土壤中有机污染物生物可利用性研究进展

目前,污染物在土壤中生物可利用性研究备受关注,但是,对其涵义的理解存在着较大的差异。污染物的老化作用、非水基质的形成和微生物的移动性都会降低污染物的生物可利用性。污染物生物可利用性同时受很多因素的影响,如土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染物与土壤接触时间和环境因素等。生物学和化学评价方法是评价生物有效性的2种方法,与生物学方法相比,化学方法具有耗时短、精度高、费用低的优点。本文在总结前人研究的基础上,提出了今后生物可利用性研究应加强和关注的方向。     

两种污染土壤中重金属Pb Cd Zn的EDTA萃取及形态变化

用Tessier连续提取法研究了EDTA萃取前后受污染覆盖土和灌溉土土壤中重金属Pb、Cd、Zn的形态变化。结果表明,2种污染土壤中的重金属Pb、Cd、Zn的形态分布各有差异,均以残渣态为主。在5.0mmol·L-1浓度条件下,EDTA对Pb和Cd的萃取能力较其对Zn的萃取能力强;经EDTA萃取后的土壤中Pb、Cd、Zn残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、交换态含量分别有所下降,Pb和Cd减少顺序为残渣态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>交换态,Zn减少顺序为残渣态>交换态>铁锰氧化物结合态>碳酸盐结合态;而有机物结合态Pb、Cd、Zn的含量却有所增加,其增加幅度为Zn>Pb>Cd。     

土壤中硒的生物可利用性研究进展

综述了土壤中硒的赋存形态、生物可利用性,以及影响土壤硒生物可利用性的土壤理化性和植物本身的因素。提出了加强对土壤硒生物可利用性的影响机理及其在植物中的作用机制,以及开发富硒植物等方面的研究。     

2种生物炭对复合污染土壤中重金属形态的影响

采用五步连续提取法研究了2种生物炭对复合污染土壤中Cu、Pb、Zn和Cd的化学提取态的影响。结果表明,施加2种生物炭后,土壤中4种重金属生物有效态的含量均下降。对照处理中4种重金属主要以残渣态的形式存在,其中Zn、Pb、Cd和Cu所占的比例分别为79.0%、77.5%、75.0%和63.0%。施加猪粪生物炭后,Zn、Pb和Cd水溶态与交换态占总含量的比例下降,Pb、Cu和Cd的残渣态所占比例增加。施加稻壳生物炭后,Pb和Cd的残渣态所占比例增加,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、水溶态与交换态比例均下降;Zn和Cu的碳酸盐结合态比例下降,残渣态比例增加。添加猪粪生物炭和稻壳生物炭后Pb、Cu的残渣态比例分别增加了8.4%、5.8%和7.9%、9.5%;表明添加2种生物炭可以降低Pb、Cu的有效性,但比例相差不大。     

基于农田土壤重金属生物可给性的人体健康风险评价

利用SBET方法研究了广西某流域农田土壤7种重金属的生物可给性,并评估了土壤重金属经口摄入途径对不同人群造成的健康风险。结果表明:土壤中重金属Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Cr的生物可给性均值分别为70.55%、25.72%、10.89%、10.81%、7.78%、0.93%、0.71%。未经生物可给性修正的风险评价结果表明:土壤重金属对儿童的总非致癌风险(HI)和总致癌风险(Rt)分别为2.47和6.12×10-5,对成人的HI和Rt分别为0.32和4.01×10-5,即对儿童有较大的风险。经生物可给性修正后,土壤重金属对儿童和成人的非致癌风险和致癌风险均大幅度降低,但对儿童依然有一定的致癌风险。     

