氨基酸盐对镉污染土壤的淋洗效果

以湖南湘潭受镉污染的农田土壤为研究对象,采用振荡淋洗技术,以氯化甘氨酸盐和硝酸甘氨酸盐作为淋洗剂,研究了在不同工艺条件下对农田土壤中重金属镉的去除效果,测定了淋洗前后土壤理化性质和结构的变化。结果表明,2种氨基酸盐对镉的去除率最高可分别达到84.3%和78.4%,淋洗后镉的有效态(可氧化态+酸溶态)质量分数显著减少。淋洗使土壤pH值显著下降,但有机质、碱解氮以及速效磷含量显著上升,阳离子交换量以及速效钾含量下降。淋洗对土壤结构无明显破坏,且淋洗修复后的农田土壤重金属含量大幅降低。说明,氨基酸盐作为淋洗剂对土壤中镉具有较高的去除率且是种新型的环保淋洗剂,具有巨大的应用价值。     

沼渣腐殖质对Cd污染土壤的淋洗效果及性质影响

针对湖南水稻田土壤Cd污染问题,用沼渣中提取的腐殖质作为土壤淋洗剂,研究沼渣腐殖质溶液对农田土壤中重金属Cd的淋洗效果。通过室内模拟试验,采用振荡淋洗方式研究沼渣腐殖质溶液对不同含量Cd污染土壤中Cd去除效果和土壤性质的影响,并对淋洗过程中的土壤重金属含量进行动力学分析,最后初步探讨沼渣腐殖质溶液淋洗去除土壤中Cd的机理。结果表明：当液土比为4∶1(质量比),淋洗时间为120 min时,沼渣腐殖质溶液淋洗低含量和高含量Cd污染土壤对土壤中Cd去除率分别为57.73%和54.66%。沼渣腐殖质淋洗土壤的过程为非均相扩散过程。淋洗后土壤中可提取态Cd去除效果明显,同时有机质、氮、磷、钾等营养元素含量有所提高,酶活性先下降后上升。与淋洗前土壤上种植的水稻相比,淋洗后2种土壤上水稻种子发芽率以及幼苗株高、鲜质量和干质量都有所提高。沼渣腐殖质溶液淋洗Cd污染土壤可破坏土壤中的O-Cd键。说明沼渣腐殖质在Cd污染农田修复和Cd污染工业场地修复领域具有一定的应用潜力。     

复合淋洗剂对镉污染土壤的淋洗效果

[目的]探讨复合淋洗剂对重金属的淋洗效果。[方法]以镉污染土壤为材料,采用振荡淋洗法研究了CA+CaCl_2、CA+FeCl_3及CA+CaCl_2+FeCl_3组合试剂对土壤中镉的去除效果。[结果]几种试剂在组合条件下对镉的去除率均要高于单一试剂淋洗的去除率,且CA+FeCl_3对土壤中镉的去除效果最好,去除率为86.31%~89.61%。从淋洗前后的镉有效态含量来看,CA+FeCl_3(3∶1)中镉有效态含量最高,达1.794μg/L。形态分析结果表明,经淋洗剂淋洗后,土壤中的可交换态镉大部分被淋洗出来,其所占比例大大降低,可氧化态和残渣态含量比例增加,土壤中活性态镉减少,生物毒性大大降低。[结论]CA+FeCl_3(3∶1)对土壤中镉的去除效果最好,去除率达89.61%。     

有机酸对污染土壤重金属的淋洗效果研究

以湖南水口山某铅锌选矿厂附近受Zn、Pb、Cu、Cd严重污染土壤为对象,采用振荡淋洗技术,研究了有机酸在不同浓度、时间和液固比条件下对重金属的去除效果。实验结果表明,柠檬酸和酒石酸对重金属具有很好的去除效果,而草酸的去除能力很低;柠檬酸和酒石酸对Cd的去除效果最好,分别为61.5%和55.25%。随着时间的增加,有机酸对重金属的去除效率逐步提高,8 h效果最好。柠檬酸和酒石酸对重金属的去除能力均依次为Cd>Zn>Pb>Cu,柠檬酸对重金属的去除率分别为59.5%、49.33%、43.48%、26.25%,酒石酸对重金属去除率分别为58.75%、46.4%、35.86%、34.4%。实验还发现固液比对重金属的淋洗效果影响很小。     

