陕西省采矿业污染农田土壤中Cd、Pb的释放特征

【目的】研究陕西省采矿业污染农田土壤中Cd、Pb的分布及其释放特征。【方法】以采自陕西凤县、潼关、洛南某铅锌矿区污染农田土壤(FX、TG、LN)为研究对象,测定不同粒径土壤中Cd、Pb的总量和有效态量,并对不同农田土壤中Cd、Pb的化学形态进行了探讨,采用批处理法对FX、TG、LN土壤中Cd和Pb的释放动力学特征进行了分析。【结果】3个矿区污染农田土壤Cd总量均严重超标,TG和LN土壤Pb总量也达超标水平,FX、TG和LN土壤中Cd、Pb总量分别达到了107.84,218.62,179.29mg/kg及208.93,2 216.61,1 046.24mg/kg。3种土壤不同粒径土样中Cd、Pb总量均随着土壤粒径减小而增加,3种土壤Cd、Pb有效态量从大到小依次为TGLNFX。FX、TG、LN土壤中Cd有效态量分别为11.59~16.73,21.10~23.07,16.01~16.73mg/kg;Pb有效态量分别为18.30~25.05,140.22~210.59,25.81~44.06mg/kg。化学形态分析表明,在3种土壤中Cd、Pb均以碳酸盐结合态和硫化物态为主,水溶态所占比例较小;在FX土壤中未检测到水溶态Cd和Pb,在LN土壤中未检测到水溶态Pb。在污染土壤中水溶态Cd、Pb的释放基本在12h以后达到平衡,其释放过程分为快速释放、慢速释放和动态平衡3个阶段,其释放规律符合准二级动力学过程。【结论】陕西省采矿业已经造成严重的农田土壤重金属污染,FX、TG和LN 3种污染土壤中Cd、Pb的释放与土壤粒径以及重金属污染物的来源密切相关,水溶态Cd、Pb的释放过程是复杂的非均相扩散过程。     

受污农田中农作物对重金属Pb的富集特征研究

采集浙江省不同地区受污农田中农作物样品对Pb积累的特征进行了研究及分析。结果表明,土壤受污水灌溉时间越长,灌溉的污水浓度越高,土壤积累Pb的含量越高。各种农作物不同器官中的富集系数差异明显,其积累量的变化规律为根系>茎叶>果实,且不同的农作物对Pb的吸收程度不一样,在采集的6种作物中,玉米最高,小麦最低。紫云英的地上和地下部分对Pb的吸收程度均很高,且各器官差异不明显。从吸收量来看,种植玉米和紫云英对受污农田系统的修复效果较为理想。     

成都平原不同耕作模式的农田效应研究—— II.土壤综合质量评价

 【目的】研究成都平原不同耕作模式对土壤质量性状的影响,探索建立适合当地生产条件的土壤质量评价体系,筛选出适宜该地的耕作模式,为提高当地土壤生产力水平、改善土壤质量提供借鉴。【方法】通过长期定位试验获取不同耕作模式对土壤性状及作物生产指标的影响效应,采用主成分分析的方法筛选评价指标,运用因子分析法对土壤质量进行综合评价。【结果】筛选出的评价土壤综合质量的指标在不同土壤层次存在明显差别：0—10 cm土层的主要影响因子为毛管孔隙度、土壤比重、土壤饱和渗水速率、土壤紧实度、土壤有机质;10—20 cm土层的主要影响因子为总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和渗水速率、土壤吸湿水、土壤紧实度;0—20 cm土层的主要影响因子为非毛管孔隙度、土壤比重、土壤饱和渗水速率、土壤紧实度。其中,不同土层的共同影响因子——土壤饱和渗水速率和土壤紧实度是目前当地土壤质量的限制因子。土壤质量综合评价结果表明0—10 cm土层以麦稻双免耕作模式最好,10—20 cm土层麦免+稻旋最好,0—20 cm土层麦免+稻旋最好。【结论】在本研究的试验条件和当地实际情况下,对成都平原土壤质量具有良好效益的耕作模式为麦免+稻旋模式。     

耐Pb、Cd真菌对污染土壤中Pb、Cd形态的影响

土壤中重金属的污染已经越来越引起人们的重视．微生物修复因其具有效果好、投资省、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染等,日益受到人们的关注,成为污染土壤修复研究的热点。从Pb、Cd污染蔬菜土壤中筛选出2株耐高浓度Pb、Cd的真菌1号（耐pb）和2号（耐Pb和Cd复合污染）,经鉴定分别为产黄头孢霉（Cephalosporium chrysogenum）和头孢霉属（Cephalosporium）。将这两种菌接种到Pb、Cd污染的土壤中．均能促使土壤Pb、Cd向生物有效性低的形态转化,从而降低其在土壤中的毒性。     

