改良剂对土壤中外源镉形态转化的影响研究

采用室内培养试验,研究了4种不同改良剂(熟石灰、熟石灰+牛粪、钙镁磷肥、烘干磨碎的紫云英)对河潮土、第四纪红土红壤中镉(Cd)形态转化的影响.结果表明,4种改良剂可明显降低培养30 d后河潮土、第四纪红土中可交换态Cd含量,促进土壤中的Cd形志逐步由可交换态Cd向Fe-Mn氧化态、有机结合态、碳酸盐结合态.残渣态转化.因此,熟石灰、熟石灰+牛粪、钙镁磷肥、紫云英均可作为有效的原位修复Cd污染的上壤改良剂.     

有机物料对土壤的外源铜和镉形态变化的不同影响

采用盆栽和连续提取法研究稻草和紫云英对土壤外源铜和镉形态分布的不同影响。研究结果表明,添加稻草和紫云英可促进潮土中外源铜逐步向生物有效性较低的紧有机质结合态铜和无定形铁结合态铜转化,降低铜的生物有效性。但添加有机物料对潮土中外源镉形态的影响完全不同。添加稻草和紫云英,在分蘖期可减少潮土交换态镉、提高紧有机质结合态和氧化锰结合态镉。但这种作用并不稳定。随着时间的推移,氧化锰和紧有机质吸附的镉将随着活性锰的还原和紧有机质的分解被释放出来,并向交换态镉转化,提高镉的生物有效性。铜和镉离子与土壤的固相不同的结合能力导致稻草和紫云英对潮土中外源铜、镉形态的再分配过程的影响不同。     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

土壤中镉的形态转化、影响因素及生物有效性研究进展

土壤污染日益受到人们的关注,尤其是重金属引起的污染,其中重金属镉有很大的生物毒性,而镉的生物有效性与镉的存在形态密切相关.综述了近年来土壤中镉的植物和生物毒性,土壤中镉的各种形态分布及其土壤pH值、根际效应等影响因素,镉的存在形态与生物有效性的关系及其影响因素等方面的研究进展.同时,对土壤中镉的形态分析方法及生物有效性的发展趋势进行了展望.     

土壤pH对土壤镉形态及稻米镉积累的影响

通过盆栽试验,探究土壤pH对土壤镉形态、土壤养分、水稻各部位镉含量的影响及作用机理。结果表明:土壤pH可改变土壤镉的生物有效性、水稻各部位镉含量和根表铁膜铁含量,但对土壤全N、全P、全K和有机质含量影响较小;土壤pH 4~9时,土壤pH与可交换态镉、可还原态镉、残渣态镉含量呈极显著线性相关(P0.01),与水稻根、茎、叶镉含量呈极显著线性负相关(P0.01),与糙米镉含量呈显著线性负相关(P0.05),与根表铁膜铁含量呈极显著正相关(P0.01),但与土壤全N、全P、全K和有机质含量均无显著相关性;利用碱性土壤改良剂提高土壤pH,可以有效地防控稻米镉污染,但添加量对污染治理效果影响较大,且应考虑品种的适应性和酸性降水的影响。根据试验分析结果获得的回归方程,推测稻米镉污染治理的最佳土壤pH范围为6.49~7.34。     

有机物料对土壤中外源铜形态及土壤化学性质的影响

在室内培养条件下 ,运用连续提取法研究了稻草、紫云英、猪粪对红壤、潮土中外源铜的形态及土壤化学性质的影响。结果表明 ,经过1个月培养后 ,两种土壤中外源铜主要以有机结合态铜为主 ,交换态铜的消长主要取决于有机结合态铜。在潮土中添加稻草和紫云英能比在红壤中添加稻草和紫云英更有效地降低交换态铜的含量。添加3种有机物料可以提高两种土壤中活性铁、活性硅、有机碳和pH。结果也表明交换态铜与土壤活性铁、活性锰呈正相关 ,与有机碳和pH、活性硅呈负相关 ;紧有机质结合态铜与pH呈正相关。     

