二种钾肥对海泡石钝化修复镉污染土壤效应影响的研究

为了揭示钾肥对Cd污染土壤钝化修复效果的影响,为土壤钝化修复过程中合理施钾肥提供理论依据。本文选取不同剂量(含量以K2O计算,分别为0.1 g·kg~(-1)、0.2 g·kg~(-1)和0.3 g·kg~(-1))的KCl和K_2SO_4作为典型钾肥,以海泡石(10 g·kg~(-1))作为钝化材料,通过油菜盆栽试验,研究了两种钾肥在海泡石钝化条件下对Cd污染土壤修复效应的影响。结果表明:K_2SO_4显著增加了油菜的生物量,其增幅为6.06%~10.05%。与单施海泡石钝化相比,在海泡石钝化时施用KCl和K_2SO_4两种钾肥,油菜地上部茎叶Cd含量分别增加16.38%~60.73%和15.62%~25.19%;施用KCl和K_2SO_4对土壤p H未产生显著性影响,却显著地增加了土壤有效态Cd含量,其增幅分别为25.51%~34.65%和18.5%~24.96%。添加海泡石可使土壤的Zeta电位向负值方向移动,提高土壤对Cd的负载能力;但添加海泡石下施用KCl和K_2SO_4均能提高土壤的Zeta电位,降低土壤对Cd的负载能力。等温吸附试验同样表明,添加KCl和K_2SO_4均能降低海泡石对Cd的吸附量,在水溶液中海泡石对Cd的最大吸附量为5.30 mg·kg~(-1),添加KCl和K_2SO_4后吸附量分别降低至2.87 mg·g~(-1)和4.92 mg·g~(-1)。KCl和K_2SO_4显著改善了土壤中K、Mn、Cu和Zn等营养元素的有效态含量。从上述结果可以发现,在海泡石钝化修复Cd污染土壤过程中,施K_2SO_4对钝化效果的影响小于施KCl。     

海泡石对镉污染土壤改良效果的研究

通过人工模拟污染、采用盆栽试验的方法，研究了海泡石对镉污染土壤的改良效果，试验结果表明：海泡石能显著促进空心菜的生长，抑制空心菜对镉的吸收，降低空心菜植株体内镉的浓度，同时，由于海泡石具有很大的表面积和较大的吸附量，可降低土壤镉的有效性。海泡石可作为镉污染土壤的改良剂。     

海泡石对镉污染土壤改良效果的研究

通过人工模拟污染、采用盆栽试验的方法,研究了海泡石对镉污染土壤的改良效果,试验结果表明:海泡石能显著促进空心菜的生长,抑制空心菜对镉的吸收,降低空心菜植株体内镉的浓度,同时,由于海泡石具有很大的表面积和较大的吸附量,可降低土壤镉的有效性。海泡石可作为镉污染土壤的改良剂。     

石灰和海泡石对镉污染土壤的修复效应与机理研究

研究了稻作和旱作两种种植制度下,施用石灰、海泡石及两种改良剂配施对镉污染土壤pH值、土壤镉形态变化及作物对镉的吸收等的影响.结果表明,施用改良剂使稻作条件下的土壤pH提高0.3～1.8个单位,旱作条件下土壤pH提高幅度为0.3～2.0个单位:两种种植制度下,作物有效性较高的酸提取态镉含量显著减少,而作物有效性较低的可还原态和残渣态镉含量显著增加,进而引起了水稻和萝卜对镉的吸收量降低.其中以石灰和海泡石配施的效果最好,单施海泡石次之,单施石灰效果最差,且各处理均随改良剂用量的增加效果增强,虽然,施用改良剂可以有效降低土壤中镉的作物有效性,但对水稻产量和生物量及镉在水稻和萝卜两种作物地上部分的分配规律均没有明显的影响.     

酸性农田土壤镉污染修复钝化材料筛选研究

[目的]研究0.3 mg kg-1、1.0mg kg-1、1.5 mg kg-1三种不同镉污染水平的酸性农田土壤单一或复配添加海泡石(H)、膨润土(P)、钙镁磷肥(G)、磷矿粉(L)四种钝化剂钝化镉污染的效果.[方法]采用室内培养模拟实验,添加单一纯化剂处理于开始培养后10 d、20 d、30 d,复配添加钝化剂处理于...     