基于农田土壤重金属生物可给性的人体健康风险评价

利用SBET方法研究了广西某流域农田土壤7种重金属的生物可给性,并评估了土壤重金属经口摄入途径对不同人群造成的健康风险。结果表明:土壤中重金属Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Cr的生物可给性均值分别为70.55%、25.72%、10.89%、10.81%、7.78%、0.93%、0.71%。未经生物可给性修正的风险评价结果表明:土壤重金属对儿童的总非致癌风险(HI)和总致癌风险(Rt)分别为2.47和6.12×10-5,对成人的HI和Rt分别为0.32和4.01×10-5,即对儿童有较大的风险。经生物可给性修正后,土壤重金属对儿童和成人的非致癌风险和致癌风险均大幅度降低,但对儿童依然有一定的致癌风险。     

西宁市不同功能区土壤重金属铬和镍的形态研究

采取Tessier连续提取法对西宁市6个功能区城市土壤中重金属Cr和Ni的形态进行研究.结果表明,西宁市各功能区土壤中Cr和Ni的全量分别是全国土壤几何平均值的2.6～3.2,1.3～2.1倍.各功能区Cr的含量均无显著差异(P＞O.05);Ni的含量表现出矿冶区与风景区和开发区差异显著(P＜0.05),但与其他功能区差异不显著(P＞0.05),并且除矿冶区外其他功能区间也均无显著差异(P＞0.05).Cr的各形态分布趋势为:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞可交换态＞碳酸盐结合态;Ni的各形态分布趋势为:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态.重金属Cr为:不可利用态＞潜在可利用态＞可利用态;重金属Ni为:潜在可利用态＞不可利用态＞可利用态.研究表明土壤中重金属Cr和Ni的生物有效性和潜在生态危害性较大.     

土壤及作物中重金属生物可给性的体外模拟研究进展

通过体外模拟方法从生物可给性方面来评价重金属对人体健康的危害程度已逐渐成为研究热点。在阐述生物可给性概念的基础上,重点综述了 in v itro消化方法的生理基础和实验操作及其在评价重金属生物可给性方面实际运用的国内外研究进展。最后指出了 in v itro模拟肠胃方法存在的问题,并对其应用前景作了展望。     

土壤重金属污染的生物修复

阐述了土壤重金属污染的来源及危害,综述了生物修复土壤重金属污染的机理及技术。     

土壤的老化对PCB138的可提取性和生物可利用性的影响

为探讨老化行为对多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)在土壤中的可提取性和生物可利用性的影响,选取2,2′,3,4,4′,5-六氯联苯(PCB138)作为目标污染物,进行90 d的老化试验,比较了超纯水提取、正丁醇溶液提取、超声提取(正己烷/丙酮)和索氏抽提(正己烷/二氯甲烷)等4种方法对土壤中不同老化时间PCB138的提取率;以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为土壤模式参照生物,在不同的老化时间里测定蚯蚓体内PCB138的含量与脂肪含量。结果表明,4种方法提取PCB138的能力依次为索氏抽提(正己烷/二氯甲烷)≈超声提取(正己烷/丙酮)正丁醇提取超纯水溶液提取;索氏抽提、超声提取和正丁醇溶液提取的提取率从最初的87%~93%、85%~90%、50%~60%分别下降到70%~76%、65%~73%、25%~45%,在30~45 d时总提取量保持稳定,而超纯水提取PCB138的量有限,显示出最低的提取能力且为非重复性结果。PCB138在蚯蚓体内富集量随接触时间增加而增加,在老化30 d左右其体内PCB138富集量最大;在老化30~60 d时,蚯蚓体内的PCB138的含量逐渐下降,健康状况良好的蚯蚓脂肪含量有所下降但不明显。正丁醇溶液提取、超声提取和索氏抽提对PCB138的提取率,以及老化土壤中蚯蚓对PCB138的富集量,均说明PCB138在土壤中的生物有效性随着老化时间的延长而降低。     