冶炼厂区镉污染土壤中镉的形态分配及其影响因素

对湖北省大冶有色金属公司铜冶炼厂附近３４个不同污染程度的酸性和石灰性土壤中Ｃｄ的形态分配规律，及其影响因素进行研究。结果表明，污染土壤中Ｃｄ中的活性很高，无论是酸性土壤，还是石灰性土壤，均以Ｅｘｃｈ－Ｃｄ含量为最高。不同类型土壤中Ｃｄ形态分配规律分别为，酸性土壤：Ｅｓｃｈ－＞ＳＢＯ－＞ＷＢＯ－＞ＯｘＭｎ－；而在石灰性土壤中，则为：Ｅｘｃｈ－＞Ｃａｒｂ－＞ＷＢＯ－＞ＯｘＭｎ－。但由于碳酸钙对Ｃｄ的直接吸持和有机质对Ｃｄ吸持的增加，使Ｅｘｃｈ－分配系数明显低于酸性土壤。土壤各组分对Ｃｄ的亲和能力不同，其中以氧化锰组分对Ｃｄ的亲和能力最强，其次是碳酸钙和有机质。土壤中Ｃｄ的形态分配受一些土壤基本性状的制约，Ｅｘｃｈ－Ｃｄ的分配系数与土壤ｐＨ，氧化锰和粘粒含量密切相关；ＳＢＯ－Ｃｄ的分配系数则主要受土壤中氧化物含量和存在形态的影响。     

外源Pb在三种典型土壤中老化过程差异性研究

为探究外源Pb在不同土壤中的老化过程,对外源添加Pb的土壤进行不同时间（1、3、9、30、100、360 d）的室内培养,并利用三种化学提取剂（0.01 mol·L^-1 CaCl₂、0.05 mol·L^-1 EDTA-2Na和0.43 mol·L^-1 HNO₃）表征的有效态Pb的动态变化,研究了我国三种典型土壤（红壤、黑土和潮土）中有效态Pb的老化过程。结果表明,有效态Pb提取率受不同提取剂和土壤性质的显著影响,0.43mol·L^-1 HNO₃（81%~99%）和0.05 mol·L^-1 EDTA-2Na（66%~99%）对Pb的提取率远高于0.01 mol·L^-1 CaCl₂（0.002%~13.8%）,红壤中0.01 mol·L^-1 CaCl₂提取率（7.2%~13.8%）远高于潮土和黑土（0.002%~0.037%）。三种土壤中0.05 mol·L^-1 EDTA-2Na提取率排序为：黑土>红壤>潮土;三种土壤中0.43 mol·L^-1 HNO₃提取率较高且随老化时间无显著变化,而0.01 mol·L^-1 CaCl₂提取态Pb总体上均随老化时间显著降低后逐渐变缓。红壤和潮土中0.05 mol·L^-1 EDTA提取态Pb的老化过程经过30 d的快速下降后逐渐变缓,到100~360 d后基本达到平衡,而黑土中变化相对缓慢。三种土壤适宜的老化时间分别为：100 d（红壤）、360 d（潮土）、>360 d（黑土）。外源Pb在三种土壤中的老化过程符合一阶指数衰减方程。EDTA提取态Pb老化速率与土壤pH、电导率（EC）呈极显著负相关,与铁铝氧化物含量呈显著正相关。     

耐镉菌株对土壤镉形态及土壤微生物群落结构的影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从污染土壤中筛选和分离耐镉菌株并分析耐镉菌株对土壤镉形态及微生物群落结构的影响。从浙江省富阳市电镀厂污染土壤中分离得到具有强活化作用的耐镉菌株m6,形态学观察和16S rDNA序列分析可知,m6与Arthrobacter的16S rDNA序列具有99%的同源性,其在系统发育地位上属于Bacteria,Actinobacteria,Actinobacteridae,Actinomycetales,Micrococcineae,Arthrobacter。研究表明耐镉菌株m6可使土壤中水溶态镉增加2倍多,可交换态镉增加16%。Biolog-ECO法的结果表明,接种耐镉菌株培养后土壤的AWCD值提高14%~146%,而且土壤微生物对31种碳源中的糖及衍生物、胺类碳源和多聚物类利用程度增加;磷脂脂肪酸法(PLFA)分析结果表明,与不接种菌株m6相比,接种土壤的脂肪酸总量增加了23.65%,代表真菌的特征脂肪酸(如18:2ω6,9、16:1ω5c、18:1ω9c)明显增加,但土壤的G^-/G⁺比值与对照相比降低38.6%,而且土壤中代表放线菌的特征脂肪酸(如l0Me 16:0、l0Me 17:0和10Me 18:0)的多样性有所降低。     

