不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响

以太湖地区长期受重金属污染的稻麦轮作条件下的水稻土为研究对象,分别采取水稻收获期和小麦收获期不同重金属污染水平的土壤和临近非污染土壤(对照土壤),利用低能量超声分散分离技术将原状土进行团聚体分级,并结合土壤碳库分析,研究不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响。结果表明:随着重金属污染程度的增加,小麦收获期土壤2~0.2 mm与0.2~0.02 mm粒级的团聚体含量呈显著降低趋势,0.02~0.002 mm与0.002 mm粒级团聚体含量显著增加,但这种趋势在水稻收获期表现不显著;重金属污染降低了水稻季团聚体平均重量直径(MWD),从而降低了土壤的团聚程度,但这在小麦季并未表现出显著的降低作用;而小麦季重金属污染对原土及团聚体中有机碳含量没有显著影响,水稻季重金属污染则显著增加了土壤有机碳的含量。这些结果表明不同重金属污染程度对土壤团聚体组成的影响在不同的作物收获期表现不同,这可能与土壤团聚体周转过程受农田水分管理等措施影响有关,尚需深入研究。     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染2种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆3种,石灰用量设对照(0 kg·hm-2)和石灰处理(750 kg·hm-2)2个处理;田间小区试验设对照(不施秸秆和石灰)、秸秆还田及秸秆还田+石灰3个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期(前20 d)秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期(60 d后)秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

土壤重金属污染植物修复的紫云英调控研究

有机调控是植物修复土壤重金属污染的有效措施之一,为研究绿肥--紫云英的调控效果,实验于2004年3-12月选取江西省贵溪市冶炼厂周边受重金属污染的大田进行研究.结果表明,紫云英处理显著降低土壤重金属浓度和土壤综合污染指数,下降幅度与CK比呈极显著差异:除土壤Zn、Cd浓度和土壤重金属多因子综合污染指数的下降幅度显著低于有机试剂处理,其他与有机试剂处理均无显著差异;紫云英处理与“紫云英 有机试剂“的交互作用处理相比,土壤重金属浓度和土壤综合污染指数的下降幅度无显著差异.海洲香薷对Cu、Zn、Pb、Cd都有不同程度的富集,富集系数评价表明,紫云英处理、有机试剂处理及其交互作用处理与CK相比,海洲香薷对重金属元素的富集有显著提高,紫云英处理对植物富集重金属的影响介于有机试剂处理与其交互作用处理之间.     

酸性矿石废水短期污染对水稻土的影响

以受酸性矿石废水(ARD)污染1年的水稻田为研究对象,根据“ARD–土壤–水稻”体系中Cu、Cd、Pb和Zn等重金属含量,评价污染风险,分析ARD初期污染土壤中重金属的迁移特性;并分析土壤酸化潜力、理化性质和土壤脱氢酶含量,研究其与土壤重金属间的关系,探讨土壤污染特征,为酸性矿石废水(ARD)短期污染土壤的治理提供依据。结果表明:ARD的p H在2~3,其Cu和Cd分别超过国家V类水标准8.53倍和13倍。受ARD污染1年后,土壤中已有不同程度的Cu的富集,其中污染最严重的污1土壤中Cu(64.0 mg/kg)均超过国家二级标准(50.0 mg/kg),但污染土壤上水稻中的重金属大部分富集在根中,稻米中的重金属均远低于国家食品卫生标准。ARD污染也造成不同程度的土壤酸化和功能衰减,污1样地酸化和功能衰减最严重,其土壤p H和净产酸量(ANG)分别为3.5和H2SO4 12.4 kg/t,土壤脱氢酶活性已降为TBF 0.002 mg/(kg干土?24h)。此外,土壤中重金属含量和土壤酸化及土壤其他理化性质有一定关系,如土壤中总Cu和有效态Cu均和土壤中p H、NAGPH、Fe和SO42–极显著相关(P0.01),而土壤中Cu和Cd均和有效硅和电导率极显著相关(P0.01)。     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质，而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视。本文系统综述了水稻土重金属污染的来源，重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响，并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向，指出：①加强水稻-重金属-微生物三者相互作用、相互影响方面的研究；②在研究重金属污染与水稻土土壤微生物生态特征的关系的基础上，加强对重金属、土壤理化性状和水稻等因素进行综合并定量化分析，将是明确重金属对土壤微生物生态特性的影响及相关机理的关键；③应用分子生物学方法以及系统生物学方法，促进重金属污染胁迫下水稻土微生物活性及功能的演变规律及响应适应过程；④加强基于长期定位实验的研究，在较长的时间尺度和较大的空间尺度上认识水稻土生态系统在重金属胁迫下的演变规律和机制；⑤重金属污染对水稻土酶活性的研究应重点从机理方面入手，注重结合土壤酶的动力学参数和热力学参数，深化土壤酶与复合污染的作用机理，进一步揭示复合污染致毒途径及其机理，同时借助分子手段，探索重金属污染水稻土中更多未发现的酶的特性，寻找更加敏感、更能普遍推广的重金属污染土壤的综合性指标，以期为重金属污染水稻土的风险评价和生物修复提供科学依据。     