两种表面活性剂对污染土壤中重金属的萃取研究

选取2种非离子型表面活性剂Tween80和TritonX-100,设定0.5%、1.0%、3.0%、5.0%不同浓度和4.0、6.8、8.0、10.0不同pH值,对受重金属污染的土壤进行萃取试验。结果表明:Tween80溶液的浓度越高,pH值越低,对重金属的萃取效果越好,对重金属的萃取能力大小顺序为Cu>Cd>Zn>Pb;TritonX-100溶液的浓度越低,pH值越低,对重金属去除效果越好,对重金属的萃取能力大小顺序为Cu>Pb>Zn>Cd。2种表面活性剂相比较,Tween80对Cu和Cd的萃取效果比TritonX-100的萃取效果好;TritonX-100对Pb的萃取效果比Tween80的萃取效果好。Tween80和TritonX-1002种表面活性剂对重金属的萃取效率都偏低,用于重金属污染土壤修复不大可行。     

表面活性剂强化EDTA络合洗脱污灌土壤中重金属的试验研究

在实验室条件下研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)和重金属洗脱螯合剂EDTA对土壤中Cd、Pb的解吸去除作用,同时研究了加入SDS和Brij35后对EDTA解吸污染土壤中Cd、Pb作用的影响,并对解吸前后重金属在土壤介质中形态变化进行了测定。结果表明,加入表面活性剂SDS可使EDTA对Cd的解吸量由61.67%增加到79.68%、对Pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。在EDTA浓度较小时,加入SDS对Cd、Pb的解吸产生拮抗作用,抑制了EDTA对污染土样中Cd、Pb的解吸;随着EDTA浓度的不断增加,加入SDS与EDTA产生明显的协同增溶作用;表面活性剂Brij35具有相同的增溶作用,但增溶效果不如SDS。比较复配解吸前后重金属形态变化,可溶态、碳酸盐结合态较解吸前减少60%￣90%,大大降低了污灌土壤中重金属的毒性和生物可利用性。试验结果可为利用表面活性剂与EDTA复配提高重金属在土壤介质中的解吸率提供理论依据,并可应用于污灌土壤中重金属的冲洗治理。     

EDTA对中低污染土壤中重金属的解吸动力学

采用0.05 mol·L-1的 EDTA 作为解吸剂,对中低污染负荷土壤中Cd、Pb、Cu、Zn进行了振荡解吸研究,并运用一级动力学方程、Elovich方程和双常数方程进行模拟.结果表明,污染土壤中重金属Cd、Pb、Cu、Zn的解吸率随着解吸时间的延长而不断增加,中污染负荷土壤Cd、Ph、Cu、Zn解吸率高于低污染负荷土壤.反应720 min后,EDTA对中污染和低污染土壤中Cd、Pb、Cu、Zn的解吸率分别为Cd 45.16%、30.88%,Pb 51.32%、26.45%,Cu 17.86%、14.23%,Zn 23.31%、19.63%.双常数方程是描述污染土壤中Cd、Pb、Cu、Zn解吸动力学过程的最佳方程,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Cd、Pb、Cu、Zn的解吸速率随解吸时间延长而不断降低,Cd、Pb、Cu、Zn在中污染土壤中的解吸速率大于其在低污染土壤中的解吸速率.     

3种萃取剂对土壤重金属的去除及其对重金属有效性的影响

通过重金属污染土壤的浸泡试验,比较了HCl、柠檬酸、EDTA3种萃取剂对污染土壤中3种重金属Pb、Cd、Zn的去除能力,并研究了这3种萃取剂的萃取对土壤重金属有效性的影响。结果表明,随着浓度的提高,3种萃取剂对Pb、Cd、Zn的去除作用增强。EDTA去除3种重金属的能力远远大于其他2种萃取剂。HCl和柠檬酸对3种重金属去除率的顺序均为Cd>Zn>Pb,EDTA溶液对3种重金属去除率的顺序为Pb>Cd>Zn。HCl和柠檬酸萃取提高了土壤Pb的有效性,降低了Cd、Zn的有效性。EDTA萃取降低了土壤Pb、Cd、Zn的有效性,并且这3种重金属的有效性低于HCl和柠檬酸的处理。可见,EDTA作为治理重金属污染土壤的萃取剂比HCl和柠檬酸更合适,HCl和柠檬酸虽然也能明显地去除土壤中的重金属,但它提高土壤Pb的有效性的效应值得注意。     