不同肥料不同作物对Cd污染土壤中酶活性及Cd含量的影响

以玉米、蓖麻、向日葵为供试材料,采用盆栽试验探讨在1 mg· kg1Cd胁迫下,不同施肥条件下3种作物对土壤4种酶活性及重金属Cd含量的影响.结果表明,3种作物中,玉米对Cd污染土壤修复效果最好.施用菌肥和腐植酸均可减少土壤中的Cd含量,和CK比较,Cd含量降低了1.16％～10.33％.施用肥料后,土壤中脲酶活性较CK土壤提高了8.042％～350.429％,蔗糖酶活性较CK土壤提高了7.998％～39.885％,碱性磷酸酶活性较CK土壤提高了2.809％～13.999％,过氧化氢酶活性较CK土壤提高了9.333％～35.163％.施用菌肥和腐植酸可显著提高土壤的酶活性.     

土壤酶活性与土壤Cd污染评价指标

利用盆栽水稻试验对土壤全Ｃｄ、有效态Ｃｄ和土壤四种酶活性关系进行了研究。结果表明：土壤四种酶活性随土壤Ｃｄ浓度增加有明显降低趋势;土壤脲酶和过氧化氢酶活性与土壤Ｃｄ含量均呈显著负相关,土壤酶活性与土壤有效态Ｃｄ相关系数大于与土壤全Ｃｄ的相关系数,故用土壤有效态Ｃｄ指标、土壤脲酶和过氧化氢酶活性生化指标或综合应用这两类指标作为土壤重金属镉污染程度的评价指标比较合适     

重金属污染土壤淋洗技术研究进展

引证有关文献,简述了土壤淋洗的概念、分类及修复重金属污染土壤所用淋洗剂的研究进展。     

土壤改良剂对Cd污染土壤的修复效果研究

[目的]探究试配的土壤改良剂对Cd污染土壤的修复效果及最佳施用比例。[方法]利用盆栽试验向Cd污染土壤中添加不同比例的土壤改良剂,通过指示植物小麦的发芽率、株高及小麦植株SOD活性、MDA含量、Cd富集量等统计学指标,分析不同土壤改良剂对Cd污染土壤种植小麦的影响;通过土壤中不同形态Cd含量的变化,分析不同土壤改良剂对土壤重金属Cd的钝化效果的影响。[结果]随土壤改良剂添加比例的增加,小麦发芽率呈先增后减的趋势;随土壤改良剂添加比例的增加,小麦株高呈先升高后下降的趋势,添加比例为5%时最高;小麦植株内SOD活性、MDA含量和Cd富集量呈先下降后升高的趋势,在添加比例为5%时最低;添加5%土壤改良剂1(泥炭∶膨润土∶生物炭∶微生物=14∶7∶10∶1)的处理组中小麦植株Cd富集量较对照组降低了30.24%;土壤改良剂的添加显著降低了Cd污染土壤中酸溶态Cd的含量,使Cd的迁移性减弱,其中添加5%土壤改良剂1的处理组效果最佳,90 d土壤中酸溶态Cd含量由31.40%降低至9.72%,相较于空白对照组降低了65.43%。[结论]5%土壤改良剂1的施加可有效修复重金属Cd污染土壤。     

