石灰及其后效对玉米吸收重金属影响的田间实例研究

通过田间试验方法,研究了在铅锌矿废水污染的土壤上施用石灰1 a后,继续施用石灰和石灰后效处理对后续第1、2季低累积玉米（Zea mays）的产量以及重金属Cd、Pb、Zn和Cu含量的影响,并分析了土壤pH、土壤DTPA提取态重金属含量和土壤重金属全量的变化。结果表明,连续施用石灰和石灰后效均显著提高玉米产量,其中连续施用石灰处理效果最佳,第1季籽粒产量是对照（无石灰）的6倍,第2季是对照的3.8倍。与对照相比,连续施用石灰处理显著降低了2季玉米籽粒Cd、Pb、Zn和Cu含量,石灰后效只能降低第2季玉米茎叶Cd、Pb和Cu含量,而籽粒Cd、Pb含量与对照相比略有升高,说明石灰后效能维持一年半左右。对照处理土壤Cd和Zn全量显著低于石灰处理,可能是土壤中Cd和Zn随着雨水的淋洗向下层迁移造成的。施用石灰可防止Cd和Zn对地下水的污染。     

施用碳酸钙对土壤铅、镉、锌交换态含量及在大豆中累积分布的影响

在重金属复合污染的土壤中,通过施用不同水平的碳酸钙对土壤进行改良,研究土壤中Pb、Cd、Zn交换态含量的变化以及在大豆植株中的累积分布.结果表明:(1)在污染土壤中施用碳酸钙,能够降低土壤中Pb、Cd、Zn交换态含量,且随着碳酸钙施用量的增加,土壤中这3种重金属交换态含量呈明显降低趋势.在土壤中施用碳酸钙改善了大豆植株的生长状况,有效地抑制大豆植株对土壤Pb、Cd、Zn的吸收.从而减缓了重金属对大豆植株的毒害作用.(2)2.0 g/kg为碳酸钙的最佳施用量,能使大豆籽粒增产47.5%.籽粒中Pb含量降低73.0%,Cd含量降低53.8%,但在这个重金属污染矿区土壤中施用碳酸钙仍无法使籽粒中的重金属含量达到国家粮食卫生标准中Pb、Cd低于0.2 mg/kg的标准.     

施用河道污泥对水稻和土壤重金属含量及 水稻氮素利用的影响

2013—2014年以苏州市相城区望亭镇某河道污泥为研究对象,以农田施用污泥20 kg?m~(-2)和不施用污泥为主处理,以施氮肥120 kg(N)?hm~(-2)(LN)和240 kg(N)?hm~(-2)(NN)为副处理,连续两季种植粳稻品种‘武运粳24’,研究河道污泥农田施用对水稻和土壤重金属含量及水稻氮素利用的影响。结果表明:1)河道污泥农田施用,显著提高了稻田土壤有机质含量、速效氮含量和重金属Cu、Zn、Pb含量,水稻产量平均增加7.05%,水稻籽粒中重金属Cu、Zn、Pb含量分别增加53.66%、18.71%和802.29%,水稻吸氮量显著增加,氮素利用效率显著降低。2)河道污泥施用后,较高施氮量(NN)增加了稻田土壤有机质含量和速效氮含量,对稻田土壤重金属含量和水稻籽粒中重金属含量影响不大,水稻产量、水稻吸氮量显著增加,但氮素利用效率显著降低。3)污泥处理条件下,与第1季相比较,第2季稻田土壤重金属Cu、Zn、Pb含量平均下降5.0%左右、籽粒中重金属Cu、Zn、Pb含量下降7.27%~12.65%,但均显著大于不施河道污泥的对照处理。4)污泥×氮肥、污泥×年度、氮肥×年度和污泥×氮肥×年度的互作效应对稻田土壤养分含量、重金属含量,水稻产量、籽粒重金属含量和水稻氮素吸收利用的影响均未达显著水平。     

