几种矿物材料对Cd污染土壤中Cd形态分布及植物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了海泡石、钙基膨润土、钠基膨润土、汉白玉和石灰5种矿物材料不同添加量对Cd污染土壤p H、有效Cd、Cd形态分布及小白菜生物量、Cd含量的影响。结果表明:几种矿物材料均可显著提高土壤p H,并显著降低土壤有效态Cd含量,且降低幅度随添加量的增加而增大。与对照相比,添加矿物材料后土壤p H提高0.1~0.7个单位,有效Cd含量降低9.19%~18.92%。几种矿物材料对土壤Cd形态的影响均以酸提取态和残渣态的变化较为明显,酸提取态Cd比例降低3.27%~8.68%,残渣态Cd比例升高1.35%~4.75%,添加海泡石和钠基膨润土处理的变化更为突出。小白菜地上部和根部Cd含量随矿物材料用量的增加而降低,分别较对照降低16.03%~42.95%和20.69%~50.34%,海泡石、钠基膨润土和石灰的降低效果更好。值得注意的是,除海泡石和钙基膨润土外,施用钠基膨润土、汉白玉和石灰在降低小白菜Cd含量的同时亦可造成其地上部生物量的显著降低。     

不同矿物调理剂对Cd污染水田土壤性质及水稻Cd含量的影响

【目的】探究不同矿物调理剂对广西镉(Cd)污染水田土壤性质及水稻Cd含量的影响,为利用水田生产安全稻米提供参考依据。【方法】选用钙镁硅调理剂A和B、钙硅调理剂C和钙镁调理剂D(分别设为A、B、C和D处理),在广西某受Cd污染水田开展Cd污染大田修复治理试验,以不施用调理剂为对照(CK)。处理后于水稻成熟期测定土壤的pH、阳离子交换量(CEC)、总Cd和土壤有效态Cd含量及水稻根、茎、叶和籽粒的Cd含量,分析不同矿物调理剂对Cd污染水田土壤的修复治理效果及Cd在水稻各部位的残留状况,并对土壤总Cd含量、CEC和pH与有效态Cd含量进行相关分析。【结果】施用矿物调理剂可显著提高Cd污染水田的土壤pH和CEC(P<0.05,下同),二者分别较CK提高15.0%～16.6%和20.4%～23.8%;可显著降低Cd污染水田的土壤有效态Cd含量,较CK下降14.0%～19.3%。施用矿物调理剂后水田的土壤有效态Cd含量与pH呈显著负相关,pH的对数ln(pH)值与土壤有效态Cd含量的相关系数为0.4053;ln(pH)值与CEC呈极显著负相关(P<0.01),相关系数为0.6326;随...     

Cd污染土壤景观修复植物筛选研究

在温室条件下,研究了香樟、圆柏、侧柏、夹竹桃、珊瑚树、四季桂、红花檵木、金边黄杨、金叶女贞和海栀子10种常见景观植物对污染土壤中Cd的耐受能力和富集特征。试验设置的三个处理分别为不添加外源Cd的CK处理(土壤中Cd本底值为3.6mg·kg~(-1))和添加外源Cd的T_1、T_2处理(土壤中Cd含量分别为9.6、24.6 mg·kg~(-1))。结果表明,在T_1和T_2处理下,圆柏、侧柏和四季桂的根、茎、叶和整株生物量与CK处理无显著差异(P0.05)。当土壤中Cd含量范围为3.6~24.6 mg·kg~(-1)时,侧柏、珊瑚树、四季桂和金边黄杨光合作用正常;T1和T2处理下香樟、侧柏、珊瑚树、四季桂、红花檵木、金边黄杨和金叶女贞叶片中丙二醛含量与CK处理无显著差异(P0.05)。珊瑚树对土壤中Cd有一定的富集能力,而香樟对Cd具有较强的转运能力。供试植物Cd富集系数的聚类分析表明,圆柏、夹竹桃和珊瑚树可用于Cd污染土壤修复与景观美化,红花檵木、金边黄杨、香樟、四季桂、侧柏和金叶女贞可用于Cd重污染土壤中Cd的稳定。     

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。     

环境矿物材料改良土壤的研究进展

简要综述了应用环境矿物材料改良土壤的研究进展,主要包括改良土壤结构、提高土壤保水、保肥能力、调节土壤酸碱度、修复重金属污染土壤等,并且提出一些建议.     

