粤北铅锌矿区土壤生态系统微生物特征及其重金属含量

粤北大宝山金属矿产资源的开发给生态环境带来了严重危害。对该铅锌矿区土壤的微生物特征进行研究。结果表明:五节芒植物中的元素含量表现为Zn>Pb>Cu>Cd,Zn与土壤元素的相关性最为显著,其次为Pb。与对照土壤相比,矿区土壤的微生物基础呼吸作用增强,但微生物生物量却显著降低,微生物生理生态参数Cmic/Corg、qCO2值明显升高。随着矿区土壤的重金属含量增加,矿区(1#、2#)土壤的生化作用强度明显下降,生化作用表现为与土壤重金属含量呈显著负相关。与非矿区(6#)土壤相比,其中土壤氨化作用、硝化作用、固N作用和纤维素分解作用强度分别下降43.19%～70.01%,70.71%～92.02%,58.54%～87.76%和55.00%～79.60%。生化作用表现为与土壤中重金属含量呈显著负相关。土壤微生物活性下降是矿区土壤生态系统遭受破坏的重要标志之一,也是矿区土壤微生物生态演变的重要因素之一。土壤微生物活性降低削弱了矿区土壤中C、N营养元素的循环速率和能量流动。     

典型铅锌矿区水田土壤重金属污染特征

采用现场采样及室内分析测试方法,研究了岩溶地区某铅锌矿厂区下游水田表层土壤及典型剖面中Cu、Zn、Pb、Cd的污染特征及其在剖面上的垂向迁移特性。结果表明,厂区下游水田表层土壤Cu、Zn、Pb、Cd的含量范围分别为35-89 mg.kg^-1、1 440-11 100 mg.kg^-1、249-4 610 mg.kg^-1、8.3-61.6 mg.kg^-1。除Cu的污染程度较轻外,Zn、Pb、Cd的污染达到了中度到极重污染的水平,且以Cd的污染最为严重。沿灌溉渠往下,表层土壤受到的污染越来越小,污染指数呈下降趋势。Cu、Zn、Pb、Cd在典型土壤剖面上均呈现出极为明显的向下迁移趋势。在0-20 cm,4种重金属的含量均较大;从20 cm往下至180 cm,其变化趋势基本上是先升高后降低,向下迁移的浓度峰值均出现在60-120 cm,但各元素向下迁移的规律略有差异。Cd向下迁移浓度峰值出现的深度比Cu、Zn、Pb的要深。     

铅锌矿区先锋植物野艾蒿对重金属的吸收与富集特征

采用野外采样系统分析法,研究了不同年限废弃地野艾蒿对Cu、Zn、Pb、Cd的富集与分布。结果表明,不同年限废弃地土壤中重金属的含量随着废弃年限的增加而减少,野艾蒿对Zn和Pb的富集量较大,不同年限废弃地中野艾蒿和土壤Cu、Zn和Pb的含量之间呈极显著正相关,野艾蒿对重金属的吸收、富集有随土壤中重金属含量升高而增加的趋势。野艾蒿的不同部位在不同年限废弃地中累积不同重金属的能力不同,除3 a废弃地野艾蒿中Pb的含量地上部分小于地下部分外,其他环境中重金属含量都表现为地上部分大于地下部分。野艾蒿对4种重金属都有不同程度的转运能力,Cu在不同年限废弃地的生物富集系数均为最大,野艾蒿对Cu、Cd转运能力较强。野艾蒿根系对Pb有弱的滞留效应为36.59%,对Cu、Cd、Zn没有滞留效应。综合分析结果表明,野艾蒿能吸收富集多种重金属并且具有耐重金属的特性,基于其具有生物量较大、生长速度快的特点,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