不同镉化合物对土壤Cd形态变化的影响研究

通过室内培养试验,研究了外源添加不同化合物镉1.0mmol/L(CdSO_4、CdCl_2、Cd(NO_3)_2)条件下,连续培养对土壤Cd形态变化的影响。结果表明,初始状态土壤镉主要以残渣态存在,可交换态镉含量较低。外源添加1mmol/L镉化合物处理后(0～70d),镉在土壤中主要以有效态Cd(可交换态+碳酸盐结合态)形式存在,其分配系数达到60%～70%,对环境的影响较大;在CdSO_4处理20d,CdCl_2和CdNO_3处理30d时,外源镉向可交换态和碳酸盐结合态转化幅度最大;对于施入1mmol/L外源镉化合物后,总镉含量在培养周期内,吸附固定程度表现为CdSO_4Cd(NO_3)_2CdCl_2。     

外源砷在土壤中的老化及环境条件的影响

砷及重金属元素从环境进入土壤后,其可浸提性、可交换性、生物有效性或毒性均会随时间的延长而缓慢变化,即发生所谓的"老化"。本文对外源砷进入土壤后老化的过程、影响因素、机理等进行了较系统探讨,可为相关研究提供参考。     

壳聚糖改性竹生物炭对土壤外源污染镉形态分布的影响

为了固化土壤外源Cd污染的生物有效性,降低农产品的富集风险,进行了壳聚糖改性竹生物炭对土壤中外源Cd²⁺的固化效果、Cd形态变化规律的研究,探索一种清洁、高效的土壤Cd污染修复新方法。分别向土壤中添加0、5、10、50、100 g/kg的壳聚糖改性竹生物炭,加入外源Cd(NO₃)₂使土壤Cd含量达到12 mg/kg。自然条件下培养,利用Tessier分级法研究Cd的形态变化趋势。结果表明,壳聚糖改性竹生物炭对Cd的可交换态有显著的钝化作用,随着用量的增加,固化效果更明显。施加0.5%时,Cd可交换态占比由76.83%降至24.15%,添加量提高到10%时,Cd可交换态占比降低至10.01%,而碳酸结合态、铁锰结合态、有机结合态、残渣态含量有逐渐增高的趋势。故施加壳聚糖改性生物炭,Cd的生物有效态(可交换态)可以得到显著固化,降低有害重金属Cd向农林产品转移富集的风险。因此壳聚糖改性竹生物炭可以作为外源Cd污染的原位钝化修复材料。     

蚯蚓对土壤中镉的形态特征的影响

通过在重金属Cd污染的土壤中接种蚯蚓的试验,研究了蚯蚓数量对土壤重金属Cd形态特征的影响。结果表明,Cd的各形态浓度随着Cd的浓度的增加而增加。Cd浓度为0时,Cd的主要形态为残渣消解态、可还原态以及可氧化态,残渣消解态的浓度随着蚯蚓条数的增加而增加。Cd的浓度为200mg/kg和500mg/kg时,Cd的主要形态为可还原态、醋酸可提取态和可氧化态,蚯蚓条数对可氧化态的影响最大,可氧化态的浓度随着蚯蚓条数的增加而明显增加。Cd的浓度分别为0、200和500mg/kg时,有效态浓度随着蚯蚓的数量增加而增大,原因在于随着蚯蚓的数目的增加,pH值显著降低以及有机质含量的增加。Cd的各形态与蚯蚓的数量的相关性不显著。     

外源铅镉在不同类型土壤中的转化形态及在烟株中分布研究

通过比较外源重金属铅和镉在红壤、紫色土、水稻土中的形态,以及在烟株不同部位的分布,研究了不同类型土壤环境下铅和镉的转化及活性。结果表明,外源铅和镉在3类土壤中的转化形态存在较大差异,并与其土壤的p H值不同密切相关;在弱酸性红壤和水稻土中,外源铅和镉活性形态主要为可交换态、铁锰结合态和有机结合态,在碱性紫色土中的活性形态主要是碳酸盐结合态;外源铅在3类土壤烟株中的分布均呈由下至上递减的趋势,以根部铅含量最高,上部烟叶中最低;外源镉在3类土壤烟株中都呈现上部叶>茎>根及中部叶>下部叶的的分布规律。     

耐镉细菌的分离及其对土壤中镉的形态影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从Cd污染土壤中筛选和分离出一株对Cd2+吸附率高的菌株B9,并分析B9对土壤Cd形态的影响,探究其在Cd污染土壤修复中应用的可行性。16S r RNA序列分析结果表明,B9与食酸代尔福特菌(Delftia acidovorans,登录号NC010002)的16S r RNA序列具有99%的同源性,结合形态和生理生化指标,将其鉴定为代尔福特菌。研究结果表明,B9在pH=8、温度为35℃、培养时间为48 h时,对Cd2+的吸附效果最好,且Cd2+浓度低于10 mg·L~(-1)时,吸附率均在60%以上。接种B9可促进污染土壤中的Cd从弱酸可溶态向可还原态和残渣态转化。添加3 m L(接种量为1.44×1011cfus)和10 m L(接种量为4.8×1011cfus)B9菌悬液处理能使弱酸可溶态Cd含量分别减少22.17%和25.06%,可还原态Cd含量分别增加9.66%和12.17%,对可氧化态Cd含量无明显影响,残渣态Cd2+含量分别增加13.55%和13.61%。研究结果可为Cd污染土壤微生物修复方法及菌株B9的实际应用提供数据参考与理论支持。     