电动修复Cd污染土壤的DBLM模型

以模拟Cd污染土壤为供试土壤,使用阳离子交换膜,在电场强度为1 V·cm^-1的条件下研究了电动修复过程中土壤中不同位置pH值和Cd浓度的关系,建立了一套与阳极距离相关的线性模型。该模型表明,阳离子交换膜阻止阴极产生的0H^-进入土壤,阳极产生的H＋在土壤颗粒表面不断发生吸附-脱附过程并达到平衡,土壤各剖面pH值与该剖面和阳极的距离成反比。此外,在电动修复初期,土壤中Cd分布较为均匀,不同位置Cd去除速率与该位置和阳极的距离成反比。由修复实验的相关数据进行拟合得到的结果也很好地证实了这一点（r^2〉0．94）。有助于预测不同位置的电动修复效果,了解土壤中Cd的迁移过程及制约因素,为增强修复效果及改进电动修复技术提供理论依据。     

农田土壤Cd污染的植物修复及强化措施研究进展

镉(Cd)是自然界中生物毒性最强的元素之一,易通过食物链进入人体,威胁人类健康,植物修复作为一种绿色、低廉、环境友好的原位修复技术而备受关注,因而研究农田土壤中Cd污染的植物修复技术及强化措施对保护生态环境和保障食品安全均有重大意义.首先对近年研究较多的鬼针草等Cd超富集植物进行了介绍,同时针对中轻度污染农田为实现"边生产边修复"的目的,对具有Cd富集能力和耐性的甜高粱等一般作物进行了介绍,最后针对植物修复周期长等局限性,重点阐述了微生物联合修复、螯合剂诱导修复、基因工程修复、农艺调控等植物修复强化措施,并对未来植物修复领域的研究方向进行了展望.     

Cd污染对3种类型土壤酶活性及Cd形态分布的影响

【目的】认识3种类型土壤酶活性对Cd污染的响应特征,以及Cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源Cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及Cd的形态分布特征;【结果】Cd污染均抑制了3种土壤的蔗糖酶活性,伴随污染的加剧,抑制作用更显著,尤其是冲积土;Cd污染对冲积土脲酶活性有显著的激活作用;3种土壤的酸性磷酸酶对Cd污染的响应表现出"低促高抑的效应";随土壤中Cd2+浓度的增大,冲积土的碱性磷酸酶活性降低,其余两种土壤的碱性磷酸酶没有显著变化。Cd污染处理下,紫色土中Cd的形态分布均表现为:可还原态残渣态可氧化态弱酸提取态。黄壤和冲积土在1 mg/kg时,Cd的各形态分布为:弱酸提取态残渣态可氧化态可还原态;随着Cd含量的增加,冲积土和黄壤中弱酸提取态Cd和可还原态Cd的比例有较大幅度的增加,残渣态Cd的比例下降。【结论】紫色土和黄壤中的土壤酶活性受到Cd污染影响较小,冲积土的酶活性受到的影响较大;冲积土和黄壤在受污染后土壤中的Cd容易被植物吸收,生态安全存在更大的隐患。     

用幼苗表示土壤Cd污染临界值的可行性研究

盆栽试验，以小麦、油菜、大豆为对象，研究用作物幼苗含Cd量替代成熟期可食部位含Cd量表示土壤污染临界值。结果表明，3种作物幼苗含Cd量均高于成熟期可食部位含Cd量，且均与土壤投Cd量、以及与各自成熟期作物可食部位含Cd量呈极显著正相关，表示苗Cd不仅可以指示土壤污染，还可以通过苗Cd与成熟期可食部位Cd的相关回归方程计算相当于达标临界值的苗Cd污染临界值。     

3种园林植物对土壤重金属Cd的吸收及修复研究

以自来水处理作对照,采用土培法研究了3种Cd处理浓度下棕竹、宛田红花油茶、博白大果油茶对土壤重金属Cd的吸收及修复能力,为Cd超积累植物的筛选及土壤Cd污染治理提供依据。结果表明,与对照组（0 mg.kg-1）相比,10、25、50 mg.kg-1 Cd处理45 d后,3种园林植物均能较好生长,未出现任何中毒症状;10、50 mg.kg-1 Cd处理浓度下,3种园林植物地下部（根系）Cd含量均大于地上部（茎、叶）,且随着Cd处理浓度的增大,地下部（根系）Cd含量增幅均大于地上部（叶、茎）,其中棕竹根系Cd含量增幅最大,是10 mg.kg-1处理的7.05倍;在10～50 mg.kg-1处理浓度范围内,3种园林植物地上部与地下部Cd含量比值均较低,且Cd在3种植物体内的迁移率均随处理浓度增大而降低。     