柠檬酸对鱼腥草吸收累积铅锌矿区土壤中重金属的影响

采用矿区实地田间试验,通过外源添加柠檬酸(1mmol/kg,3mmol/kg,6mmol/kg和9mmol/kg)处理,研究鱼腥草对重金属复合污染土壤Pb、Zn、Cd、Cr和Cu 5种重金属元素的吸收累积特性,并确定最佳的柠檬酸调控浓度。结果表明,柠檬酸添加浓度为1mmol/kg时能显著促进鱼腥草生物量的提高,比对照增产11.64%,其他处理浓度的柠檬酸对鱼腥草生物量有抑制作用,但不显著;柠檬酸处理能显著提高鱼腥草对Pb、Zn、Cd和Cr这4种重金属元素的吸收累积能力,对Pb和Zn吸收累积能力大于Cd和Cr,对Cu的吸收累积无明显促进作用。但当柠檬酸添加浓度为1mmol/kg时每667m2鱼腥草提取Pb、Zn、Cr和Cu的量分别比对照增加了35.16%,34.39%,59.00%和18.93%,对Cd无明显促进作用。鱼腥草在矿区重金属复合污染土壤上能正常生长,并对多种重金属胁迫具有一定的耐受能力和吸收累积能力,可用于矿区重金属复合污染土壤的植物修复。     

黄土高原主要能源林树(草)种生长特性及其生产潜力的研究

本文研究了黄土高原半干旱黄土丘陵区主要能源林植物的年生长节律、产量和生产潜力,利用生长分析法对能源林植物的相对生长率（RGR）、种群生长率（CGR）、净同化率（NAR）和叶面积系数（LAI）进行了分析研究。结果表明:山桃、沙棘、柠条、小叶锦鸡儿和沙打旺是适于半干旱黄土丘陵地区种植的优良能源林树（草）种。     

广西铅锌矿区土壤重金属污染及优势植物筛选

以广西融安泗顶铅锌矿区为研究对象,分2次进行现场调查,采集了4个尾矿库区和3个排污点的植物和土样进行研究。按国标法测定了重金属含量并研究了优势植物的富集系数和运转系数,土壤重金属污染程度的评价采用综合污染指数法。结果显示,该矿区土壤主要受到Pb和Zn的污染局部伴随着Fe和Mn污染。优势植物的研究表明,部分物种具有较高的耐金属性和运输重金属元素的能力,但是地上部分都没有达到超富集植物的临界值,蜈蚣草对Cr表现出较强的富集能力(BAC为2.27),另外芦苇、白芒、蒲公英和蜈蚣草对Pb和Zn也有较好的富集能力。在重金属污染严重的铅锌矿大面积种植这些植物可以在一定程度上对土壤进行生态恢复。     

污泥改良锰矿尾渣对4种花卉植物生长及其富集重金属的影响

采用盆栽试验方法,研究了污泥改良锰矿尾渣对紫茉莉（Mirabills jdapa）、青葙（Celosia argentea）、一串红（Salviasplendens）和鸡冠花（Celosia cristata）4种花卉植物生长及其富集铅、镉、锌和锰的影响。结果表明,添加污泥增加基质的EC值、总氮、总磷、总钾和有机质含量,而降低铅、镉、锌和锰含量。紫茉莉与青葙生物量、株高和根长大于一串红和鸡冠花。紫茉莉根部铅、镉和锰含量分别为3110．93～4189．16、300．28～399．16和31100．93～36809．77mg·kg-1,都远高于其地上部分含量。青葙根部铅含量超过1000mg·kg-1,而其地上部分含量少;其地上部分镉和锰含量分别为322．13～441．88和21888．54～26511．31mg·kg-1,都大于其根部含量,青葙具有镉和锰超富集植物的特性。污泥改良锰矿尾渣促进这4种花卉植物生物量、株高和根长增加。除紫茉莉锌含量外,添加污泥改良锰矿尾渣增加这4种花卉植物的铅、镉、锌和锰含量。在锰矿尾渣污染区进行植物修复时,采用紫茉莉、青葙和添加污泥强化植物修复效率可行。     

