废料碳酸钙对低累积作物玉米吸收重金属的影响: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废料碳酸钙对第1、2季低累积玉米(Zea mays)产量以及重金属Cd、Pb、Zn和Cu含量的影响,并分析了施用废料碳酸钙后土壤pH和土壤有效态重金属含量的变化。结果表明,施用废料碳酸钙,玉米产量均有显著提高,其中高量废料碳酸钙处理效果最佳,第1季增产154%,第2季增产275%,玉米对Cd、Zn和Cu吸收量降低,玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量降低到了国家食品卫生标准允许的含量水平。与对照比较,废料碳酸钙不同用量水平均能不同程度地提高土壤pH,降低土壤有效态重金属含量,并抑制茎叶Cd和Cu向玉米籽粒的转移,从而造成玉米籽粒重金属含量降低。     

土壤重金属复合污染的化学固定修复研究

本文研究糠醛渣、磷矿粉、风化煤3 种修复剂对重金属复合污染土壤的化学固定修复效果.结果表明:糠醛渣、磷矿粉、风化煤3 种修复剂都可一定程度地降低复合污染土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd含量,其中以风化煤降低土壤有效态Zn、Cu的效果较好,在风化煤添加量为80 g/kg时土壤有效态Zn的含量降低了37.22%,土壤有效态Cu的含量降低了31.22%;磷矿粉处理修复Pb的效果比糠醛渣、风化煤好,在磷矿粉添加量为80 g/kg时,土壤有效态Pb的含量降低了23.79%;3 种修复剂都能显著降低土壤有效态Cd,在磷矿粉添加量为40 g/kg时,土壤有效态Cd的含量降低最显著,较对照降低了83.09%.在本试验条件下,3 种修复剂对4 种重金属复合污染土壤的修复效果,以Cd 较好,其次是Zn,对Pb的修复效果较差.     

污泥施田后土壤和玉米植株中重金属分布特征

对施污泥剂量分别为10、30和60thm-2的土壤,采用修正的BCR三步连续提取法分步提取并分析Pb、Cd、Cu、Zn的不同形态。利用高压密封消解技术和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析Pb、Cd、Cu、Zn在玉米器官中的分布及其转移富集特征。施污泥土壤中重金属主要以残渣态存在。施污泥量为常规用量的6倍时,即相当于连续6年施污泥的土壤中重金属Pb、Cd、Cu、Zn的含量基本未超过我国土壤环境质量标准。4种重金属在弱酸性土壤中残渣态含量比例的高低依次为CuZnCdPb。施污泥土壤上Pb、Cd在玉米各器官中的平均含量顺序为:茎叶根籽粒;Cu为:根茎叶籽粒;Zn为:根籽粒茎叶。玉米对于各元素的EC值按高低顺序依次为CuZnCdPb。     

土壤有效态钒的浸提剂和浸提条件研究

采用盆栽实验及石墨炉原子吸收光谱法测定,比较了HOAc、MgCl2、NH4OAc、EDTA和EDTA-NH4OAc等5种浸提剂在不同提取时间、不同土液比下对土壤中有效态钒的提取效果。实验表明,不同浸提剂对土壤有效态钒的提取率明显不同,提取率均随土壤钒含量的升高而升高。浸提剂对土壤有效钒的提取率顺序依次为HOAcMgCl2NH4OAcNH4OAc-EDTAEDTA,其中0.05 mol L-1 EDTA的浸提效率最高,最大提取率61.1%。最佳提取条件为:平衡时间60 min、土液比1∶10。将拟定的提取方法用于玉米盆栽土壤中有效态钒的提取,土壤中有效态钒量与玉米根、茎叶中钒含量存在极显著的相关性,相关系数达0.9742和0.9497,故EDTA提取的有效态钒能很好地用于评价土壤中钒的植物可利用性。     

农田土壤重金属淋洗剂筛选与效应分析

为分析不同淋洗剂在不同淋洗条件下对重金属淋洗效果的影响,采用振荡淋洗法对比研究4种淋洗剂(柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)和氨三乙酸三钠盐(NTA))不同浓度、淋洗时间、pH和固液比对重金属复合污染农田土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的淋洗效果及单因素最佳淋洗条件下土壤淋洗前后重金属不同形态含量的变化。结果表明,CA和TA的最佳淋洗浓度为0.3mol/L,EDTA和NTA为0.05mol/L;CA和NTA的最佳淋洗时间为480min,EDTA和TA为720min;4种淋洗剂的最佳淋洗pH均为3,最佳固液比均为1∶20。单因素最佳淋洗条件下,EDTA对土壤重金属去除效果最佳,对Pb、Cd、Zn和Cu的去除率分别为67.4%,61.0%,13.8%和76.0%;NTA效果次之,去除率分别为41.6%,42.4%,9.9%和54.3%。土壤重金属去除率随淋洗剂pH的降低而升高,随固液比的增加而增加,随淋洗剂CA与TA浓度增大而增大。淋洗剂对土壤重金属的解吸动力学曲线符合准二级动力学模型,解吸过程为化学解吸,且解吸反应速率受土壤重金属含量与淋洗剂浓度控制。土壤重金属在淋洗剂作用下的解吸速率为Cd>Pb≈Zn≈Cu。EDTA和NTA淋洗显著降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态和有机结合态的含量,CA和TA显著降低Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态的含量。淋洗剂对重金属的去除效率为EDTA>NTA>CA>TA。     