镉污染土壤加改良剂后镉形态的变化

根据沈阳市张士灌区污水灌溉农田历史较久,镉在该灌区土壤中已达10ppm左右,米中镉含量也已超标,国内对此污染水平已普遍引起重视,因此我们研究镉等重金属迁移分布规律及污染水平更为必要,重金属对于生物毒性的大小及对人体健康影响程度,     

伊利石对碱性盐化土壤中镉形态的影响

[目的]研究不同伊利石添加量对碱性盐化土壤中重金属镉形态的影响及达到吸附稳定的时间。[方法]采用Tessier连续提取法。[结果]在pH为7.93的土壤溶液中,黏土矿物伊利石的添加使得土壤中重金属镉的有效态逐渐减少,其有效态减少总量从2.047mg/kg增加到3.103 mg/kg,铁锰氧化态和碳酸盐态均有不同程度的升高,有机结合态变化不明显,在吸附行为发生14 d左右基本达到平衡,最后出现少量的离子"释放"。[结论]伊利石对碱性盐化土壤中镉形态有较显著的影响。     

土壤-辣椒系统中重金属镉形态变化和有效性研究

采用盆栽试验,在外源重金属镉(Cd)梯度分别为0 mg·kg~(-1)0.5 mg·kg~(-1)、mg·kg~(-1)2 mg·kg~(-1)、4 mg.kg~(-1)、8 mg·kg~(-1)、16 mg·kg~(-1)的供试土壤中种植辣椒,研究其土壤中重金属Cd形态及有效态含量变化,以及辣椒植株内重金属吸收、转运的情况。结果表明:离子态重金属加入土壤后,镉的残渣态所占的比例最高,水溶态和弱酸提取态在种植辣椒后逐步降低,可还原态和可氧化态镉含量略有增加。土壤Cd的全量及有效态含量对辣椒生长从总趋势上均呈负相关的表现,有效态含量越高,植株生长情况越差,特别在低浓度阶段表现较为明显。当土壤中Cd的有效态为低浓度时,外源Cd浓度增加对作物中富集Cd的作用更强,后期趋向平缓。根系的Cd含量与土壤Cd的全量和有效态含量成正相关线性关系,相比茎叶和果实,根系Cd的含量与土壤中Cd有效态含量关系更密切。通过植株中Cd的富集系数研究,可知植株中重金属的迁移是通过根部吸收后由茎叶转运,分布浓度依次为根系茎叶果实。     

贵阳市郊菜地土壤中镉的区域变化与形态特征

采集贵阳市郊区蔬菜基地的代表性土壤样品,采用Tessier逐级连续提取法测定土壤中不同形态镉的含量,探讨了菜地土壤中镉含量的区域变化及赋存形态特征。结果表明,贵阳市郊区菜地土壤全镉含量是白云区〉鸟当区〉小河区〉花溪区;石灰性土壤〉中性土壤〉酸性土壤。土壤镉的形态含量是残渣态镉〉碳酸盐态镉〉铁锰氧化态镉〉可交换态镉〉有机结合态镉〉水溶性镉,其中残渣态镉占绝大多数（占71．37％）。酸性土壤中水溶性和可交换性镉含量较石灰性土壤的大,在酸性土壤上种植蔬菜时遭受镉污染的风险较高。     

硅对土壤外源镉活性和玉米吸收镉的影响

 通过土培试验，研究了外源硅对土壤镉形态组成的影响，以及与玉米吸镉量的关系。结果表明，经0.1和1.0 mmol·kg-1（以CdSO4·8/3H2O加入）镉处理的土壤加入2.0 g·kg-1 硅酸钠（以Na2SiO3·9H2O加入，pH调至6.0）后可显著减轻镉对玉米的毒害，降低玉米吸镉量。加硅处理显著降低土壤中的交换态和铁锰结合态镉量，但显著提高碳酸盐结合态和残渣态镉的量。硅降低镉对玉米毒害的机制之一是硅改变了根外土壤中镉的形态，降低了镉的活性和生物有效性。