微生物技术修复重金属污染土壤的研究进展

随着人类社会活动的发展,有色重金属污染土壤也日益引起了社会的重视,就这样,现代科学对土壤中重金属污染研究的范围也就日益广泛。常见的物理或化学修复不仅成本高,而且会对环境造成二次污染,亟需寻找一种新的修复方式来对重金属污染的土壤进行修复。生物修复有着无与伦比的优势。本文综述中分别以内生菌,抗性微生物,细菌和真菌以及微生物淋滤法等方式阐述了利用微生物治理重金属污染土壤的新技术,以便在未来更好的解决这一类问题。     

化学洗涤法修复石油污染土壤研究现状

化学洗涤法修复石油污染土壤具有修复时间短、操作简单、能耗低、适应性广、可资源化回收洗脱石油等优点,从表面活性剂复配、助剂应用、过程强化以及石油污染土壤性质的影响等方面对近年来化学洗涤法修复石油污染土壤的研究进行了评述。为推动该方法的实际应用,尚需深入研究表面活性剂之间、表面活性剂与助剂之间的相互作用机制,系统研究石油污染土壤性质对洗涤工艺的影响,加强关于降低化学洗涤对土壤性能影响方法的研究,深入开展洗涤废水回用及有效处理的研究。     

表面活性剂在污染土壤修复中的应用

污染土壤淋洗修复技术中,淋洗剂的选择是影响这一技术应用的限制因素之一.目前研究的淋洗剂包括表面活性剂、有机或无机酸、螯合剂EDTA等.大量研究表明,表面活性剂能够去除土壤中的污染物,特别是有机污染物,提高污染土壤的修复效果.综述了表面活性剂在污染土壤修复中的应用.土壤有机污染修复中表面活性剂的作用主要体现在增溶洗脱土壤中有机污染物,提高有机物在水中的溶解度和流动性;增强土壤对有机污染物的吸附作用,即增强截留固定作用;改变吸附态或溶解态有机污染物的生物利用性.土壤重金属污染修复中表面活性剂的作用主要体现在离子交换和络合作用.     

基于专利文献分析的土壤污染修复技术发展现状与展望

为明确土壤污染修复技术在世界范围的研究布局和发展态势,基于德温特专利创新索引数据库(Derwent Innovation Index,DII)对2005—2013年土壤污染修复技术专利进行了计量学统计,并探讨了该技术的研究布局、研究重点及发展趋势。结果显示,世界范围内土壤污染修复技术涉及的专利申请量逐渐增长,土壤污染修复技术研究较为活跃。中国是该技术领域主要的专利申请国,也是最大的技术来源国,其专利数量从2005年逐年上升,尤其是2009年以后呈现快速上升趋势。土壤污染修复技术相关专利涉及的学科领域呈现交叉趋势,技术布局广泛,主要涉及化学、仪器与仪表、工程学、水资源学等方面。土壤污染修复领域主题词聚类分析显示,土壤砷、镉、铅、铬污染是该领域的研究热点,土壤污染物的稳定固化、植物修复、电动化修复、添加调理剂、土壤淋洗、离子束、分离回收等是可供采用的重要技术,并且2010年以后,污染物稳定固化、植物修复、添加调理剂修复技术的研发活动更为活跃。基于以上研究,认为今后应加强研发高效经济的土壤污染修复技术,注重已有专利成果的转化,促进专利的市场应用,使其发挥更大的社会和经济效益。     

基于Web of Science数据库的土壤污染修复领域发展态势分析

土壤污染修复是当今农业、生态和环境科学领域的研究热点。为明确该领域在世界范围的研究布局,基于Web of Science平台科学引文索引扩展版(Science Citation Index Expanded,SCIE)数据库对2005—2013年土壤污染修复领域的SCI论文进行计量学统计,探讨该领域的研究现状、研究重点及发展趋势。结果显示,在世界范围内土壤污染修复领域的发文量逐年稳步增长,其中以中国、美国和印度发文量较多,技术成熟度和重视程度也较强。美国、中国、英国和印度的论文质量和影响力较高,表征发展中国家中国和印度在土壤污染修复领域的研究实力也跻身世界前列,是土壤污染修复领域重要的参与者和引领者。中国科学院、浙江大学和西班牙高等科学研究委员会是其主要发文机构,中国国家自然科学院基金、973国家重点基础研究发展计划、欧盟、美国能源部、863国家高技术研究发展计划是其主要的项目资金来源。土壤污染修复研究涉及的学科领域分布广泛,其中以环境科学与生态学领域发文量最多,并向其他学科渗透,交叉研究将会更为普遍。今后土壤污染修复技术发展也将继续呈现多样化、友好化和高效化,更加注重土壤污染修复效果评价和经济效益评估。该研究结果可为土壤环境学科的发展、研究布局的规划以及我国土壤污染修复技术的创新提供思考与借鉴。     

