重金属污染治理提供科学依据。【方法】以豫西洪积平原洪庄杨乡附近的露天菜地和设施菜地土壤为研究对象,大田土壤为对照,以种植年限(0～4,5～9,10～19,≥20年)为采样依据,测定8种土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg)的含量,并运用地累积指数和内梅罗指数,对研究区设施菜地和露天菜地的土壤重金属含量及其累积特征进行综合分析。【结果】①2类菜地土壤重金属Cu、Ni、Pb、Cd和Hg含量存在不同程度的超标,而大田对照土壤除Ni外,其他各重金属含量均不超标;除Ni元素外,露天菜地和设施菜地土壤重金属含量均具有随种植年限增加而增大的趋势,而露天菜地则由于易受外界条件影响而在总体增大趋势之下呈现一定的波动性。②露天菜地和设施菜地土壤均存在Pb、Hg、Cd的累积污染,其程度大小均为Hg>Cd>Pb,且随种植年限的增加累积污染程度增大。③露天菜地和设施菜地土壤均达到了重金属强度污染水平,且均随种植年限的增加而呈加重态势,露天菜地土壤重金属综合污染指数较设施菜地高。【结论】研究区菜地土壤已产生不同程度的重金属累积污染,露天菜地和设施菜地具有大致相似的污染特征,累积污染均随种植年限增加而加重,但外源性因素对露天菜地重金属污染的影响更广泛。     

不同胶体类型灌溉水对塿土中重金属解吸及运移的影响

利用蒙脱石胶体悬液、胡敏酸胶体悬液和蒸馏水模拟无机、有机和纯净型灌溉水,进行重金属污染土壤的解吸和土柱淋溶实验,测定土壤中Ni、Cd和Pb的含量。研究表明:三种灌溉水质对Cd的解吸能力均大于Ni、Pb,Cd的总解吸率可达16.34%~26.51%;Cd和Ni第一次解吸率均高于第二次解吸率,而Pb则相反;对Cd、Ni的解吸能力最强的是有机型灌溉水,而对Pb的解吸能力最强的则是无机型灌溉水。土柱淋滤实验表明,Cd在土壤中的移动性很强,Ni次之,Pb在土壤中的移动性最差。水质对Cd迁移的影响最为明显,在淋洗30 d后即可见水质对迁移的影响差异;水质对Ni的影响次之,在淋洗45 d后方可显见;水质对Pb的运移在实验期间无影响。     

京郊不同剖面土壤重金属的分布与迁移

通过对北京东南郊区3种种植方式下的土壤剖面重金属元素的调查分析,获得了不同种植模式下剖面重金属元素的空间分布特征。结果表明:不同种植模式下,各剖面土层中铅、铜、镉和铬的空间分布不同,菜地剖面上层重金属含量较高,其土壤重金属污染程度深;垂直分布重金属元素含量随土壤深度呈降低趋势,并在一定深度低于背景值。由于污染元素的量和迁移速度不同,在不同土层积累状况不同,以镉的表层富集趋势最为明显。     

再生铝企业周边农田土壤与农作物重金属含量特征分析

为探究再生铝企业群周边农田土壤及作物的污染状况,通过现场采样及室内测试,对企业周边土壤及农作物中7种重金属元素的含量进行分析,应用空间插值法对土壤重金属的空间分布特征进行研究。结果表明,研究区域土壤中Cd含量相对较高,含量范围为0.11~1.86 mg·kg^-1,其平均值超过了我国土壤污染风险筛选值标准,Cu、Cr、Zn、Pb、Cd、Ni和As 7种元素的平均值分别达到河北省背景值的1.9、1.1、1.4、1.5、4.1、0.91倍和0.39倍,Cd元素存在强生态风险。从空间分布特征来看,土壤中Cd、Pb、Cu、Zn 4种元素均表现出以企业为中心向四周逐渐递减的分布趋势,且高值分布范围相对其他金属较广。小麦籽粒中Cu、Zn、Cd、Cr和Pb 5种元素存在不同程度的超标现象,最严重的为元素Pb,其含量范围为0.02~1.06 mg·kg^-1,与食品安全国家标准相比,最大超标倍数达到5.3倍,其高值样品分布在研究区北部。玉米籽粒也发现Cr、Zn、Ni超标的现象,Cr超标较其他重金属严重,其含量范围为0.16~1.32 mg·kg^-1。研究表明,再生铝企业活动对周边农田土壤和农作物造成多种重金属污染威胁,需要引起重视。     

杭州市城市土壤重金属的积累和释放潜力及其空间分异

为探明杭州市城市土壤中重金属元素的分布、与土地用途之间的关系以及环境风险,采集杭州城82个样点土壤,分析其重金属含量、形态和释放潜力.结果表明,该市城市土壤中重金属均有不同程度的积累,重金属含量一般以商业区和工业区最高,农业区较低;居民区土壤重金属的积累随居民区建成时间的增加而增加.城市土壤中Cd、Co、Cr和Ni主要以残余态占优势,Cu、Pb和Zn主要以可提取态为主,土地利用方式对土壤重金属形态也有一定的影响.城市土壤重金属的稀酸提取量主要与提取平衡液的pH有关,但大部分研究土壤中酸可提取的重金属量较低.杭州市城市土壤重金属污染具有显著的空间分异特征,严重污染区域大致呈西北-东南走向,包括了城北的大部分地区、市中心和城东南一些地区.     

New geochemical modules for characterizing fixation of heavy metals and metalloids in soils

It is suggested to characterize concretions in contaminated soils by geochemical modules based on the affinity of heavy metals and metalloids with carrier phases, which is indicated by significant positive correlation coefficients between them. The modules include molar ratios Cu: Fe, Ni: Fe, As: Fe, P: Fe, and Pb: Mn, with increase of which the strength of fixation of the trace element by the corresponding carrier phase decreases.     

稻虾共作模式下稻田pH对土壤和水稻重金属含量的影响

为探究稻虾共作模式对稻田土壤和水稻中重金属含量的影响,以湘晚籼12号、黄华占、玉针香为试验材料,常规稻作模式为对照,在不同土壤背景条件下（试验地点分别位于湖北省荆门市掇刀区和黄冈市浠水县）开展大田试验。结果显示：在弱碱性土壤背景下,稻虾共作模式中稻田土壤中Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量降低,水稻根、茎、穗以及糙米中Cd、Pb含量降低;在弱酸性土壤背景下,稻虾共作模式中稻田土壤中Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量升高,水稻根中Cd、Pb含量升高,水稻茎叶穗中Cd含量升高,Pb含量降低,水稻糙米中Cd、Pb含量均降低。本研究结果表明,不同pH土壤背景下稻虾模式对土壤和水稻重金属含量的影响表现不一致,但稻虾模式均可明显降低稻米中Cd和Pb的含量。