壳聚糖修复重金属污染土壤的研究进展

壳聚糖是一种来源广泛、具有良好的生物相容性、生物降解性的高分子材料,其含有大量氨基、羟基等活性基团,能与重金属离子进行螯合,发生吸附作用。壳聚糖还具有改良土壤、促进植物生长,诱导植物抗逆的作用,在重金属污染农田土壤修复中具有独特的应用优势。综述了近年来国内外有关壳聚糖修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了壳聚糖对土壤重金属污染修复的潜力,阐述了壳聚糖在重金属原位钝化修复、土壤淋洗修复、强化植物提取修复三个方面的应用,并指出壳聚糖在重金属污染土壤修复中存在的问题以及对其在未来修复重金属污染土壤的发展进行了展望,以期为壳聚糖重金属修复技术的推广和应用提供参考。     

粉煤灰改良重金属污染农田的修复效果植物甄别

为了评判粉煤灰作为重金属钝化剂在实际重金属污染土壤改良修复中的应用潜力,该试验以潼关县某村庄因散户冶炼黄金导致的重金属污染农田为研究对象,运用粉煤灰化学改良工程手段对污染土壤进行了原位修复,并通过种植植物甄别对修复效果进行了进一步分析评价。结果表明,试验区农田土壤中重金属Cd污染最为严重,其次为Hg和Pb,3种重金属的质量分数分别介于1.29~6.13,0.53~4.14和63.19~448.97 mg/kg之间,平均含量分别是《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值的6.17、1.64、0.33倍,其中Cd全部超出国家土壤环境质量标准二级标准,Cd、Hg、Pb污染超标率分别为100%、64.28%、7.14%。土壤Pb和Cd的生物有效性与总量呈显著正相关关系。经粉煤灰改良后,土壤Hg、Cd和Pb有效态质量分数平均值分别降低28.57%、24.36%、31.83%,粉煤灰对重金属Hg和Pb有一定的钝化作用。但植物甄别试验中,所有植物均吸收了一定的Cd,但植株中Cd含量没有达到Cd超富集植物的标准,其中曼陀罗对Cd的单株吸收量最高,为0.1498 mg/株。单位面积中繁穗苋对Cd的吸收量最高,为68.04 g/hm2,说明经粉煤灰化学改良的重金属污染农田土壤中重金属仍具有较高的生物可利用性。研究表明,采用粉煤灰进行重金属污染农田改良的手段仍需进一步研究,使修复后的土壤种植模式改变或种植低累积植物物种以阻隔Cd向作物可食部位的迁移。     

接种微生物对土壤中Cd、Pb、Zn生物有效性的影响

针对提高植物修复土壤重金属污染的效果,以印度芥菜作为重金属富集植物,通过盆栽试验研究了巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂(A处理)和黑曲霉发酵液(B处理)对植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的作用效果。结果表明:巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂,不仅可以促进富集植物的生长,使其印度芥菜的生物量提高24.73%,并且可促进土壤Cd、Pb、Zn的活化,使土壤Cd、Pb、Zn有效态含量分别提高15.02%、7.65%和2.23%,增强富集植物对土壤的Cd、Pb、Zn富集吸收,使印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的提取量分别提高52%、121%和23%,显著提高其植物修复效果。从对植物生理生化指标的影响来看,A处理对植株的伤害程度要低于B处理,它是一种有助于植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的微生物制剂,在植物修复领域有较高的利用价值。然而,黑曲霉混合发酵液不适于促进植物修复应用。     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物.印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大.本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响.结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长.印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重.这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复.     

重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物。印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大。本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响。结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长。印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重。这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复。     

土壤重金属污染、生态效应及植物修复技术

探讨了土壤中重金属的来源、特点以及生态效应,综述了土壤重金属污染的植物修复技术,展望了重金属污染土壤的植物修复研究发展趋势。     

矿山及周边地区多金属污染土壤修复研究进展

本文阐述了矿区多金属污染土壤植物修复的研究现状及其修复实践。结合国内外多金属污染土壤修复技术与机理研究动态,指出当前相关领域研究中存在的主要问题及未来的研究方向;同时考虑矿山及周边地区重金属污染土壤的不同特点,提出今后的重点是开展分别以植物稳定和植物提取为核心的植物-微生物-化学联合修复机理研究及修复体系建设。     

蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的应用前景

重金属污染土壤的植物修复技术是绿色生物技术,该技术的应用受制于两个主要因素:超积累植物生物量小和土壤中重金属有效性低。本文在收集大量资料基础上,论述了蚯蚓与重金属的相互关系:重金属对蚯蚓的毒理效应和蚯蚓对重金属的忍耐力。根据在重金属污染土壤中,蚯蚓活动能提高植物生物量和土壤中的重金属的生物有效性,论证了在重金属污染土壤植物修复技术中引入蚯蚓的可行性,并指出引入蚯蚓的植物修复技术当前的研究热点及今后的研究方向。     

马唐对Pb污染土壤的修复作用

研究了农田杂草马唐(Digitaria sanguinaisl)对于Pb污染土壤的修复效果。通过45d的盆栽试验研究观测了马唐在Pb污染下的生长情况和富集能力、土壤重金属Pb浓度与土壤酶活性的关系,以及经马唐修复后土壤酶活性恢复情况。结果表明:Pb污染对马唐的生长有明显的抑制作用;五种土壤酶活性均随土壤Pb浓度的增加而降低,回归分析表明土壤过氧化氢酶和脲酶活性与土壤Pb浓度极显著相关,可表示出土壤受Pb污染程度;Pb污染土壤经过马唐修复后,过氧化氢酶和脲酶活性得到恢复,可根据它们的活性恢复状况判断马唐的修复效果。     

中南某锑矿及其周边农田土壤与植物重金属污染研究

以南方某锑(Sb)矿区周边土壤与植物为研究对象,采集土壤与植物样品,测定其Sb、As、Cd、Zn、Pb浓度,研究土壤和植物中重金属的污染程度及富集特征。结果表明,矿区周边土壤受Sb污染严重,各采样点全量Sb为3.08~219 mg/kg,平均54.0 mg/kg,同时伴有As、Cd、Zn和Pb污染,其中Cd污染相对严重;但土壤中Sb与土壤As、Cd、Zn和Pb没有相关性,土壤As、Cd、Zn和Pb之间呈极显著的线性相关。矿区周边植物同样受到严重的Sb、As、Cd和Pb的污染,蔬菜可食部分Sb最高达2.05 mg/kg,存在较高的人体摄入风险,且蔬菜中As和Pb超标严重。所采集植物中水麻对Sb有较强的积累和转移能力,是修复Sb污染土壤的潜在植物资源。     

太赫兹技术及其在农业领域的应用研究进展

太赫兹波在电磁波谱中位于中红外波与微波之间,具有探测分子间或分子内部弱相互作用的独特性质,是当前研究的热点之一。近年来,随着太赫兹波产生和探测技术的快速发展,太赫兹光谱及成像技术在多个领域正逐步从实验室研究转向实际应用,包括安全成像检测、航空航天、爆炸物分子检测等,同时农业领域专家学者也积极开展了太赫兹技术的农业应用研究,取得了较好的研究进展。该文从太赫兹光谱简介、产生探测原理、样品制备及数据处理出发,系统地介绍了待测样品理化信息的太赫兹数据获取方法,然后结合太赫兹技术特性,聚焦农业领域,探讨了太赫兹光谱和成像技术在该领域中的应用研究进展及有待解决的问题,具体包括农业生物大分子检测、农产品质量安全检测、植物生理检测和环境监测等多个方面,进而揭示太赫兹技术这一新兴科技在农业领域的研究潜力和应用前景。     

中国规模生猪养殖的绿色技术进步偏向

近年来中国生猪养殖面临粮食价格驱动的饲料成本上升、劳动力成本上升以及规模化经营趋势下粪污处理等现实挑战。中国生猪产业能否克服上述问题,实现可持续发展呢?理论上,有偏技术进步在优化资源配置、提升生猪养殖效率、促进规模生产和污染减排方面大有可观。本文基于2007—2017年中国小、中、大3种规模生猪养殖成本收益数据,计算考虑5种非合意产出的生猪养殖的投入偏向型技术进步指数;针对各区域生猪养殖可持续发展面临的现实问题和环境规制目标,划分多个中观地理单元;在此基础上,探讨技术进步所倚重的要素是否与区域资源禀赋相协调,进一步为各区域诱致生猪养殖技术进步方向和优化规模生产路径提供支持性证据。研究结果表明, 1)不同规模生猪养殖均存在投入偏向型技术进步,且偏向型技术进步能够在中性技术进步的基础上促进绿色全要素生产率的提高; 2)小、中、大3种规模生猪养殖的绿色技术进步的要素投入偏向呈现节约劳动力而使用精饲料趋势; 3)大规模生猪养殖技术进步偏向性最高,对生猪养殖的绿色全要素生产率增长所发挥的正面作用最强。本文认为生猪养殖技术进步要素偏向主要由区域资源禀赋所决定,各区域应当基于其资源禀赋和环境规制目标诱致技术变迁。     