生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究

在田间试验条件下,研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd 和Pb 污染的钝化修复效果。研究结果表明:施用生物有机肥和生物炭处理可以提高土壤pH值以及土壤养分含量,并显著降低土壤有效态Cd 和Pb 的含量,且土壤pH 值与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈极显著负相关;生物有机肥和生物炭处理还可以降低水稻体内Cd 和Pb 的含量,其中水稻糙米Cd 降幅达到了22.00%和18.34%,水稻糙米Pb 含量的降幅也达到了33.46%和12.31%,且水稻糙米Cd 和Pb 的含量与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈显著正相关。综合各处理对土壤pH 值、土壤养分含量、土壤有效态Cd 和Pb 的含量以及水稻Cd和Pb 的影响,可以看出生物有机肥和生物炭处理对于Cd 和Pb 污染稻田土壤有较好的修复效果。     

成都平原不同耕作模式的农田效应研究 I.对土壤性状及作物产量的影响

 【目的】通过研究不同耕作模式对土壤性状及产量的影响,为成都平原主导耕作模式的筛选和调控技术提供理论依据。【方法】采用长期定位试验的方法,通过5年对5个处理[CK：麦稻双旋(WRCT)、麦免+稻旋 (WNRCT)、麦稻双免(WRNT)、麦稻垄作(WRRT)、麦免+稻旋+秋作(WNRCVNT)]的大田试验研究,系统分析耕作模式对土壤性状和作物产量的影响。【结果】不同耕作模式对土壤性状的影响各不相同：与对照相比,单免和双免耕处理降低了0-10 cm土层的容重,增加了10-20 cm土层的土壤容重;增加了土壤的小孔隙、小孔隙的比例及0-10 cm土层的大孔隙,降低了10-20 cm的大孔隙,使土壤孔径分布得到改善。耕作措施对土壤吸湿水和土壤比重影响差异不显著,免耕降低了土壤比重。双免使土壤的渗水速率增加,不利于水稻生长,但单免能促进水稻生长。与对照相比,单免和双免耕秸秆覆盖增加了土壤有机质,降低了0-10 cm土层的碱性,但增加了10-20 cm土层的碱性。双免耕定位5年,增加了小麦产量,但大幅降低了水稻的产量。与此相反,单免则有利于小麦和水稻共同增产。【结论】免耕形成了“上松下紧”的土壤结构,改变了土壤的通透性,尤其是在10-20 cm,打破了传统耕作的犁底层。但免耕对土壤结构的改变对小麦和水稻的产量影响并不一致：长期双免耕能促进小麦增产,但对水稻生长和产量不利。     

成都平原农田镉污染情况及油菜镉吸收特征

为了解成都平原农田镉污染现状及油菜对农田土壤镉的吸收特征,在成都平原镉污染农田选取45个样点,通过田间实地取样的方法,研究了32个品种油菜的镉吸收特征及其生长农田土壤镉污染特征。结果表明:45个取样点中有19个样点土壤镉含量超过土壤环境质量标准农业用地二级污染标准,除广汉外,其余各市区农田土壤都存在镉污染威胁,尤以什邡为重;土壤有效镉含量随全镉含量增加而递增,两者呈极显著线性正相关;土壤镉污染生物有效性系数随土壤pH值升高而降低,两者呈极显著线性负相关。试验所用油菜对土壤镉均有一定吸收累积作用,且不同品种差异显著;同一品种油菜镉富集能力主要受土壤镉含量的影响;绿星油99(德阳)、821(绵竹)、德油5号(彭州)和德油4号(什邡)分别为各市区筛选出的具有较强镉富集能力的适栽品种,也是试验中发现的最适合各市区作为农田镉污染修复植物的油菜品种。油菜籽粒镉富集能力主要受茎秆镉含量的影响,且在镉存赋能力的品种差异上均表现为茎秆大于籽粒。     

青岛市土壤Pb的形态分布及其影响因素分析

选取青岛市63个土壤样品,采用分级提取试验方法,研究了土壤中Pb的形态分布特征及其影响因素。结果表明,土壤Pb的形态分布规律为：残渣态〉铁锰氧化态〉碳酸盐结合态〉有机结合态〉可交换态;Pb总量和土壤有机质含量是影响Pb化学形态的主要因素。     