表面活性剂辅助植物修复重金属污染土壤研究进展

介绍了常用表面活性剂的种类和特点,分析了其辅助植物修复重金属污染土壤的作用机理,综述了表面活性剂在植物修复重金属污染土壤中的应用,总结了影响重金属在植物体内累积的因素,并展望了表面活性剂辅助植物修复重金属污染土壤的研究方向.     

有机酸对污染土壤重金属的淋洗效果研究

以湖南水口山某铅锌选矿厂附近受Zn、Pb、Cu、Cd严重污染土壤为对象,采用振荡淋洗技术,研究了有机酸在不同浓度、时间和液固比条件下对重金属的去除效果。实验结果表明,柠檬酸和酒石酸对重金属具有很好的去除效果,而草酸的去除能力很低;柠檬酸和酒石酸对Cd的去除效果最好,分别为61.5%和55.25%。随着时间的增加,有机酸对重金属的去除效率逐步提高,8 h效果最好。柠檬酸和酒石酸对重金属的去除能力均依次为Cd>Zn>Pb>Cu,柠檬酸对重金属的去除率分别为59.5%、49.33%、43.48%、26.25%,酒石酸对重金属去除率分别为58.75%、46.4%、35.86%、34.4%。实验还发现固液比对重金属的淋洗效果影响很小。     

施肥对污染土壤中重金属行为影响的研究进展

施肥作为农业生产中最普遍的增产措施,也具有促进重金属形态转化从而达到修复污染土壤的作用,从其影响重金属有效性的机理及植物效应两方面阐述了国内外的研究进展。研究表明氮肥主要通过硝态、铵态氮的根际碱化和酸化效应来影响重金属的活性;磷肥不仅通过三种酸根(H2PO-4,HPO24-,PO34-)形式来影响土壤表面电荷,进而影响土壤对重金属的吸附,而且其陪伴阳离子(Ca2 、Mg2 )也有一定贡献;钾肥的效果主要表现为伴随阴离子的作用,氯离子可降低土壤对金属阳离子的吸附,硫酸根、磷酸根作为专性吸附离子对其作用相反,硝酸根的影响较小。肥料对重金属的作用实质上是在不同条件下离子间的相互作用,最终影响了重金属的植物有效性。文章在归纳分析的基础上,对今后该方面的研究进行了展望。     

电镀废水污染水稻田土壤中重金属的形态分析

通过连续提取法对电镀废水污染区和对照区水稻田土壤中重金属元素Cu、Cr、Ni、Pb和Mn的形态进行了分析研究。结果显示,污染区土壤中多种形态的Cu、Cr和Ni含量都显著高于对照区,尤其以它们的有机结合态的差异最为显著。在污染区土壤中,有机结合态的Cu、Cr和Ni分别占总量的28.0%、58.2%和17.4%,而对照区土壤有机结合态的Cu、Cr和Ni分别仅为总量的9.6%、35.2%和9.2%。污染区较对照区土壤中Mn的总量虽无显著差异,但可交换态Mn的含量显著增加。污染区与对照区土壤中Pb的交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态均无显著差异。电镀废水的污染使得水稻田土壤中Cu、Cr和Ni含量及其有效性显著升高,同时可导致Mn的化学形态发生改变,提高了Mn的移动性和生物有效性。     

土壤重金属污染化学修复方法研究进展

概述了土壤重金属污染的来源、危害以及土壤重金属的主要化学修复方法,包括化学淋洗法、化学固定/稳定化法、化学还原修复法和可渗透反应墙修复方法等.通过对这些修复方法的综述,归纳了各种化学修复方法的应用,且对土壤重金属修复方法进行了展望.