蚯蚓对土壤中重金属的富集作用研究

通过向供试土壤中添加CuSO4、ZnSO4、Pb（Ac）2、HgCl2以模拟受污土壤,研究接种于其中的微小双胸蚯蚓对重金属的富集作用。以不加重金属盐类为对照,分别研究了不同培养时间和不同重金属浓度对富集量的影响。结果表明,蚯蚓对各种重金属的富集量随着培养时间的增加而变化,且对不同重金属最大富集量的出现时间也不相同。在第2周时蚯蚓对Cu、Pb富集量达到最大,而对Zn的富集量在第4周时达到最大。与Cu、Zn、Pb的富集量相比,蚯蚓对Hg没有明显的富集作用,且对Hg的最大富集量时间不明显。在其耐受浓度范围内,蚯蚓对重金属的富集量随着重金属浓度的增加而增加,且蚯蚓对重金属的吸收顺序为：Zn〉Cu〉Pb〉Hg,说明了微小双胸蚯蚓对Cu、Zn、Pb、Hg4种元素有一定的忍耐和富集能力,但其对重金属的忍耐和富集能力是有选择性的,说明不同重金属表现出的毒性是不一样的。研究结果初步推断,影响蚯蚓对重金属富集作用的主要原因可能是体内酶的作用,不同重金属可以从多方面干扰了动物机体内的生理生化功能。     

5种草本植物对土壤重金属铅的吸收、富集及转运

以临汾西山煤矿周边的5种优势种植物苍耳（Xanthium sibiricum）、夏至草（Lagopsis supina）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、灰绿藜（Chenopodium glaucum）、早熟禾（Poa annua）为试验材料,研究植物修复土壤重金属铅的污染,分析比较其对铅的吸收、转运和富集的能力。结果表明:在铅处理下早熟禾的生物量最大;5种植物地上部分对铅的吸收量在10 000 mg时均达到1 000 mg/kg以上,其中夏至草的吸收量最高,达5 447.25 mg/kg;地下部分对铅的吸收量在10 000 mg时也达到1 000 mg/kg以上,以苍耳最高,达13 448.5 mg/kg。夏至草的转运系数和富集系数最高,为铅超富集植物,其余4种植物对重金属铅也有很好的吸收富集作用。     

六种乡土树种重金属富集特性试验研究

有针对性地选取广东地区常见的六种绿化乡土树种进行重金属富集特性试验研究。在轻度污染的Cd-Pb-Cu土壤上,六种植物生物量均未显著下降。植物重金属富集系数与土壤重金属质量分数相关,与植株生物量没有显著相关关系。香樟、小叶榕、构树、人面子的根部Cd的富集系数大于1,石斑木地上部及根部Cd的富集系数均大于1;香樟、小叶榕、构树的根部Pb的富集系数大于1;小叶榕的根部Cu的富集系数大于1。六种植物对重金属均有不同程度的富集能力,且表现为根部富集能力大于地上部,并非超富集植物。抗逆性强、根系发达、生物量大的乡土树种可作为修复城市低Cd-Pb-Cu复合污染场地的园林植物。     

铅锌矿区周边农田土壤跳虫群落特征与重金属污染的关联

以云南兰坪铅锌矿区周边的农田为对象,按距矿区距离设四条样带,每个样带按距河流由近至远等距选3个样点进行定量采样,测定和分析土壤跳虫物种多样性和群落结构、土壤重金属含量和理化性质、及跳虫体内的铅含量.共获跳虫26种,平均密度12042 ind·m2.样点与矿区或河流距离增加,土壤中镉、铅和锌含量下降,跳虫体内重金属含量下...     