成都平原农地土壤镉含量特征及来源研究

通过土壤采样对成都平原崇州市平原区农地土壤镉含量特征及来源进行分析,结果表明,研究区土壤镉含量在0.16～0.77mg·kg-1之间,平均为0.33 mg·kg-1,高出国家土壤环境质量二级标准10%,样点超标率30.43%。研究区土壤镉总体上处于中等程度的潜在生态风险,对人体的致癌风险尚处于可接受的范围。成土母质、土属类型、水系、农地利用方式和主要交通道路对土壤镉含量变异的独立解释能力分别为20.71%、24.70%、25.68%、12.62%和10.58%,即研究区土壤镉受自然地质过程和人为活动因素的综合影响,自然地质过程对土壤镉含量的主控作用总体上大于人为活动因素。水系和交通道路的影响范围分别主要在其4.0 km和1.5km范围内。自然地质过程和人为活动因素对土壤镉含量的主控作用在距离水系4.0 km前后发生改变:距离水系4.0 km范围内,自然地质过程的主控作用明显大于人为活动因素;距离水系4.0 km之外,人为活动因素则是最重要的控制因素。研究结果为深化对成都平原土壤镉污染机制的认识和镉污染防控提供了参考。     

Pb对农作物的生理生态效应

采用温室砂培盆栽试验,对小麦、玉米、水稻、油菜4种作物体内的含Pb浓度、硝酸还原酶的活性、可溶性糖的含量及叶绿素的含量作了研究。结果表明,随着Pb离子浓度的增高,小麦、水稻的茎叶和根系含Pb量也增高,在1000mg·L-1浓度下含Pb量达高峰,而油菜和玉米体内Pb的含量先增加后降低。小麦和水稻根系中的含Pb量高于茎叶中的含量,而油菜和玉米根系中的含Pb量低于茎叶中含量。低浓度的Pb处理能够促进植物正常的生理代谢活动,如茎叶内硝酸还原酶活性(NO2-,μg·g-1,FW)、可溶性糖的含量、叶绿素的含量均有不同程度的增加,但随着Pb离子浓度的增加,其促进作用变为抑制作用,高浓度严重阻碍作物正常的生理活动,表现症状为叶片黄化失绿、茎叶萎蔫。     

化学调控作用对Cd Pb Cu复合污染菜地土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验，研究了有机物料和无机分子筛材料两种调控剂对集约化菜地土壤Cd、Pb和Cu形态变化及在蔬菜中的累积影响。结果表明，两种调控剂对土壤重金属Cd、Pb和Cu污染调控效果不同，有机物料降低了土壤中可交换态Pb的含量，对小白菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用，但提高了土壤中可交换态Cd、Cu的含量，使小白菜茎叶中Cd、Cu的含量增加。而施加无机分子筛材料可降低土壤中可交换态Cd、Pb、Cu的含量，对小白菜茎叶吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。研究同时发现，施加两种调控剂后，土壤中重金属Cd、Pb和Cu的各种形态所占比例并无根本性变化，这可能与重金属的特性有关。     

改良剂对Pb污染土壤中Pb形态及植物有效性的影响

通过盆栽试验和土壤连续浸提-原子吸收法探讨了过磷酸钙、石灰、硫化钠对Pb污染土壤中Pb存在的6种化学形态(水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态)及植物有效性的影响.结果表明,改良剂对水溶态Pb修复的效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙;对交换态Pb的修复效果:石灰＞过磷酸钙＞硫化钠;对碳酸盐结合态Pb修复效果:石灰＞硫化钠＞过磷酸钙;对铁锰氧化态Pb的修复效果:过磷酸钙＞硫化钠＞石灰;对有机结合态与残渣态Pb的修复效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙.改良剂的施加可使土壤Pb的有效态含量降低、活性下降,抑制了Pb在土壤-植物体系的迁移,从而有利于植物安全生产.     

尾矿库尾砂及周边农田土壤重金属形态分布及其生物有效性

采用BCR(community bureau of reference)连续提取法对大宝山矿山槽对坑尾矿库尾砂和周边农田土壤重金属Cd、Pb、Cu和Zn的形态分布及其生物有效性进行了分析.结果表明.尾砂中Cd、Pb、Cu和Zn残渣态占绝对优势,占其总量的百分数均在85%以上.农田土壤中Cd、Cu和Zn都以残渣态为主,分别占其总量的60%、60%和90%以上,Pb以残渣态和可还原态为主,占其总量的93.44%.农田土壤重金属有效性较尾砂大,尾砂和农田土壤重金属生物有效性均以Pb为最高.     