热改性坡缕石对土壤镉污染的钝化效果及对土壤镉生态毒性的影响

  目的  探究纳米材料对农田土壤镉（Cd）的钝化效果及其对土壤酶活性、作物生长的影响,以期为Cd污染农田的生态修复和农产品安全、优质生产提供参考依据。  方法  通过盆栽实验,研究了添加纳米生物炭(nBC)、纳米羟基磷灰石(nHAP)和纳米零价铁(nZVI)对土壤化学性质、有效态Cd含量、酶活性以及小白菜体内Cd含量、生长和品质的影响。  结果  添加nBC、nHAP、nZVI后土壤pH分别提高了0.73、0.72、0.16个单位;同时,nBC显著提高了土壤速效磷和速效钾含量, nHAP显著提高了土壤速效磷含量。与对照相比,nBC、nHAP和nZVI显著降低了土壤DTPA和TCLP提取态Cd含量,降幅分别为46.4%和32.0%、67.9%和41.2%、54.8%和28.9%;而纳米材料显著提高了土壤酶活性,其中脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别为对照的1.50 ~ 3.15倍、1.32 ~ 1.64倍和1.20 ~ 1.39倍。向土壤中添加nBC、nHAP、nZVI后,显著降低了小白菜中Cd含量,提高了小白菜干重和营养品质。其中,地上部、根系Cd含量较对照分别降低了68.4% ~ 78.7%、39.6% ~ 62.0%;可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量较对照的增幅分别为9.61% ~ 57.5%、36.7% ~ 116%、10.9% ~ 41.4%。  结论  3种纳米材料对土壤中Cd起到了良好的钝化作用,同时提高了土壤酶活性,改善了小白菜的生长状况和营养品质。     

膨润土对轻度镉污染土壤钝化修复效应研究

通过盆栽和大田小区试验,研究了膨润土对Cd污染土壤修复效应。结果表明,盆栽和大田条件下施用膨润土后土壤Cd交换态含量分别较对照降低了41.3%~86.1%和7.9%~24.6%,铁锰氧化物结合态(OX)和残渣态(RES)Cd含量则有所上升。水稻各部分Cd含量总体上随膨润土投加量的增加而降低,与对照相比,盆栽条件下根、茎、叶、糙米中Cd含量最大降幅分别达到46.0%、49.8%、54.2%和71.8%,大田小区条件下水稻各部分Cd含量最大降幅分别达到35.3%、48.8%、36.0%和40.9%。投加不同浓度膨润土后,水稻幼苗叶片SOD酶活性和可溶性蛋白含量在一定程度上有所促进,而POD酶活性和MDA含量则表现为明显的抑制效应(P0.05)。在盆栽和大田实验中,施用膨润土显著提高土壤过氧化氢酶活性(P0.05),与之相反,在盆栽实验中,土壤Cd蔗糖酶活性较对照处理显著降低(P0.05),降幅达44.3%~52.3%,而大田条件下各处理间差异不显著(P0.05);脲酶活性随膨润土施加量的增加呈现出先降低后增加的趋势。     

生物炭对不同镉污染土壤钝化效果和小白菜镉吸收的影响

目前生物炭用量对不同镉污染水平土壤的钝化效果缺乏进一步认识,利用外源添加试验研究了不同土壤镉污染水平、不同生物炭添加量对小白菜镉吸收和土壤镉有效性的影响。结果表明,添加生物炭能降低土壤有效态镉含量和小白菜地上部镉吸收量,且随着生物炭量的增加钝化效果更明显,其中以4%的生物炭添加量的效果最佳,小白菜地上部镉含量降低了55.9%～76.0%。生物炭添加提高土壤pH值,降低了土壤有效态镉含量2.4%～62.3%,其中较低镉水平土壤有效态镉含量降幅高于较高镉水平的土壤。     