螯合剂和鼠李糖脂联合淋洗污染土壤中Cd

采用pH为4.31的土壤,制备3种Cd浓度水平的模拟污染土壤,研究了螯合剂和鼠李糖脂对土壤中Cd的淋洗特征,探讨了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和鼠李糖脂联合淋洗土壤中Cd的形态变化。结果表明,在淋洗剂浓度为0.025 mol·L~(-1)、初始pH为7时,EDTA、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和柠檬酸(CIT)淋洗分别在220、140、60 min达到平衡,EDTA的淋洗效果最好,其对0.38、0.69、0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤的最大淋洗率分别达到93.16%、93.62%和94.09%;淋洗过程符合准二级动力学模型,淋洗速率常数表现为0.38 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.69 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤。当EDTA和鼠李糖脂(浓度均为0.025 mol·L~(-1))的体积比为1.5∶1时,3种土壤中Cd的淋溶率分别为85.45%、89.25%和93.88%,淋洗平衡时间为50 min。EDTA和鼠李糖脂联用能够有效淋洗污染土壤中的交换态、碳酸盐结合态和有机结合态Cd,可能的作用机制是EDTA的螯合作用和鼠李糖脂的胶束增溶作用产生的协同效应。     

皂苷和小分子有机酸对污染土娄土中Cd的淋洗效果

【目的】使用生物表面活性剂(皂苷)、小分子有机酸(柠檬酸、苹果酸和草酸)对污染土娄土中的Cd进行淋洗,寻求各淋洗剂对污染土娄土Cd淋洗的最适条件,为强化植物修复重金属污染土壤提供参考依据。【方法】采用振荡淋洗批处理方法,研究皂苷、柠檬酸、苹果酸和草酸淋洗剂在不同时间、pH、浓度、淋洗次数、复合比条件下对污染土娄土中Cd的淋洗效果,用Sposito浸提法提取淋洗前后污染土娄土中的Cd,并分析其形态的变化。【结果】(1)0.01mol/L草酸对污染土娄土中Cd无淋洗作用;其他淋洗剂对污染土娄土中Cd淋洗的最适条件为:淋洗时间240 min,pH5.0,苹果酸、柠檬酸、皂苷淋洗的最适浓度分别为0.50,0.150,0.200 mol/L,对应最大的Cd淋洗百分率分别为39.86%,45.81%和17.4%;增加淋洗次数,可明显提高淋洗百分率。(2)皂苷与低浓度柠檬酸、苹果酸复配对污染土娄土中Cd的淋洗具有促进作用,当其物质的量之比分别为10∶3和4∶3时,对污染土娄土中Cd的复合淋洗效果最佳,Cd的淋洗百分率最大,分别可达37.09%,32.32%。(3)增加淋洗次数时,皂苷、柠檬酸、苹果酸促进了污染土娄土中各形态Cd的转变,土壤中碳酸盐结合态、有机结合态、硫化物残渣态Cd明显减少。【结论】皂苷、柠檬酸、苹果酸可用于强化植物修复重金属Cd污染土壤。     

秸秆生物质炭对镉污染水稻土根际酶活性的影响

为了探究不同Cd污染程度下生物质炭输入对水稻根际土氧化还原类酶、碳循环酶的活性变化的影响,选取水稻作为研究对象,测定不同生物质炭量及Cd施入下水稻根际及非根际土壤酶活性的变化状况。研究表明,不同处理下,水稻根际土壤碳循环酶的综合活性指数值介于1.388~12.029之间,而非根际土壤碳循环酶的活性指数值介于0.542~1.713之间。水稻根际土壤氧化还原类酶的综合活性指数值介于0.387~1.627之间,而非根际土壤氧化还原酶指数值介于0.167~1.201之间。可见水稻根际碳循环类酶及氧化还原类酶的活性均高于非根际土壤。当生物质炭施入量为10%,Cd的含量为2.5 mg·kg~(-1)时,水稻根际土壤的碳循环类酶活性指数为12.029,氧化还原类酶活性指数为1.192,均达到最大。由此可得,该浓度的生物质炭施入对两大类酶活性值的提升均有显著作用。     