贵州草海流域不同功能区土壤-植物系统重金属迁移与富集特征

以草海流域不同功能区土壤及优势植物为研究对象,对比研究草海流域不同功能区土壤与植物中As、Cd、Cu、Cr、Pb和Zn 6种重金属的污染程度及其在土壤-植物系统中的迁移、富集特征。结果表明:草海流域4个功能区受到Cd和Zn的污染较为严重,As为轻度污染,Cr、Cu、Pb和As各个功能区污染程度不同;不同植物体内重金属含量差异显著,同种植物不同部位重金属规律为:根茎叶;7种优势植物中迁移特征和富集系数差别较大,只有狐尾藻对重金属Cu的富集系数大于1,其余植物对6种重金属的富集系数均小于1,可将狐尾藻作为草海流域典型的重金属耐性先锋植物;植物Cr和土壤Cr成极显著正相关,植物Zn和土壤Zn成显著正相关,植物Cd和土壤Zn成极显著正相关。     

Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对杂交水稻苗的联合生理毒性效应及临界值

通过室内土培试验,研究了不同浓度的Cd、Pb、Cu、Zn、As等5种重金属复合污染对水稻苗的联合生理毒性效应,并对其临界值进行了探讨。结果表明:5种重金属污染对水稻苗的联合生理毒性效应随其污染浓度的增加而显著增强,剂量—效应关系明显。除处理(1)外,其余各处理对水稻苗体的诸项生长指标的抑制均达到了极显著的程度(P<0.01),且对根长的抑制明显大于苗长。随着复合重金属污染浓度的增大,水稻苗叶片中叶绿素含量急剧减少;丙二醛(MDA)含量迅速增加;POD和SOD酶活性呈先升后降的变化趋势。铅锌尾矿和矿毒水污染对水稻苗生长和各项生理生化指标的影响也均达到了极显著程度,但在二者污染下,POD和SOD酶活性均高于对照,铅锌尾矿的毒性效应大于矿毒水。以酶活性为参考指标,可以将土壤环境质量二级标准上限值设定为土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、As等5种重金属对该水稻品种的临界毒性效应值。     