施磷对吊兰修复镉污染土壤及土壤酶活性的影响

选用吊兰进行室内盆栽,研究在Cd污染土壤中,施用不同剂量磷肥对吊兰生理指标、土壤酶活性等的影响,为合理施用磷肥,提高Cd污染土壤的植物修复效果提供参考依据。结果表明:吊兰在100mg/kg的Cd污染土壤中能正常生长,施P对吊兰的叶绿素、细胞膜透性、抗氧化酶活性影响显著(p0.01),表现为低浓度促进,高浓度抑制作用。当施磷量为200mg/kg时,叶绿素含量、CAT酶活性最大,外渗电导率和MDA含量最低,POD酶活性开始上升,说明施磷能使吊兰的细胞膜受害程度最低,抗氧化作用增强。同时,施P有利于改善Cd污染土壤的酶系统,对过氧化氢酶、脲酶的活性表现为低浓度促进、高浓度抑制,对蔗糖酶的活性表现相反,对磷酸酶的活性表现抑制作用;且200mg/kg的磷处理时,过氧化氢酶、脲酶的活性最高,蔗糖酶的活性最低。4种土壤酶活性均与P浓度呈高度相关性(p0.05),相关性为脲酶过氧化氢酶蔗糖酶磷酸酶。     

海泡石对镉污染土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

通过大田试验,研究了在镉污染菜地原位钝化修复过程中海泡石对土壤团聚体组成和稳定性以及有机碳含量影响。结果表明,与对照相比,施用海泡石后整体上减少了5~8mm和0.25mm级别团聚体的数量,而2~5,1~2,0.5~1,0.25~0.5mm级别团聚体数量则不同程度增加,且随着海泡石施用量增加,其数量呈显著增加(P0.05)。在0—15cm土层中,土壤团聚体的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随海泡石施加浓度增加呈现先增加后降低,而在15—20cm土层中则有所降低。施用低浓度海泡石(0.5%)时,土壤有机碳(SOC)含量有所减少,最大降低了21.1%,而当海泡石添加剂量达到1%(H_1)和1.5%(H_(1.5))后,土壤有机碳含量整体上有所提高,较对照相比,最大增幅分别达到2.9%和70.3%。与对照相比,施用海泡石后增加了大团聚体中土壤有机碳的贡献率。     

鱼骨粉对土壤Cd污染钝化修复效应及其理化性质的影响

通过1年静态培养试验,研究了鱼骨粉对碱性和酸性Cd污染土壤钝化修复效应、基本理化性质和酶活性的影响。结果表明:随着鱼骨粉施加量的增加,酸性和碱性土壤中pH、有机质和阳离子交换量增加,而含水率则较对照降低了2.90%~6.19%和0.10%~1.81%。土壤中TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)提取态Cd含量随鱼骨粉投加量增加而降低,较对照最大分别降低49.7%和17.0%。施加鱼骨粉后,碱性土壤中过氧化氢酶活性显著升高(p<0.05),过氧化物酶则受到抑制,脲酶活性仅在≤1%鱼骨粉处理时有所促进,而在酸性土壤中,过氧化氢酶、过氧化物酶和脲酶活性最大分别可增加90.5%,65.4%,75.8%。施用鱼骨粉改变了土壤有机碳官能团的数量,其中酚类化合物、脂肪C、芳香C官能团含量均有所增加。土壤中有效态Cd与土壤有机质含量、过氧化氢酶活性呈极显著负相关关系(p<0.01),与土壤pH、阳离子交换量呈显著负相关关系(p<0.05)。研究表明利用鱼骨粉钝化修复Cd污染土壤较为有效可行。     

不同施磷水平对土壤中重金属镉的钝化效果评价

通过室内培养试验,以P/Cd摩尔配比分别为0,2∶3,3∶2,2∶1,4∶1进行了不同磷肥钝化修复Cd污染土壤试验。采用毒性淋溶提取法(TCLP)和形态分析法评价了磷酸氢二铵(DAP)、磷酸二氢钾(MPP)、过磷酸钙(SSP)和磷酸钙(TCP)对污染土壤中Cd的钝化效果。结果表明,4种磷肥的钝化效果依次为:MPPDAPSSPTCP,4种磷肥的钝化处理可显著降低土壤中TCLP提取态Cd含量,在磷肥剂量水平P/Cd为4∶1时对土壤中Cd的钝化效果最佳,最大降低幅度为49%;添加磷肥能够大幅度提高土壤中速效磷的含量,相同磷水平下,土壤中速效磷含量高低次序为:MPPDAPSSPTCP,TCLP提取态Cd含量随土壤速效磷含量升高而显著降低(R=-0.903**);DAP,MPP,SSP和TCP处理后交换态Cd的浓度降幅分别为23.75%,39.06%,16.60%和18.36%,而碳酸盐结合态(WSA)、铁锰氧化物结合态(Fe-Mn-OX)、有机结合态(OM)和残渣态(RES)Cd的含量均有所升高,表明磷素是通过改变Cd的存在形态而降低其有效态含量的。     