大气沉降对土壤和作物中重金属富集的影响及其研究进展

以我国农田土壤-作物-大气系统为研究对象,综述了近年来大气沉降中重金属的来源及时空分布规律以及大气沉降对农田土壤和作物中重金属富集的影响及其研究进展。人为活动产生的重金属进入大气后,受多种自然和人为因素及环境保护政策等综合因素的影响,导致大气沉降中的重金属具有明显的时空分异特征:从时间分异来看,大气重金属含量呈现出冬季高于其他季节,供暖期高于非供暖期的特点;从空间分异来看,工业发达地区较高,燃煤为主的城市高于其他城市,城区高于郊区及远郊地区。大气沉降不仅会使土壤重金属含量上升,也会对农作物造成直接和间接的影响。大气中的重金属会通过气孔进入作物细胞,在细胞壁、液泡中积累,当含量过高时会影响作物正常生长或引起作物重金属超标风险,不利于农业安全生产。未来的研究应将传统分析方法与空间和地统计技术、多元同位素示踪技术、数学模型模拟等多种技术手段相结合,在区域尺度和田间自然条件下开展土壤-作物-大气系统重金属循环过程的研究,为区域农田重金属污染防控和环境管理提供科学依据和决策支撑。     

中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究

梳理国内外农田土壤重金属污染修复的研究热点及最新进展,总结有效的修复治理技术及实际效果,为我国重金属污染农田的安全利用提供依据。利用COOC和VOSviewer文献计量工具,以中国知网（CNKI）全文数据库和Web of Science核心合集数据库（WOS）为数据检索源,对2010 ~ 2021年农田土壤重金属污染修复与治理领域的相关文献进行知识图谱的可视化分析。在2010 ~ 2021年间,国内外对农田土壤重金属修复研究文献数量呈快速增长态势,且英文文献的增长率明显高于中文文献。我国在农田土壤重金属污染修复领域的研究占有绝对领先地位（发文量占比率最高,达26.8%）,对全球重金属污染治理工作的贡献最大。国内外在该领域发文期刊（TOP 3）有：《农业环境科学学报》《安徽农业科学》《环境工程学报》《Environmental Science and Pollution Research》《Chemosphere》《Journal of Hazardous Materials》。关注的重金属种类主要是镉、铅、砷等。国内外的研究学者呈“小聚体、大分散”的特点,合作关系有待进一步加强。通过关键词分析表明,固化/稳定化技术和植物修复技术在中英文献中的研究比重均较高（约80%）,是目前研究的重点和热点。从田间试验的修复效果来看（以镉污染为例）,低积累作物品种种植（籽粒降镉率达67.9%）、无机－有机组配（42.7%）以及叶面阻控技术（39.9%）在降镉方面表现出较好的效果,未来还需将其与农艺措施（如间套作、水分调控）、微生物菌剂等联合配施,以实现更好的田间修复和治理效果。     

凤丹组织浸提液对Cu污染土壤中吊兰生长及其Cu富集特性的影响

通过对凤丹进行组织分离、提取获得其各部分组织浸提液,添加至铜污染土壤中,进行盆栽试验,研究凤丹组织浸提液对铜污染土壤中吊兰生长及其对铜的富集特性的影响。结果表明,随着铜浓度的上升,吊兰的各项形态学指标都有所下降,损伤程度上升,吊兰体内的抗氧化物酶活性上升。凤丹组织浸提液处理对吊兰生长具有一定的抑制作用,其中,凤丹根皮浸提液的抑制作用最为显著,叶浸提液的作用的次之,茎浸提液的作用最小。凤丹叶浸提液处理在一定程度上促进吊兰对铜的富集作用,凤丹茎浸提液的作用不明显,而凤丹根皮浸提液对吊兰的富集作用有显著性抑制。     