不同种植年限下山银花产地土壤及花蕾重金属污染特征

以喀斯特山区不同种植年限山银花及其产地土壤为研究对象,并以附近荒地土壤作为对照,通过野外调查和室内分析,测定了绥阳县不同种植年限土壤和山银花的重金属含量,并应用单因子污染指数和综合污染指数法,对土壤和山银花中重金属含量进行评价分析。明确了不同种植年限山银花及其产地土壤重金属含量水平,揭示了种植年限对土壤中重金属含量的影响及土壤重金属污染的程度,分析了土壤中Cr,Cd,As,Pb,Hg和Cu与花蕾6种重金属元素的相关关系。结果表明:随着种植年限的增加,土壤中Cu,Cr,Cd和As含量均有不同程度的增加,Hg变化不明显,Pb含量降低,总体综合污染指数为0.72,处于警戒线等级;山银花重金属平均含量和污染指数随种植年限的增加而增加,但均未超标,处于安全等级和警戒线等级;土壤中Cr,Cu,As之间存在极显著正相关性,Pb与Cr,Cu,As均存在显著负相关性,土壤中Cu,Cr,Cd和As与山银花中6种重金属元素均存在显著或极显著的正相关性,土壤中Hg和Pb与花蕾中各重金属元素存在不同程度的负相关性。本项研究对于了解种植山银花对土壤环境的效应、防控产地土壤重金属污染、保障山银花品质,具有重要的意义。     

锌铬复合污染对水稻不同生育期土壤酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了锌铬复合污染对水稻(Oryza sativaL.)不同生育期土壤酶活性的影响。结果表明,锌铬复合污染对水稻生长有抑制作用,随土壤中锌铬浓度的增加,不同生育期水稻生物量均呈下降的趋势,而根冠比呈一定的升高趋势,差异极显著(P<0.01)。在锌铬污染下,土壤过氧化氢酶活性随土壤中锌铬浓度增大而降低。与对照相比,在水稻分蘖期、孕穗期及灌浆结实期土壤过氧化氢酶活性的最小值分别降低了34.17%、23.02%和4.89%;除在灌浆结实期锌与铬浓度互作间的差异不显著外,其他生育期的锌浓度间、铬浓度间及锌与铬浓度互作间的差异均极显著(P<0.01)。在水稻分蘖期,土壤脲酶活性、转化酶活性随土壤锌铬浓度的增加而降低,但在孕穗期及灌浆结实期则升高,其差异均极显著(P<0.01)。线性回归及偏相关分析表明,在水稻不同生育期,土壤过氧化氢酶活性与土壤中锌、铬浓度均有极显著的线性回归关系,并呈显著或极显著负相关关系,这说明锌铬复合污染对土壤过氧化氢酶活性可能产生协同或加和的抑制效应。土壤脲酶活性在水稻灌浆结实期与土壤中锌浓度有极显著的线性回归关系,偏相关系数为0.7253**;土壤转化酶活性在水稻分蘖期、灌浆结实期与土壤中铬浓度均有极显著的线性回归关系,偏相关系数分别为-0.7426**、0.8056**,这说明锌铬复合污染对土壤脲酶活性及转化酶活性未产生复合效应。     

不同工业企业周围土壤-作物系统重金属Pb、Cd的空间变异及其迁移规律

对苏南不同排污方式的3个工业企业周围土壤-作物系统的重金属空间变异、迁移及影响因素进行了深入研究。研究表明:污水排放分别导致了氧化铅厂(F1)和化工厂(F2)周围农田土壤中Pb和Cd的聚集,其上作物的重金属吸收量也明显提高。而以大气排放为主的冶金企业(F3)导致土壤中重金属的轻微积累,也显著提高了作物中Pb的含量。在空间分布上,污水排放企业周围土壤和作物重金属的强烈聚集区出现在企业排污口附近约50m范围内,并随着距企业距离的增加重金属含量呈指数降低,高于土壤背景值的污染范围分别为400m(F1)和100m(F2)。进入土壤的Pb和Cd主要聚集在土壤表层0～20cm范围内。在企业污水灌溉的影响下,水稻Pb和土壤Pb、水稻Cd和土壤Cd均呈显著的指数关系;小麦Cd和土壤Cd呈显著的线性关系。当小麦和水稻Cd含量超过国家食品卫生标准(0.2mgkg-1)时,土壤中有效Cd含量分别为0.360mgkg-1和0.319mgkg-1,全Cd分别为1.50mgkg-1和1.42mgkg-1。而在大气污染的影响下,土壤-作物中的重金属无明显的相关性。