土壤有效态重金属提取剂选择的研究

利用5种不同的土壤重金属浸提剂,研究了土壤有效态重金属含量与玉米重金属含量的关系,并提出了一种新的土壤有效态重金属的浸提剂。结果表明:0.1mol/L HCl,0.05mol/L EDTA-2Na,0.1mol/L CaCl2,0.1mol/L HAc-NaAc,0.05mol/L DTPA提取的化学有效态重金属与玉米根、茎、叶中重金属Cu、Zn、Cd、Pb大部分呈显著或极显著相关,但各化学提取剂提取的有效态Zn、Cu与玉米籽粒Zn、Cu的相关性较差。利用柠檬酸-酒石酸为提取剂提取的重金属含量与玉米籽粒中重金属的含量有着相对较好的相关性,是一种预估玉米籽粒中重金属含量的较好办法。     

连续四年施用规模化猪场猪粪温室土壤重金属积累研究

分别采集连续施用0～4年猪粪的蔬菜温室土壤和蔬菜果实样品,测定土壤和果实中Cu、Zn、Pb、Mn、Cr、Cd、Ni和As全量以及土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cd和As有效态含量,对测定数据进行了Fisher小样本非参数随机化显著水平检验,研究连续4年施用规模化猪场猪粪的温室土壤重金属积累、重金属有效态含量变化及对蔬菜可食部分的影响。结果表明,连续4年施用猪粪,主要导致土壤中Cu和Zn的积累,As有一定积累,Pb、Cd、Ni和Cr短期积累效应不明显,Mn积累不明显,长期大量施用猪粪,Pb、Cd、Ni和Cr有积累的风险;土壤pH值降低;Cu、Zn有效态与全量呈显著正相关(p<0.05),与pH值呈极显著负相关(p<0.01);Pb、Cd和Mn有效态与pH值呈显著负相关(p<0.05);Cu、Zn、Pb、Cd和Mn有效态含量增加;有效态As与全As含量和pH值相关性不明显,但连年施用猪粪As有效态含量增加;连续4年施用规模化猪场猪粪的温室生产的部分番茄和黄瓜As含量超标。若连续以150 m³/(hm²·a)的猪粪施用量于该研究区蔬菜温室,土壤中全Cu和全Zn含量分别经过10年和15年可能超过国家农田土壤二级标准。该研究可为降低温室土壤重金属污染风险提供依据。     

污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3 a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料（消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥）农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。     

海泡石改良土壤效果研究

通过连续三季盆栽试验研究海泡石提高油菜生物量,降低油菜Cd、Pb、Cu、Zn浓度及土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态浓度的效果。结果表明:海泡石在不同程度上提高了三季油菜的生物量,适量的海泡石可降低油菜中Cd、Pb、Cu、Zn浓度及土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态浓度。海泡石降低油菜中重金属浓度效果,第一季,Zn>Pb>Cd>Cu,第二季,Pb>Zn>Cd>Cu,第三季,Zn>Cd>Pb>Cu;降低有效态浓度的效果,第一季,Cd>Cu>Pb>Zn,第二季,Cu>Cd>Zn>Pb,第三季,Pb>Cd>Cu>Zn。因此,海泡石可用于土壤改良,提高油菜生物量,降低油菜中Cd、Pb、Cu、Zn浓度及土壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效态浓度。海泡石降低油菜中重金属浓度总效果为Zn>Pb>Cd>Cu;降低土壤重金属有效态浓度总效果为Cd>Cu>Pb>Zn。     

