土壤-植物体系中农药和重金属污染研究现状及展望

农药、重金属已成为当今农业生态系统中重要的污染物质,国内外科学家对其进行了大量卓有建树的研究,特别是在土壤-植物系统中的研究受到较多关注.通过就农药和重金属对土壤微生物、土壤动物、土壤酶活性和植物的生理生化指标的影响进行的综合分析和阐述,系统剖析了其产生毒害机理和影响的因素,在此基础上提出今后相关研究中有待加强的重点,包括农药对非靶标生物毒害机理、农药降解中间产物的环境风险以及农药和重金属的迁移转化机理等.     

模拟酸雨对茶梅生理生态特性的影响

 【目的】探讨不同pH的模拟酸雨对茶梅主要生理生态特性的影响。【方法】采用盆栽方法,研究4种不同pH(2.0、3.0、4.0、5.6)的模拟酸雨对茶梅(Camellia sasanqua)叶片膜损伤、MDA含量、抗氧化物酶活性、叶绿素(Chl)含量以及气体交换参数的影响。【结果】在不同pH酸雨胁迫下,茶梅叶片细胞膜透性和MDA含量均呈逐渐升高的趋势,且二者呈显著正相关;SOD、CAT和POD活性呈先升后降的单峰曲线变化,其中,pH 4.0的酸雨处理SOD及CAT活性最大;pH 3.0处理的POD活性最大;Chl含量随酸雨pH的降低而降低,但降到pH 2.0时突然增加,恢复到与对照相近的水平;Pn、Gs及Tr均呈先升后降的趋势;Ci呈逐渐降低的趋势;而Ls则呈逐渐上升的趋势。【结论】茶梅对酸雨具有较强的抵抗能力,pH 3.0大致可以认为是酸雨对茶梅造成隐形伤害的阀值,因此,可以作为酸雨灾害严重地区园林绿化及植被构建的物种之一。     

姜花在人工湿地中脱氮除磷研究

选取芦苇和人工湿地处理中未见应用报道的姜花,通过人工模拟湿地,采用畜禽养殖废水处理二级工艺出水进行处理,研究它们在处理过程中的脱氮除磷效果.结果表明有植物床的脱氮除磷效果好于无植物床,复合床脱氮除磷效果最好,但芦苇床、姜花床、复合床之间的差异不显著;污水处理后,湿地植物各器官中的氮磷含量及分布有变化,芦苇叶对氮、磷的积累量最大,姜花根对氮的积累量最大,而对磷积累不明显;姜花可用于人工湿地进行处理污水.     

丛枝菌根真菌（AMF）提高人工湿地去污能力及运行稳定性的潜力分析

目前人工湿地在污水处理中的应用日益广泛,围绕丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi,AMF）对提高人工湿地除磷、除氮、降解有机物以及运行稳定性等方面的潜力进行了评述,同时结合当前AMF研究现状,针对如何使AMF在人工湿地中发挥最优作用,从人工湿地的类型、运行方式、植物种类、菌种组成及污水水质与湿地基质等5个方面进行了系统分析。     

高硫气田SO2排放对水稻生长及产量的影响

对污染区和清洁区分别进行土壤和水稻取样, 研究了高硫气田SO₂排放对水稻生长状况、产量和品质的影响。结果表明: 高硫气田SO₂排放导致水稻籽粒和叶片中硫含量升高, 显著降低水稻籽粒的千粒重, 进而影响水稻产量, 污染区水稻产量较清洁区降低16.6%~28.2%; 硫被水稻营养器官吸收后, 累积在生殖器官内, 显著降低稻米品质, 与清洁区相比, 污染区稻米蛋白质含量减少8.6%~22.3%, 淀粉含量减少27.4%~53.6%, 脂肪含量减少45.6%~71.7%, 而灰分含量则升高52.2%~69.4%。     