龙须草生长对重金属污染土壤的影响

为了探明龙须草种植对重金属污染土壤的影响,利用盆栽培养试验研究某矿业废弃地污染土壤对龙须草生长的影响,分析了龙须草生长90d,180d,270d和360d时土壤营养成分、重金属镉铅含量、微生物生物量和酶活性等的变化,以不种植龙须草为对照。结果表明,随着龙须草的生长,土壤镉铅总量和有效态含量均呈下降趋势,生长1a后土壤镉铅的有效态含量分别下降了28%和15%,但与对照相比无显著差异。土壤营养成分、微生物生物量和酶活性呈上升趋势,且与对照差异显著。与试验前相比,龙须草生长组有机质含量提高了1.5倍,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量分别上升了7.6%,3.1%,10.2%,11.4%和11.2%。土壤微生物生物量碳、氮、磷、土壤转化酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别增加了0.9倍,1.1倍,3.0倍,1.1倍,0.4倍,0.3倍和0.5倍。各指标相关性分析表明,土壤营养成分、微生物生物量和酶活性之间呈正相关,而与重金属含量呈负相关。说明龙须草对重金属污染土壤有一定的修复作用,具有较大的应用潜力。     

尾矿区土壤重金属污染对土壤酶活性的影响

为研究铜陵尾矿区土壤重金属污染状况以及土壤重金属污染对土壤酶活性的影响,按照距离矿口远近不同进行土壤样品的采集。结果表明,尾矿区及其周边土壤受到不同程度的Cu、Zn、Pb、Mn污染,尾矿区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低,其中蔗糖酶和脲酶活性下降最明显。多元回归分析表明,在土壤重金属复合污染影响下,Cu、Pb、Mn 3种重金属对土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性均有抑制作用,而Zn对土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶有一定的刺激作用。     

生活污泥对滩涂土壤性质和苏丹草生长及重金属累积的影响

滩涂盐土农业利用的主要障碍是盐分含量过高和缺乏有机质。施用生活污泥可快速提高滩涂土壤有机质含量,加快土壤熟化,但由于担心污泥含有一定量的重金属,其施用受到一定的限制。采用盆栽苏丹草的试验方法,研究滩涂盐土施用不同量的生活污泥后对土壤性质、植物生长和对重金属累积的影响。结果表明,生活污泥施用于滩涂盐土后降低了土壤pH值,提高了EC值和总盐含量;苏丹草的出苗率、株高和鲜重增加;施用污泥提高了苏丹草植株中全氮、全磷及叶绿素的含量,且随施用量的增加而增大,但对植株中全钾的含量无显著影响;苏丹草中Zn、Cd含量随着污泥施用量增加呈增长的趋势,但Pb、Ni、Cu含量变化不大。在试验条件下,所施用污泥中重金属向苏丹草体内转移的比例介于0.13%-13.44%之间。就该种土壤而言,要更为注意含Pb量较高的污泥施用,而Cu则是最为安全的。总体考虑,一次性施用干污泥应控制在8t·667m^-2以下。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据。采用盆栽方法,在不同浓度（0、20、35、50、65、80mg·kg^-1）Cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性。结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的Cd含量也在增加,相关系数都大于0．99;综合地上部与根部Cd含量,地上部Cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为：羽叶鬼针草〉美洲商陆〉紫叶芥菜。羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65mg·kg^-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80mg·kg^-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100mg·kg^-1,达到了Cd超富集量的标准。羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤。     

扁穗牛鞭草生长状况及其对土壤养分的影响

通过对扁穗牛鞭草在不施肥条件下的生物量、生长因子以及对土壤pH值、有机质、全量元素、水解N、有效P和速效K等测定,了解生长状况及其对土壤养分的影响。结果表明：随着时间增加,生物量显著降低,年均下降50．41％。株高和茎粗表现不同程度的下降,茎长有升有降。而密度增加,年均上升13．74％。土壤pH略有下降,表层土壤有机质、全量元素、水解N、有效P和速效K均表现不同程度的降低,其中水解N、有效P和速效K等土壤有效养分降幅明显,年均分别下降26．73％,23．71％和7．31％,引起地力衰退,供肥力降低,导致生产力下降。