4种生物炭对镉污染潮土钝化修复效果研究

以甘蔗叶、木薯秆、水稻秸秆和蚕沙为原材料,采用限氧热解法在500℃下制备生物炭,通过室内培养实验,研究在不同培养时间(0,15,30,45d)条件下,生物炭施入潮土(Cd浓度5mg/kg)后对土壤基本性质及土壤中镉(Cd)化学形态的影响,探讨了生物炭修复镉污染土壤的可行性。结果表明:添加生物炭后,土壤pH值和阳离子交换量(CEC)随着培养时间的增加而逐渐增加,而土壤有机碳(SOC)含量则呈先增加至最大值而后缓慢降低的趋势,但仍高于对照。同时,生物炭的施入显著降低了土壤中弱酸可提取态Cd和可还原态Cd含量,提高了可氧化态Cd和残渣态Cd含量,且随着培养时间的延长这种转化趋势更为明显。4种生物炭对潮土中Cd钝化效果表现为蚕沙生物炭水稻秸秆生物炭木薯秆生物炭甘蔗叶生物炭。培养结束(45d)时,与对照相比,添加蚕沙生物炭的土壤中弱酸可提取态Cd含量降低了42.07%,可还原态Cd含量降低了35.19%,可氧化态Cd和残渣态Cd含量分别增加了292.59%和339.29%,从而大大降低了Cd的生物有效性,由此可见,生物炭对镉污染土壤的修复是切实可行的。     

不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响

采用盆栽试验,在镉二级和三级污染的红壤和褐土上添加不同磷酸盐（磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙）后种植小油菜40d,测定植株生物量、镉吸收量、土壤有效态镉含量、pH值,分析不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响。结果表明,3种磷酸盐使污染红壤和褐土上小油菜生物量分别提高了18.7%～291.1%和31.5%～991.2%,在红壤上提高顺序为磷酸二氢钙〉磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵,而在褐土上则表现为磷酸二氢钙≈磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵。3种磷酸盐影响下小油菜吸收镉量,在镉二级污染水平的红壤上表现为显著提高8.3%～60.6%,而在镉三级污染水平的红壤上则表现为显著降低了4.6%～58.4%。污染红壤有效态镉含量在加入3种磷酸盐后提高了17.0%～122.7%,提高顺序为磷酸二氢钙〉磷酸二氢钾〉磷酸二氢铵;而磷酸二氢铵使污染褐土有效态镉含量降低了2.4%～13.4%。3种磷酸盐使红壤pH值提高了0.24～0.99。可见,不同土壤类型、不同镉污染水平下,3种磷酸盐对土壤镉的生物有效性的影响存在差异,其机制有待进一步研究。     

土壤主要理化性质对湘粤污染农田镉稳定效果的影响

利用盆栽试验研究了稳定剂(石灰、海泡石联合施用)对湖南、广东两省区不同性质土壤上生长的小青菜(Brassica chinensis L.)生物量、重金属吸收以及土壤pH和重金属提取态含量的影响,探讨了影响镉(Cd)稳定修复效果的土壤性质参数。结果表明:施加稳定剂对增加酸性土壤上小青菜生物量效果显著,土壤pH、有机质(OM)、全量Cd和黏粒是影响小青菜生物量变化的主要因素;土壤pH、阳离子交换量(CEC)、OM、黏粒是影响小青菜Cd含量变化的主要因素;土壤pH、CEC、全量Cd和黏粒是影响土壤提取态Cd含量变化的主要因素。     