黄河三角洲不同土地利用土壤有效态微量元素提取与丰缺评价

利用EDTA、DTPA、M3和ASI 4种提取剂对黄河三角洲不同利用方式土壤中Fe、Mn、Cu、Zn 4种微量元素有效形态进行提取,探讨不同提取剂对土壤微量元素的提取效果,并以DTPA提取的结果为基础,评价Fe、Mn、Cu、Zn 4种元素在土壤中的丰缺状况。结果表明:EDTA对4种元素的提取能力最强,M3提取能力相对较弱,但各提取剂对不同利用方式土壤微量元素的提取能力并不一致;DTPA所提取的微量元素有效态含量与总量相关性最好,其相关性程度均达到显著或极显著水平,明显优于其他3种提取剂;土壤中有效态含量较为丰富的元素是Cu,其含量范围为0.62～2.31mg/kg,除未利用地土壤有效Cu为中等水平外,其他3种用地类型中土壤有效Cu均达到丰富和极丰富水平,而土壤有效Mn含量范围为2.2～7.54mg/kg,4种用地类型土壤有效Mn均处于较低和极低的水平。     

典型乡镇企业密集区土壤-蔬菜系统重金属分布与关联特征

土壤中有毒污染物的生物有效性及其在土壤－植物系统的迁移富集是当前研究的热点问题。该研究对乡镇企业密集地——东莞地区常见的7种叶菜类蔬菜及其相应土壤样品中的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等重金属元素的全量和稀盐酸可提取态进行了分析。结果表明：研究区蔬菜存在明显的有毒金属元素（Ni、Pb）超标和有益金属元素（Cu、Zn）缺乏问题,蔬菜重金属含量与土壤重金属总量和可提取态重金属含量均无显著的相关性,但可提取态含量的富集系数与蔬菜重金属含量具有显著相关性,其可以较好地指示土壤可提取态重金属向蔬菜系统的转移规律。不同品种蔬菜对各重金属的富集系数随可提取态重金属含量增加呈幂函数形式递减,且递减趋势与土壤中可提取态重金属含量范围密切相关。当数据量有限时,利用富集系数与对应可提取态重金属含量之间的回归模型对富集系数定量估值,其准确性要高于取相应的均值或中值。     

酸性土壤有效汞提取方法研究

为了更好地评价酸性土壤中汞的生物有效性和生态风险,以酸性土壤为供试土壤,通过比较国内外几种常用的土壤有效汞的浸提剂的提取效果,筛选适合于酸性土壤的有效汞浸提剂并优化相应的提取条件,从而建立酸性土壤有效汞的提取方法。结果表明,在0.1 mol·L-1HCl、1 mol·L-1NH4OAc、0.005 mol·L-1DTPA、0.03%TGA-1/15 mol·L-1Na2HPO4这4种常用浸提剂中,0.03%TGA-1/15 mol·L-1Na2HPO4是最佳的浸提剂,因为它具有最高的提取率,且其所提取的有效汞与相应稻米中Hg含量的相关性最好。0.03%TGA-1/15 mol·L-1Na2HPO4的最佳浸提条件为土液比1∶10、振荡时间120 min、振荡速度250 r.min-1,浸提出的有效汞量与油菜的相关性达到极显著相关,能较好地指示田间条件下土壤汞对作物的可给性。     

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。     

几种萃取剂对土壤中重金属生物有效部分的萃取效果

采用6种萃取剂：pH=7的0.01mol/L CaCl2、pH＝7.3的0.005mol/L DTPA 0.1mol/L TEA(三乙醇胺）＋0.01mol/L CaCl2、0.1mol/L NaNO3、0.43mol/L HOAc、pH=7的0.05mol/L EDTA和pH=4.65的0.5mol/L NH4OAc 0.01mol/L EDTA浸取液，对污染土壤中的重金属Cu、Zn、Cd、Pb的进行了萃取，并比较了萃取剂的萃取能力。实验结果表明，HOAc、EDTA以及NH4OAc－EDTA萃取各种重金属的能力远远大于其它几种萃取剂的萃取能力，是比较理想的萃取剂。     