改良剂与油菜对土壤重金属有效态的影响

通过连续三季盆栽试验,研究利用粉煤灰、膨润土、腐殖酸3种改良剂特性及油菜的富集作用强化修复效果,阐明改良剂与油菜对土壤重金属有效态的影响。油菜收获后测定土壤重金属有效态浓度。结果表明,粉煤灰浓度为12,18g/kg时,可明显降低第1季土壤Cd有效态浓度,但对土壤有效态Cu、Zn浓度未产生明显影响,第2季浓度为6g/kg及第3季各处理可明显降低Pb有效态浓度。粉煤灰降低Cd有效态第1季效果较好,降低Pb有效态浓度第3季效果较好。只有当膨润土浓度为18g/kg时可明显降低第1季土壤Cd有效态浓度,第2季浓度为18g/kg和第2,3季浓度为6g/kg时,可降低土壤Cu有效态浓度,第2季浓度为12,18g/kg及第3季所有处理均可有效抑制Pb的活性,对Zn活性未表现出明显的抑制作用。膨润土降低土壤Cd有效态浓度的第1季效果较好,降低Cu、Pb有效态浓度第2,3季效果较好。腐殖酸浓度为2,3g/kg时可降低第2季有效态Cd浓度,第2季浓度为3g/kg及第3季浓度为2,3g/kg时土壤Cu有效态浓度明显降低,第2季浓度为3g/kg及第3季所有处理可降低Pb有效态浓度,而腐殖酸对Zn活性未起到明显的抑制作用。腐殖酸降低土壤Cd有效态浓度第2季效果较好,降低Cu、Pb有效态浓度效果第3季效果较好。3种改良剂对吸附、固定Cd、Pb、Cu、Zn的作用程度不同,粉煤灰降低土壤Cu有效态浓度、3种改良剂降低土壤Zn有效态浓度的效果不理想。因此,在生产实践中,根据实际情况适时、适量施入改良剂,可降低重金属对生产、环境带来的危害。     

赤泥对重金属污染红壤修复效果及其评价

以赤泥作为原位固定剂,采用盆栽试验从土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量,菜心(Brassicaparachinensis)生长及吸收积累Cd、Pb、Cu、Zn含量3个方面探讨不同赤泥用量对重金属污染红壤的固定修复效果,并用毒性淋出试验TCLP法对其生态风险进行评价。结果表明:菜心在未加赤泥的重金属污染土壤中生长受到严重抑制,在加入赤泥的土壤下生长良好,生物产量显著提高,茎叶干重与赤泥量呈二次相关,5.0mg/kg赤泥处理下菜心产量最大。土壤pH值随赤泥用量的增加而升高,二者呈显著正相关。土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量均与赤泥用量呈显著负相关关系;与未加赤泥相比,土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量降低范围分别为0.9%～34.2%,29.8%～96.8%,59.9%～96.4%,41.1%～92.7%。加入赤泥显著降低菜心茎叶重金属含量,其重金属含量随赤泥用量的增加而降低;与未加赤泥处理相比,茎叶Cd、Pb、Cu、Zn含量降低分别为68.6%～88.6%,87.3%～96.1%,76.6%～80.3%,79.1%～93.3%。2.5mg/kg赤泥处理下土壤生态风险最小。     

石灰石和海泡石组配对水稻糙米重金属积累的影响

为了研究组配改良剂(石灰石+海泡石,LS)对于重金属Pb、Cd、Cu和Zn复合污染稻田的修复效果,在湘南某矿区附近稻田中进行了组配改良剂的田间试验。结果表明:施用0~1.8 kg m-2的组配改良剂LS使土壤pH和CEC显著增加,使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn交换态含量显著降低。土壤Pb、Cd、Cu和Zn交换态含量的降低是pH升高,土壤胶体的CEC增加及土壤吸附能力增强的共同作用。施用组配改良剂LS显著降低了3个水稻品种(黄华占、丰优9号、Ⅱ优93)糙米中Pb、Cd和Cu的累积量,最大降幅分别为55.8%、66.9%、37.4%,而对糙米中Zn的含量没有明显影响。当LS施用量为1.8 kg m-2时,能使丰优9号糙米中Cd含量(0.195 mg kg-1)达到国家食品中污染物限量标准(0.20 mg kg-1)以下。土壤中交换态Pb、Cd和Cu含量的降低是糙米中重金属累积量减少的原因。土壤交换态Pb、Cd和Cu含量的对数值(lnC交换态)与其糙米中含量(lnC糙米)的对数值之间存在显著的线性相关关系。     