改性蒙脱石修复镉污染对水稻根际土壤酶活性的影响

为探讨钝化修复重金属Cd污染土壤中改性蒙脱石的使用对水稻根际与非根际土壤Cd活性、酶活性等的影响,采用盆栽试验通过袋式根际箱装置种植水稻,并对土壤施加巯基-蒙脱石复合材料、蒙脱复合调理剂材料及巯基复合材料。结果表明：3种材料以0.5%的量施入后,糙米Cd浓度分别降低43.6%、25.9%和36.0%;Cd有效态浓度在根际土壤中分别降低55.3%、12.0%和35.2%,在非根际土壤中分别降低54.9%、9.76%和35.4%。蒙脱复合调理剂材料能提高土壤中过氧化氢酶、脲酶活性,巯基复合材料能提高土壤中脲酶活性,巯基-蒙脱石复合材料能提高非根际土壤中蔗糖酶活性。施加修复材料后,水稻根际土壤磷酸酶活性显著高于非根际土壤。研究表明,这3种改性蒙脱石钝化材料降低了Cd在根际土壤中的活性,有效地固定了土壤中的Cd,降低了水稻对镉的吸收,同时提高了土壤酶的活性,改善了Cd污染的水稻根际土壤环境质量。     

生物炭对铅矿区污染土壤修复效果的稳定性研究

为探究生物炭钝化修复铅矿区污染土壤的稳定性以及对土壤质量的影响,采集了山西省某铅矿区表层土壤,将500℃下制备的麦秆生物炭和玉米秆生物炭按照0 （对照）和5%质量比分别添加到污染土壤中进行30 d恒温恒湿、30轮（历时30 d）干湿交替和冻融循环3种老化试验。结果表明： 3种老化条件下,玉米秆生物炭对土壤中Pb的钝化效果均好于麦秆生物炭,与各自对照相比,添加玉米秆生物炭处理Pb的有效态含量分别下降了47.4%、16.1%和45.0%。3种老化条件下,玉米秆生物炭未对基于蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的土壤酶综合活性指标产生负面影响。因此,玉米秆生物炭比麦秆生物炭具有更高的用于原位修复铅矿区污染土壤的潜力。     

模拟酸雨对玉米幼苗根部土壤的影响

以玉米为试材,研究模拟酸雨对玉米幼苗根际土壤若干肥力因素、氮素生理类群细菌和土壤酶活性（蔗糖酶和脲酶）的影响.结果表明,随着模拟酸雨强度的增强,全氮、全磷、全钾和速效磷的含量呈先增加后降低的趋势;而碱解氮和速效钾的含量则随着pH值的降低而降低.模拟酸雨能抑制氮素生理类群细菌的生长和繁殖;随着酸度的增加,蔗糖酶活性呈降低的趋势,而脲酶活性则先增加后降低.     

鸡粪生物炭施用影响聚乳酸微塑料污染的酸性土壤质量

为研究生物炭对可生物降解塑料污染土壤理化性质的影响,以聚乳酸微塑料（PLA-MPs）为研究对象,开展半年的土壤培养实验,分析施用鸡粪生物炭对PLAMPs污染的酸性土壤质量的影响。结果表明：PLA-MPs污染导致土壤pH升高,造成氮、磷、钾等养分流失,影响土壤碳周转;施用鸡粪生物炭使PLA-MPs污染的酸性土壤变成碱性,脲酶和转化酶活性有不同程度的上调,培养结束时,土壤有效磷和速效钾分别提高61.08%和6.10倍,无机氮锐减64.31%;PLA-MPs和生物炭协同作用下,土壤净全碳变化量与PLA-MPs污染土壤的净碳变化量呈极显著正相关。研究表明,生物炭的施用可减缓PLA-MPs污染造成的磷和钾养分流失,生物炭和PLA-MPs协同影响土壤全碳周转和氮转化。     