受污农田中农作物对重金属Pb的富集特征研究

采集浙江省不同地区受污农田中农作物样品对Pb积累的特征进行了研究及分析。结果表明,土壤受污水灌溉时间越长,灌溉的污水浓度越高,土壤积累Pb的含量越高。各种农作物不同器官中的富集系数差异明显,其积累量的变化规律为根系>茎叶>果实,且不同的农作物对Pb的吸收程度不一样,在采集的6种作物中,玉米最高,小麦最低。紫云英的地上和地下部分对Pb的吸收程度均很高,且各器官差异不明显。从吸收量来看,种植玉米和紫云英对受污农田系统的修复效果较为理想。     

成都平原土壤Hg和Pb的空间分布及影响因素研究

以土壤有机质层Hg和Pb为研究对象,在ArcGIS9.0平台上运用地统计学、缓冲区分析和叠置分析等方法研究了成都平原核心区域土壤Hg和Pb含量的空间分布特征及其主要的影响因素。结果表明,该区土壤Hg和Pb的含量分别为(0.15±0.13)mg·kg-1和(25.41±9.95)mg·kg-1。土壤Hg的高值区域位于成都市中心城区(0.5～0.8mg·kg-1)和都江堰城区(0.4～0.5mg·kg-1),并以此为中心向四周递减;土壤Pb的高值区位于成都市中心城区、新都和青白江的部分区域(35￣46mg·kg-1),并向两侧逐渐减少。影响因素分析表明,不同城区固体垃圾排放量对该区土壤Hg和Pb的含量有一定的影响;样点距中心城区的距离(<4km)与土壤Hg含量关系不显著,而与Pb含量呈显著指数相关关系;方差分析和缓冲区分析表明,土壤Hg和Pb在不同的路段和流域具有显著性差异。     

绿化植物废弃物对土壤中Cu Zn Pb和Cd形态的影响

利用自制的Cu、Zn、Pb和Cd污染的灰潮土和黄泥土,通过室内培养实验研究了不同绿化植物废弃物添加量和不同培养时间对这两种污染土壤中这4种重金属形态的影响。结果表明,绿化植物废弃物的加入抑制了Cu的活化,且添加60%绿化植物废弃物时有机结合态Cu的含量最高;绿化植物废弃物与污染土培养2～3个月时,残余态Zn的含量最高,对植物的毒害最小;绿化植物废弃物添加量为60%时灰潮土中有效态Pb含量较低,而添加量为30%时黄泥土中有效态Pb含量最低;绿化植物废弃物添加量的多少对灰潮土Cd形态的影响较小,但黄泥土中的Cd则随绿化植物废弃物量的增加活性逐渐减弱,且两种土壤均在培养2～3个月时可交换态Cd的含量最低。     

土壤重金属形态分布特征与生物效应的研究进展

在综述近年来土壤中重金属化学形态分析及其与生物有效性分析和土壤酶活性之间关系的研究进展的基础上,总结了重金属形态与土壤酶活性以及土壤污染指标的关系,进而提出了需要解决的问题和今后的发展方向。     

镉铅超标农田养蚕试验分析

湖南耕地镉铅等重金属污染比较严重,研究有效治理耕地重金属污染方式和替代产业调整模式,已成为湖南省农业可持续发展和生态系统安全的关键。该项实验在岳阳市某工矿区选择典型的镉铅超标农田栽桑养蚕,桑树生长发育良好。结果表明,通过镉铅超标农田养蚕的经济性状及效益比较,在工矿区镉铅超标农田以栽植农桑14号品种较好,密度为每667m2栽植1 000~2 000株;并证实了镉铅污染农田栽桑养蚕的可行性,为镉铅等重金属污染耕地安全、经济、高效生态利用和污染区产业结构调整进行了有益的探索。     

镉铅超标农田养蚕试验分析

湖南耕地镉铅等重金属污染比较严重,研究有效治理耕地重金属污染方式和替代产业调整模式,已成为湖南省农业可持续发展和生态系统安全的关键。该项实验在岳阳市某工矿区选择典型的镉铅超标农田栽桑养蚕,桑树生长发育良好。结果表明,通过镉铅超标农田养蚕的经济性状及效益比较,在工矿区镉铅超标农田以栽植农桑14号品种较好,密度为每667m2栽植1 000~2 000株;并证实了镉铅污染农田栽桑养蚕的可行性,为镉铅等重金属污染耕地安全、经济、高效生态利用和污染区产业结构调整进行了有益的探索。