重金属复合处理对小麦锌铜镍镉积累和分布的影响

为增加粮食可食用部分有益元素的浓度,同时减少有毒重金属元素的含量,需要更好地了解元素在植株和籽粒内的运输和分布。在温室盆栽条件下,以春小麦为供试材料,设置对照（不添加重金属）和重金属复合处理（同时添加铜、锌、镍、镉,以不影响小麦生长为前提）,研究锌（Zn）、铜（Cu）、镍（Ni）、镉（Cd）在成熟植株和籽粒不同部位的分布特点。结果表明,重金属复合处理对小麦成熟期籽粒和秸秆产量、收获指数以及粒重均无显著影响,但使小麦各器官重金属浓度均显著增加,增幅因不同器官和不同元素而异,籽粒中Zn、Cu、Ni和Cd浓度分别增加1.8、0.5、48.1倍和45.3倍。重金属复合处理还显著改变了Zn和Ni在地上部各器官中的分配模式：对照小麦吸收的Zn更易向生殖器官中转运,处理植株则更多地滞留在营养器官中,而Ni呈相反的趋势。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）对籽粒糊粉层和胚乳的定量分析表明,重金属复合处理使糊粉层Zn和Cu浓度仅增加了78%和86%,而糊粉层Ni和Cd浓度分别增加了30倍和121倍。重金属复合处理使胚乳Zn和Cu浓度分别增加了49%和48%,使Ni和Cd浓度均超出小麦标准中Ni和Cd的最大允许浓度（对照籽粒胚乳中没有检验到Ni和Cd）。以上结果表明,在小麦生物强化实践中,在增加有益营养元素（如Cu和Zn）的同时亦存在有毒重金属（如Ni和Cd）超标的巨大风险。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应,为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验,其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作,试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理,施肥处理依据等氮量施肥原则,每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量,单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46,远小于1,综合污染指数为0.23～0.36,均小于0.7,试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加,各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著,连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同,玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性,玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下,连续施用供试有机堆肥10年后,土壤重金属含量均未超标,土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46,综合污染指数为0.23～0.36,无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性,秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关,而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。     

生物炭对铜矿区污染土壤微生物活性及香根草富集铜、镉、铅的影响

矿区土壤易发生重金属污染,是土地资源利用和维护的一大难题。以铜矿区污染土壤为研究对象,按质量比添加0,1%,2%,4%,10% (w/w)的生物炭,进行香根草室内盆栽试验。研究添加生物炭对土壤pH和微生物活性、香根草富集与转运重金属的影响,探明重金属形态含量与生物炭、微生物活性的相关性,旨在为生物炭与香根草联合修复矿区重金属污染土壤提供理论参考。结果表明:生物炭的添加能提高土壤pH,显著提高土壤FDA水解酶、蔗糖酶和脲酶活性,显著促进土壤基础呼吸,但对土壤微生物量碳无显著影响;生物炭的添加使香根草生物量显著增大,降低土壤Cu和Pb的有效态占比,Cd的变化与此相反;添加生物炭促进香根草对Cd和Pb的富集,降低香根草对Cu的富集,减少Cu、Cd和Pb在香根草体内的转运,因此香根草可作为Cu、Cd和Pb的稳定化植物。土壤蔗糖酶活性与香根草叶片Cu、Cd和Pb含量、有效态和残渣态Cu含量呈显著正相关,土壤基础呼吸与叶片Cu、Cd和Pb含量、有效态Cu、Pb含量呈显著负相关,而与有效态Cd含量呈显著正相关。总之,生物炭可减弱矿区土壤重金属对香根草生长的毒害作用,并促进香根草对重金属的富集,两者结合可改善铜矿区污染土壤的理化性质和微生物活性,有利于重金属污染土壤修复,改善土壤质量。     