热改性坡缕石对土壤Cd污染的钝化修复研究

为探讨不同热解温度下的坡缕石对土壤中重金属Cd的钝化效果,将坡缕石颗粒分别在250、300、350、400、450℃条件下热解2.5 h,将其施用于重金属Cd污染土壤中,进行钝化试验和盆栽试验来判断对Cd污染土壤的钝化效果。结果表明:添加不同温度的热改性坡缕石均不同程度地提高了土壤pH、EC和CEC,使DTPA和TCLP提取态Cd含量显著降低,在添加350℃的热改性坡缕石钝化土壤时,两种提取态Cd含量降幅最大,分别为39.7%和32.6%。添加350℃的热改性坡缕石可以促进Cd由活性高的酸溶态向活性低的残渣态转化,从而有效降低Cd的迁移能力。添加热改性坡缕石有助于玉米植株的生长,与对照相比,玉米植株的根长、株高、鲜质量和干质量都有显著的增高,同时Cd从土壤到地上部分的富集和地下部分到地上部分的转运有了明显的降低。因此,热改性坡缕石可作为钝化修复重金属污染土壤的环保材料。     

不同镉浓度下绿穗苋根际环境特征与镉形态分布

为了解镉(Cd)富集植物根际环境对镉的活化和耐受作用,通过土壤盆栽试验,研究了Cd胁迫下绿穗苋根际环境特征变化和镉形态分布。研究表明:绿穗苋根际pH低于非根际,并随Cd浓度升高总体呈下降趋势;根据DOC含量高于非根际,且随着Cd浓度的增加呈逐渐上升趋势。随着Cd浓度的升高,绿穗苋根际土壤交换态Cd所占比例上升,铁锰氧化物结合态Cd所占比例先升高后降低,碳酸盐结合态Cd、有机结合态Cd和残渣态Cd所占比例均逐渐降低。各处理根际土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性均高于非根际,根际土壤脲酶和磷酸酶活性均随处理浓度升高呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶活性随处理浓度升高持续下降。结果表明,Cd胁迫下绿穗苋根际pH和DOC的变化对Cd活化具有重要作用,根际土壤酶活性特征表明其对Cd毒性有一定的缓解作用。     

富里酸对土壤中DnBP的降解及微生物活性的影响

为探究富里酸对有机污染物DnBP的降解和土壤微生物活性的作用,采用土壤培养试验,研究了FA对土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性的影响规律。结果表明,FA的添加缩短了DnBP的降解半衰期,FA各处理组的半衰期为对照处理的48.1%~67.7%;FA促进了土壤的基础呼吸,40mg g-1处理组促进作用最强,最大CO2释放量为空白对照组的40.87倍;而过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA(10~20mg g-1)促进,高浓度FA(40~160mg g-1)抑制的变化趋势;FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用,40~160mg g-1FA对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关,与过氧化氢酶活性呈极显著负相关,与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关。通径分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率之间有较强的直接效应,还与土壤呼吸强度、土壤酶之间存在间接效应,从而影响DnBP的降解。     

丛枝菌根真菌减少污染土壤Cd淋溶流失的效应研究

为研究丛枝菌根真菌（AMF）对玉米生长与镉（Cd）吸收、土壤团粒组成、壤中流Cd浓度和Cd淋溶流失的影响,本研究以云南兰坪铅锌矿周边Cd污染农田土壤为基质,玉米为宿主植物,设置接种和不接种AMF处理,开展室内盆栽试验。结果表明：与不接种AMF（CK）相比,接种AMF显著增加玉米生物量,降低植株Cd含量与吸收量。接种AMF显著增加0~40 cm土层总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）和易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）的含量,导致粒径（R）>0.25 mm土壤团聚体含量增加55%,R<0.25 mm团聚体含量降低,土壤有效态Cd含量降低26%~43%。接种AMF导致0~30 cm土层壤中流Cd浓度下降14%~22%,Cd淋溶流失量降低29%。相关分析发现：R>0.85 mm的团聚体含量与T-GRSP含量呈显著正相关,R>0.25 mm的团聚体含量与壤中流Cd浓度、Cd淋溶流失量呈极显著负相关;有效态Cd含量与壤中流Cd浓度、Cd淋溶流失量呈极显著和显著正相关。研究表明,与CK相比,接种AMF不仅能增加土壤球囊霉素相关蛋白和大团聚体的含量,而且有助于降低土壤有效态Cd含量与壤中流Cd浓度,减少Cd的淋溶流失,AMF对土壤Cd淋溶流失效应具有重要影响。