引黄灌区农民科技培训现状及影响因素分析

农民科技培训是农业科技扩散和成果转化的重要途径，也是提升农民整体素质的主要手段。基于白银市417份农民问卷调查数据，以白银市农民为研究对象，采用问卷调查和专家访谈相结合的方法，实证分析了农民科技培训的现状及其影响因素。从优化农民素质提升顶层设计、着力激发农民内生发展动力、科学精准设置农民培训内容、建立农民科技教育大数据库等方面提出了提升农民科技素质的对策建议。     

冬小麦产量差和资源利用效率差及调控途径研究进展

缩减作物实际产量与潜在产量之间的差距是当前作物科学研究的热点之一,对保障国家粮食安全有重要意义。研究冬小麦产量差和资源利用效率差形成机制及缩差增效途径,是大面积持续提高冬小麦现实生产力的迫切需求。本文概述了国内外作物产量差和效率差及调控技术途径的研究进展,重点综述了冬小麦产量差和资源利用效率差异及调控途径研究进展。指出造成冬小麦产量差和效率差的五大因素为:品种因素、气候因素、土壤因素、人为管理措施和技术因素以及农户决策因素。最后提出了我国冬小麦产量差和资源利用效率差异及调控技术途径的发展方向:建立基于云数据分析的区域化冬小麦产量差和资源利用效率差异智慧调控途径;拓展冬小麦轮作系统下产量差和资源利用效率差异及调控途径的研究;创建区域模式化简化冬小麦缩差增效技术途径。冬小麦产量差和资源利用效率差异缩减技术创建是我国农业通向精准农业、绿色农业、均衡农业、高产高效农业的必由之路。以上研究进展为我国冬小麦缩差增效提供了理论依据和技术支撑。     

加快布局科技创新链 助推甘肃省油料产业高质量发展

甘肃省气候冷凉,油料作物类型多、品种丰富。针对甘肃省发展油料产业发展存在的研发体系不健全、创新能力不足等突出问题,推动加快布局科技创新链,构建以不同油料作物产品为单元,产业为主线,建设从产地到餐桌、从生产到消费、从研发到市场各个环节紧密衔接、环环相扣的全产业链甘肃油料产业技术体系,以产品为单元按照全产业链布局科技创新链,设立重大科技项目开展关键技术攻关和产品开发,以科技为支撑,打造健康、营养、绿色的“甘味”油脂品牌,助推甘肃省油料产业的高质量发展。     

Predicting total soil lead from an acetic acid‐sodium acetate buffered solution

Abstract

Total soil lead was predicted satisfactorily from the Lead extracted by the Standard Morgan soil testing solution (sodium acetate with acetic acid, pH 4.8). Using 161 soils, 85% of the variance in total lead content was accounted for by:

Total Lead = ‐115 + 106.4 √Sodium Acetate Extracted Lead A modified Morgan solution, utilizing EDTA as a chelating agent, extracted greater than 3 times as much lead as the regular Morgan's solution, but was no better in predicting total lead.     

“金川红辣椒”品种提纯复壮及绿色生产技术

为了保持和恢复地方传统特色品种的优良种性,强化种质资源保护利用,为国家地理标志产品“金川红辣椒”提供优质种源和品种及技术支撑,进一步培优“金川红辣椒”品种,提高当地红辣椒生产水平,经过多年的试验示范和生产实践,从种植品种、提纯复壮指标、提纯复壮方法等方面总结提出了“金川红辣椒”提纯复壮技术,从壮苗培育、整地施肥、移栽、肥水管理、病虫害防治、收获等方面总结提出了“金川红辣椒”绿色生产技术。     