不同浸提剂提取的土壤磷铝与油茶各器官磷铝含量的相关分析

采用Mehlich3、ASI、Bray、DTPA、HCl等5种浸提方法测定油茶林地土壤磷、铝含量,并分析其与叶片等器官磷、铝含量的关系。结果表明:ASI法提取的磷含量最高,平均值达4.12 mg/kg,Bray法提取的磷含量最低;铝提取量依次为HCl-AlBray-AlM3-AlASI-AlDTPA-Al。5种方法提取的磷、铝含量分别存在较好的正相关关系。油茶叶片的磷含量和铝含量最高,其中铝含量达14.22 g/kg,是其他器官铝含量的11.5~28.1倍。叶片磷含量与HCl-P、叶片铝含量与HCl-Al分别呈显著正相关。该研究表明0.01 mol/L HCl提取法具有应用于同时测定土壤磷、铝含量和评价其对油茶生物有效性的可行性。     

贵州铅锌冶炼区农田土壤镉铅有效性评价与预测模型研究

农田土壤重金属的不同活性库分布和土壤-溶液分配模型能够提供重金属的生物有效性和浸出能力等信息,因而在风险评价和修复实践中非常重要。本研究采集毕节铅锌冶炼区30个历史污染农田土壤,同时在贵州省范围内采集5种类型背景土壤制成不同浓度Pb/Cd单一污染土壤;经3个月老化,分别测定由0.43 mol/L HNO_3、0.1 mol/L HCl和0.005 mol/L DTPA提取态表征的重金属反应活性库以及由0.01 mol/L CaCl_2提取态表征的直接有效库;分析铅锌冶炼区农田土壤Cd、Pb不同有效库的分布特征,建立土壤-溶液分配模型,并讨论土壤理化性质的影响。结果表明:历史污染土壤中Cd和Pb的直接有效库占全量比例分别比人工污染土壤低4倍和223倍,然而历史污染土壤Cd和Pb的反应活性库(0.43 mol/L HNO_3提取态)占全量比例要高于相应人工污染土壤中的比例。拓展Freundlich形式吸附方程能够准确描述各提取态表征的Cd和Pb活性库与土壤全量Cd和Pb的关系,尤其0.43 mol/L HNO_3提取方法能够克服土壤理化性质对土壤Cd和Pb提取的影响而与总量建立极显著的相关关系。pH依附性Freundlich吸附方程准确描述了Cd和Pb的总反应活性库分别与土壤溶液Cd和Pb的关系,对于Pb而言,还要考虑土壤有机质和有效磷的影响。本研究可为矿区农田土壤重金属污染评价、修复以及农田有效态标准的推导提供参考。     

土壤重金属形态对径流中重金属流失的影响

土壤重金属的积累可促进地表径流中重金属的流失,流失量与土壤中重金属的形态有关。田间观测和室内模拟淋洗试验的结果都表明,径流或淋出液中重金属主要来源于土壤的交换态(包括水可溶态)重金属;土壤重金属总量与径流中重金属浓度相关不明显;用稀盐(0.01mol/LCaCl2)和1mol/LNH4OAc提取的土壤重金属量与径流和淋出液中重金属浓度都呈显著的相关,可较好地表征土壤中重金属流失潜力。     

水稻子实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)全量、各形态含量及相应点位种植的水稻子实重金属含量的基础上,通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟,研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征,以及水稻子实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明,成都平原水稻土重金属污染较轻,除Cd外,均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低,Cd主要以铁锰氧化态存在,Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻子实对5种重金属的累积效应顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb>Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)主要有:Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量;Zn各活性形态对水稻子实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响;活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关;活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系;Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响;Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来,对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重,而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。     

石灰性土壤有效硒浸提剂和浸提条件研究

采用外源硒加入土壤中得到硒污染土壤,6种有效硒的浸提剂NaHCO3、KH2PO4、K2SO4、EDTA、AB-DTPA和DTPA＋TEA＋CaCl2的最佳浸提时间和土液比进行了筛选,并通过盆栽试验对所选择的土壤有效硒浸提剂进行生物学校验,以找出石灰性土壤有效硒提取适宜的浸提剂及其浸提条件。结果表明,NaHCO3、KH2PO4、K2SO4、EDTA、AB-DTPA和DTPA＋TEA＋CaCl26种浸提剂有效硒浸提量都随着浸提土液比的减小而增大,且随浸提时间的增长而增大。其中NaHCO3和KH2PO4最佳土液比为1/15,振荡时间90min;K2SO4和AB-DTPA的最佳土液比为1/15,振荡时间60min;EDTA和DTPA＋TEA＋CaCl2的最佳土液比则为1/20,振荡时间30min。6种浸提剂在各自最佳的提取条件下提取的土壤有效硒量与白菜地上部分硒含量达极显著正相关,但土壤有效硒的提取量以DTPA＋TEA＋CaCl2及K2SO4最少,只占KH2PO4、AB-DTPA及EDTA提取量的14%～48%,故不适用于作为石灰性土壤有效硒的提取剂。NaHCO3适用于土壤硒含量高于5mg·kg^-1的石灰性土壤有效硒提取。KH2PO4、AB-DTPA及EDTA3种浸提剂既可提取土壤中水溶态硒,亦可提取部分的吸附态硒,提取硒数量较多,过程简单,重复性好,都可作为石灰性土壤有效硒提取的浸提剂。     