Rhamnolipid Foam Enhanced Remediation of Cadmium and Nickel Contaminated Soil

Column experiments were conducted to evaluate the feasibility of using a rhamnolipid foam to remove heavy metals (Cd and Ni) from a sandy soil contaminated with Cd (1706 ppm) and Ni (2010 ppm). Best results were obtained from the foam generated by a 0.5% rhamnolipid solution with an initial pH value of 10.0 after flushing with 20-pore-volume of solution. These conditions removed 73.2% of the Cd and 68.1% of the Ni. Removal efficiencies by foam generated by a chemical surfactant, Triton X-100, were investigated as a comparison. It removed 65.5% of the Cd and 57.3% of the Ni under the same conditions. After a 20-pore-volume liquid solution flushing, 0.5% rhamnolipid (initial pH 10.0) without foam generation removed 61.7% of the Cd and 51.0% of the Ni, whereas 0.5% Triton X-100 (initial pH 10.0) removed 52.8% of the Cd and 45.2% of the Ni. Distilled water with adjusted pH only was also used to flush through the contaminated soil column as a control. It removed 17.8% of the Cd and 18.7% of the Ni. This study shows that rhamnolipid foam technology can be an effective means for the remediation of cadmium and nickel contaminated soil.     

MgAl-LDHs磁性颗粒对镉污染农田土壤的减量修复研究

本研究以不同巯基改性的镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)为原材料制备了四种毫米级磁性颗粒修复材料,并开展了对土壤中镉(Cd)去除效果的对比试验,考察MgAl-LDHs磁性颗粒修复材料的投加量和作用时间对Cd去除效果的影响,探讨了修复材料对三种实际污染农田土壤(Cd总量在0.73~0.86 mg/kg之间)中Cd的去除效果与机制。结果表明,以泰克莱尔MgAl-LDHs为原材料制得磁粒MgAl-LDHs-C对Cd的去除效果最好。确定磁粒MgAl-LDHs-C与土壤的最佳投加质量比为1:10,最适作用时间为3 h,在此条件下,浙江台州土壤DTPA提取态Cd含量由0.56 mg/kg下降至0.30 mg/kg；控制m(土):V(液)为1:2,反应温度为25 ℃,振荡频率为180 r/min,按照最优选投加量和作用时间分别向江苏太仓、甘肃白银和浙江台州污染农田土壤中施用MgAl-LDHs-C,三种土壤中Cd总量去除率分别达到26.0%、23.8%和34.7%。对土壤Cd的形态分析结果表明,MgAl-LDHs-C可以显著降低土壤可交换态、可还原态、可氧化态Cd的含量。本研究所制备的MgAl-LDHs-C材料具有良好的土壤Cd去除能力,可为Cd污染农田土壤的减量修复提供科学依据。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响。结果表明,秸秆还田显著提高了2种镉污染土壤的pH值。镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量,秸秆还田后2周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%~33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显。模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量影响不明显。镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%。还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量。     

In-Situ Immobilization of Cadmium and Lead by Different Amendments in Two Contaminated Soils

Different soil amendments, including 1% zeolite, 1% bentonite,5% Penghu soil (PHS), 5% Penghu soil + 1% manganese oxide (PHS + MO), 1% MO, and 1.5% silicate slag (SS), were used to immobilize Cd and Pb in two contaminated soils evaluated by single and sequential extractions and by uptake of Chinese cabbage (Brassica Chinensis L.). Results indicated that the PHS and MO significantly (p < 0.05) reduced the 0.1 M HCl extractable Cd and Pb in the two contaminated soils. Allamendment treatments did not change the organic and residual amounts of Cd and Pb in soils A and B, but the PHS andPHS + MOtreatments significantly reduced the exchangeable amounts of Cdand Pb in the two soils as measured by sequential extraction. Thecombination of PHS and MO amendments was associated with ahigh pH value and negative soil surface charge showed the best immobilizing efficiency of Cd and Pb in this study. All soil amendments investigated did not increase the dry matter weight of the plant, and most of them decreased the uptake of Cd and Pb, especially for the PHS and MO. The PHS and MO treatments reduced the extractability of Cd and Pb in two soils and theiruptake by the plant, but only the Pb content in Chinese cabbagefrom the amended soils was less than the background levels of heavy metals in leaf vegetables of Taiwan.