Relations Between Soil Properties and Selected Heavy Metal Concentrations in Spring Wheat (Triticum aestivum L.) Grown in Contaminated Soils

Spring wheat was grown in soils near a non-ferrous metals mining and smelting base in Baiyin city, Gansu province, P.R. China. The area studied is 501 km². Some of the croplandshad been contaminated by heavy metals mainly through wastewaterirrigation or aerial deposition. The soil samples were analyzedfor pH, organic matter and available phosphorous (P); also fortotal cadmium (Cd), lead (Pb), copper (Cu) and zinc (Zn) contents. Spring wheat grains were also analyzed for heavy metals. The results were interpreted using multiple linear correlation and stepwise regression analyses. The increment oftotal soil contents of selected heavy metals could enhance grain Cd accumulation, and the increment of total Zn content of soil could lower the grain Pb accumulation. The correlationswere markedly increased by including other soil properties forgrain Cd and Pb. Stepwise regression analyses indicated that the effect of soil pH and available P on the uptake of grain Cd were greater than that of the other total soil contents ofheavy metals. Grain Cd and Pb could be reliably predicted bythe total soil contents of Cd and Pb while the uptake of grainZn and Cu were not satisfactorily predicted.     

From soil to rice – a typical study of transfer and bioaccumulation of heavy metals in China

For the purpose of studying the contamination, bioaccumulation and transfer of heavy metals and understanding the effects of soil properties on these, the work was carried out on a regional scale. A total of 30 sets of soil and pairing rice tissues samples (root, straw and grain) were collected in Xiangzhou of Guangxi, China; soil properties and Cd, Cu, Pb and Zn of different rice tissues were analyzed. The mobility and bioaccumulation of Cd, Cu, Pb and Zn were assessed by transfer coefficients and bioaccumulation factors of them. The results indicated that the excess proportions of Cd and Pb were 50%, 3.33% and 30%, 6.67% in soil and rice grain, respectively, according to Chinese maximum permitted concentrations of heavy metals. Cd and Zn showed stronger bioaccumulation and mobility capability; the bioaccumulation and transfer of Cu were slightly lower than Cd and Zn; Pb had the weakest mobility. The bioaccumulation and mobility of heavy metals from soil to rice were restrained by soil pH, CaO, SOC, Fe oxides and Mn.     

黔产薏苡仁及其产地土壤重金属污染的特征

[目的]探明黔产薏苡仁及其产地土壤重金属污染特征,为黔产薏苡仁产业可持续发展及其产地土壤重金属防控提供科学依据.[方法]以黔西南薏苡仁及其产地土壤为供试样品,分析测定土壤pH值、有机质、阳离子交换量(CEC)和5种重金属元素镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)的含量,运用GIS和单因子污染风险评价...     

BCR法在污染农田黑土重金属形态分布研究中的应用

通过对东北地区污染农田黑土剖面的取样调查分析，对重金属Cd、Ph、Cu、Zn在农田黑土中的污染状况及其迁移特征进行了对比研究，并就BCR（the Community Bureau of Reference）连续提取法在农田土壤重金属污染评估中的应用进行了探讨。结果表明，重金属的迁移率大小依次为：Cd〉Cu〉Pb〉Zn，Cd的酸可溶态占全量的比率高于其它重金属。Pb的酸可提取态浓度随土壤深度增加而增大，公路附近土壤中PL、Cu及城市郊区土壤中Cd、Pb和Zn的氧化物结合态含量均随土壤深度的增加而升高，已存在向下迁移的趋势。4种重金属有机结合态在采样区土壤中基本都表现为耕层高于非耕层。研究表明，应用BCR连续提取法有助于确定土壤重金属污染以及重金属向下迁移状况，借助该法可以有效、可靠地对土壤重金属污染进行评估。