CaCl_2和SrCl_2提取土壤氮钾的比较

为了探讨0.01mol L-1 CaCl2和0.02mol L-1 SrCl2提取土壤氮、钾能力的差异,用0.01mol L-1 CaCl2和0.02mol L-1 SrCl2提取14个土壤样品,再分别用流动分析和火焰光度法测定提取液中的硝态氮和亚硝态氮之和和钾的含量,以1mol L-1 KCl和1mol L-1中性醋酸铵提取液作为无机氮和钾的对照提取剂,同时选择部分土壤样品用盆栽试验测定提取数量与土壤氮、钾有效性的关系。结果表明,两种方法和对照方法提取氮和钾数量的相关性均达到p<0.01水平,对照提取剂、0.01mol L-1 CaCl2和0.02mol L-1 SrCl2对于14个土壤的硝态氮和亚硝态氮之和提取含量平均值分别为13.36、15.33和26.62mgkg-1,14个土样的提取钾含量的平均值分别为120.4、33.58和54.24mgkg-1。盆栽试验结果表明,对照提取剂和0.01molL-1CaCl2和0.02molL-1SrCl2提取氮的数量与植物吸氮量的相关性达到p<0.05显著水平,钾的相关性达到p<0.01显著水平。与对照提取剂的氮、钾分别提取相比,SrCl2和CaCl2提取剂均可大大降低样品提取中试剂费用。以上结果表明,0.01mol L-1 CaCl2和0.02mol L-1 SrCl2提取对土壤氮和钾的提取能力均可反映土壤硝态氮和亚硝态氮、有效钾的含量和供应能力,而提取能力以0.02mol L-1 SrCl2为高。     

不同含钾物料对土壤钾素含量动态变化影响

采用土培试验方法,以稻草、稻草灰、硅钙钾肥、枸溶性钾肥和氯化钾肥5种含钾物料为试验材料,分别用蒸馏水、1 mol/L中性醋酸铵、2 mol/L冷硝酸、1 mol/L沸硝酸浸提测定土壤各种形态钾素,评估不同含钾物料施用对土壤钾素含量的影响。结果表明,施用含钾物料可以显著提高土壤各形态钾素含量,在等量钾素投入条件下,含钾物料的供钾能力表现出一定的差异。各含钾物料土壤水溶性钾、醋酸铵钾释放速率高低表现为氯化钾肥、稻草灰稻草、硅钙钾肥和枸溶性钾肥;与土壤水溶性钾和醋酸铵钾变化不同,土壤冷硝酸钾含量在培养前期以稻草灰、氯化钾肥和硅钙钾肥的处理显著高于枸溶性钾肥和稻草处理,但随着枸溶性钾肥和稻草钾素的释放,培养后期各处理之间差异不显著;相比于土壤水溶性钾、醋酸铵钾和冷硝酸钾含量而言,土壤沸硝酸钾含量最高,其中培养前期以稻草灰处理的土壤沸硝酸钾含量较高,稻草处理的土壤沸硝酸钾含量较低,两者含量差值可达83.75 mg/kg,经过156天培养后,其含量差值仅为6.91 mg/kg,处理间差异不显著。综合结果说明,稻草灰和氯化钾肥具有同等释放水溶性钾和醋酸铵钾的效果,其次是稻草处理,均可作为速效钾肥施用,而枸溶性钾肥和硅钙钾肥具有缓效释放特性,可与速效钾肥配合施用确保作物整个生育期对钾素的需求。     

潮土中残留小麦和玉米秸秆养分含量差异及与微生物群落组成的关系

黄淮海平原典型潮土上小麦和玉米收获后的秸秆往往直接还田,但驱动它们在不同质地潮土(砂质、壤质、黏质)中分解的微生物是否与残留秸秆养分含量有关尚不清楚.本研究基于尼龙网袋法,通过10个月的田间培育试验,监测秸秆分解率、残留秸秆养分含量及微生物群落组成,评估各指标在秸秆类型和土壤质地之间的差异,探究残留秸秆养分与微生物群落...