Constructed wetland treatment systems applied research program at The Electric Power Research Institute

The Electric Power Research Institute's (EPRI) Environmental and Health Sciences Business Unit, within the Environment Group, has initiated a multi-disciplinary applied research program to develop constructed wetland treatment systems as a cost-effective technology for the treatment of metal-bearing electric utility aqueous discharges. EPRI's program involves the building of constructed wetland treatment systems, collection of field data from these systems, and conduct of controlled laboratory experiments to more fully understand their functions and the factors affecting these functions. Both data collected through this program and existing data will be used to develop and deliver design criteria for the effective use of this technology to reduce or eliminate the risk that electric utilities will not meet regulatory-imposed effluent discharge limits. Currently, EPRI along with one of its members, is funding the construction of a state-of-the-art constructed wetland treatment system to treat a discharge from a closed dry ash management facility in Pennsylvania. This constructed wetland treatment system, along with existing ones located in California and Tennessee, will be used to collect data on the cycling of trace metals. Controlled laboratory experiments are underway to develop trace element uptake curves for wetland plant species, to determine which plant species one should plant in a wetland in a particular geographic area to maximize trace element removal. Plants also will be identified that are high volatilizers for selenium, arsenic and lead. As part of this research, the best plant/microbe associations (i.e., best plant species with the best microbe species) will be identified for achieving the highest rates of trace metal removal. Once this work is completed, these plants will be introduced into the three constructed wetland treatment systems mentioned above and the wetlands will be monitored to determine if any improvement in trace metal uptake is occurring. Additionally, EPRI is coordinating its research program with the Tennessee Valley Authority's (TVA) program, where design criteria for manganese rock drains for the removal of manganese and successive alkalinity-producing constructed wetlands for the treatment of acidic aerobic discharges will be developed. TVA is also supporting the development of EPRI's Wetland Environmental and Management (WEM) Model and is conducting research on anoxic limestone drains.     

技术感知、环境认知与农业清洁生产技术采纳意愿

农业清洁生产技术的推广与采纳对于我国农业可持续发展意义重大,为考察技术感知与环境认知对农户农业清洁生产技术采纳意愿的影响,以中国11省的836份微观农户调查数据为基础,通过应用二元Logistic回归模型,探讨技术感知因素与环境认知因素对农户农业清洁生产技术采纳意愿的影响及其在不同农户群体间的差异性。研究结果表明:1)农户对农业清洁生产技术的感知易用性每降低1个层次,其采纳农业清洁生产技术的概率就会降低5.93%;农户对环境变化的感知程度每提升1个层次,其采纳意愿会提高12.57%。2)"技术感知易用型"农户的采纳意愿主要受到环境变化感知的影响,而"技术感知难用型"农户采纳意愿则主要受到环境变化感知和感知有用性的影响。3)影响"环境变化敏感型"农户采纳意愿的关键因素是感知易用性,而"环境变化滞后型"农户则主要受到年龄、受教育程度、家庭劳动力数量、家庭经营耕地面积的影响。基于上述研究结果,本文认为应对不同类型农户开展有针对性的宣传、教育工作,以提高农户的技术了解程度和环境认知水平,从而推动农业清洁生产技术的推广应用。     

Inorganic Soil Contamination from Cemetery Leachate

The increasing number of cemeteries has caused concern about the possibility of releasing hazardous chemicals and metals into the surroundings. Moreover, many studies use cemeteries for 'background' sampling. This study attempts to identify whether cemeteries are indeed good 'background' areas, or whether they themselves are sources of contamination. Possible contaminants include poisonous chemicals, such as arsenic and mercury, which were used in past embalming and burial practices, which used: formaldehyde from current embalming practices; varnishes, sealers, and preservatives used on wood coffins; and lead, zinc, copper, and steel from metal coffins. This study reports on adsorbed metals in a fine-grained soil from a large cemetery in Northwest Ohio. Metal analyses were performed by atomic absorption and inductively coupled plasma spectrometry. This preliminary investigation revealed numerous possible sources of contamination, and the data support the need for further research. The results of zinc, copper, lead, and iron reveal an increase in concentrations on-site as well as with depth, especially at the burial depth. Dramatic increases in arsenic indicate contamination from embalming fluids or wood preservatives. This study warrants a concern for the quality of soil, groundwater, and nearby surficial water systems.