多金属污染农田土壤固化／稳定化修复研究进展

固化／稳定化剂修复农田土壤重金属污染简单易行、成本低廉且不破坏土壤结构,但不同的固化／稳定化剂对土壤、作物及重金属离子的修复效果各不相同。文章概述了几种固化／稳定化剂的修复效果及优缺点,探讨了固化,稳定化修复重金属污染的作用机制以及影响重金属固化／稳定化修复效果的主要因素,分析了固化／稳定化修复农田土壤重金属污染的局限性,并从不同角度提出了今后的发展方向。     

有机酸对镉在土壤矿物上吸附特征的影响

研究了有机酸对镉在土壤矿物上吸附特征的影响,结果表明:有机酸对镉在矿物上吸附的影响基本上是一致的:随着胡敏酸浓度的增加,镉的吸附量迅速增大;对低分子量有机酸(草酸、乙酸、柠檬酸等)而言,在浓度较低时,镉的吸附量随着有机酸浓度的增加而有所增大,但随着浓度的增加,镉的吸附量逐渐降低.存在胡敏酸时,高岭石、针铁矿和三羟基铝石对镉的吸附率随着pH的升高而迅速增大,而且吸附率一直高于其它条件下的吸附率,pH>5.0时,吸附率接近100%.在存在低分子量有机酸(草酸、乙酸、柠檬酸等)的情况下,在pH<5.5时,高岭石、针铁矿和三羟基铝石对镉的吸附率随着pH的升高有较大的差异,与矿物种类及有机酸类型有着密切的关系,之后随pH的升高而迅速增大.     

添加方式对不同固化剂稳定土壤重金属的影响

以石灰、膨润土、沸石、骨粉、硫化钠、硫酸亚铁为固化材料,分别在最佳添加量下以不同添加方式（固-固、固-液和液-液）对重金属污染土壤进行稳定化修复,研究不同添加方式对固化剂稳定化修复土壤重金属的效果。结果表明：固化剂的添加方式会对土壤重金属的稳定化作用效果产生不同程度的影响,其中以液-液方式添加的石灰对潼关和凤县土壤中Cd稳定化效果最好,土壤中有效态Cd含量分别减少87.9%和70.8%;以固-液方式添加的膨润土对潼关和骨粉对凤县土壤中Pb的稳定化效果最好,重金属残渣态的比例分别增加了59.0%和56.3%;硫酸亚铁以固-液、液-液的添加方式分别对潼关和凤县土壤中Zn稳定化效果最优,有效态Zn含量减少87.2%和84.3%。     

纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究

为评估纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,NAP)钝化修复重金属污染土壤的稳定性,采用一次性添加不同用量(0.5%、1%、2%,W/W)的NAP进行水稻盆栽试验,研究了一年和三年后土壤性质、有效态重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)含量和水稻体内重金属含量的变化。结果表明:不同NAP施用量下土壤p H值在第一年和第三年分别显著提高了0.71~1.24和0.60~1.16,年际间p H提高幅度的差异较小,表现出较好的稳定性;第三年土壤中有效态Cd、Cu和Zn含量与对照相比降幅(62.7%~96.5%)要显著低于第一年(66.6%~98.4%),而有效态Pb含量的降幅(百分比)则略有提高,表明随着时间的延长,NAP固定土壤Cd、Cu和Zn含量的能力有所减弱,而对Pb的固定能力有所增强。添加NAP显著降低了水稻根中的重金属含量和糙米中Cd含量,糙米中的Pb、Cu和Zn含量也有所降低。糙米中重金属含量与土壤中有效态重金属含量呈正相关关系,表明NAP通过降低土壤有效态重金属来降低重金属在水稻籽粒中的累积。     

剑麻与石灰对镉污染土壤修复研究

通过盆栽试验,研究了不同镉(Cd)污染水平和石灰处理下剑麻植株的长势及剑麻体内的Cd含量,结果表明:在Cd 25 mg/kg污染土壤中剑麻生长受影响不大,在Cd 50 mg/kg污染土壤中剑麻可以生长,当Cd污染水平达到100 mg/kg时剑麻受毒害严重;剑麻对Cd的吸收量地下部明显高于地上部;在Cd≤50 mg/kg污染土壤中加入石灰并没有增加剑麻对Cd的迁移量;而在Cd污染浓度相同的土壤条件下,施加石灰处理的剑麻对Cd的迁移量低于不加石灰处理;在Cd重度污染的土壤中增加石灰用量可促进剑麻的生长,表明石灰与剑麻相结合对Cd重度污染土壤具有一定的修复意义.