两株耐碱性亚硝化细菌的初步鉴定和特性研究

从长期碱性条件下驯化的好氧活性污泥中分离出两株亚硝化细菌A1081和A1210，对其形态和生理生化性状进行了分析，并研究了其特性。结果表明，两株菌均属于亚硝化球菌属（Nitrosococcus），它们对碱性环境条件有较好的适应性；在pH值大于9后亚硝酸盐积累量不断增加，A1081在pH10～12积累量最大，而A1210在pH值为11时积累量最大；当培养基中NaCl为20g·L^-1时，两株菌对氨氮有相对较高的处理效率；当培养基氨氮浓度低于500mg·L^-1时，两株菌的氨氧化效率随氨氮浓度的增加而增加。     

磷在表面流人工湿地中的分布研究

在试验场地进行了表面流人工湿地中磷的降解及湿地不同部位基质和植物中磷含量的研究。结果表明,沿床体方向,基质中磷含量逐渐增加,植物各器官中磷含量逐渐降低,磷在表面流人工湿地中的降解是沿床体方向逐渐增强的。因此,可通过优化配比表面流人工湿地不同部位的基质和植物来提高人工湿地的除磷能力。     

改性小麦壳对水溶液中Cd2+的吸附研究

利用氢氧化钠和高锰酸钾对农业废弃物小麦壳进行联合改性,研究小麦壳改性前后对废水中重金属Cd²⁺的吸附性能和吸附剂用量、初始pH、温度、接触反应时间、共存离子等因素对吸附的影响。结果表明:NaOH-KMnO₄联合改性小麦壳平衡吸附量比原始小麦壳增大了9.30倍,理论最大吸附量可达26.74 mg·g^-1;在室温下,当投加浓度为2.0 g·L^-1,溶液pH值在5.0~8.0之间时,吸附效果最优,但溶液中有Na⁺或Ca²⁺存在时不利于吸附反应进行;吸附量随温度的升高而增大,吸附在1 h内可达到动态平衡,该过程符合准二级动力学方程,且Langmuir等温吸附模型能更好地拟合改性小麦壳材料对溶液中Cd²⁺的吸附。研究表明,小麦壳改性后表面结构发生了明显变化,吸附性能显着提升,改性小麦壳对废水中的Cd²⁺具有明显的去除效果,为农业废弃物“变废为宝”提供了一条新途径。     

不同植物篱系统对坡耕地农田径流污染物的去除效果

采用人工模拟实验,探讨了四种植物篱系统在不同坡度（5°、10°和20°）、不同污染物进水浓度（低、中、高）下对坡耕地农田径流污染物TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果。植物篱系统分别是红叶石楠+小叶女贞+黑麦草（T1）、红叶石楠+小叶女贞（T2）、小叶女贞+黑麦草（T3）、红叶石楠+黑麦草（T4）。结果表明：植物篱系统对污染物的去除率均随坡度的增加而下降,TP、NH3-N、COD尤为明显,当坡度由5°增加到20°时,TP的去除率由52.25%~76.75%降至33.68%~60.34%,NH3-N的去除率由36.84%~68.33%降至34.30%~45.46%,COD的去除率由13.26%~38.69%降至3.15%~26.74%。除NH3-N外,随污染物进水浓度的升高,植物篱对污染物的去除效果越明显,TP的去除率可由33.33%~60.11%升至57.06%~81.44%,TOC的去除率可由-0.84%~2.92%升至9.64%~17.69%, COD的去除率可由-14.75%~11.25%升至20.62%~42.33%。植物篱系统对TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果显著优于裸土（对照系统）,在不同坡度下去除率最高分别能由12.81%升至47.02%、34.29%升至76.75%、18.27%升至68.33%、-0.93%升至11.52%、2.31%升至38.69%,在不同污染物进水浓度下分别能由15.57%升至53.05%、37.93%升至81.44%、17.60%升至64.05%、2.92%升至17.69%、-33.40%升至11.25%。总体而言,植物篱系统平均去除效果依次为T1>T4>T3>T2,即红叶石楠+小叶女贞+黑麦草去除效果最佳,这与三种植物的地表覆盖率高、根系发达以及在功能上相互取长补短、协同固定污染物有关。     

不同植物篱系统对坡耕地农田径流污染物的去除效果

采用人工模拟实验,探讨了四种植物篱系统在不同坡度(5°、10°和20°)、不同污染物进水浓度(低、中、高)下对坡耕地农田径流污染物TN、TP、NH_3-N、TOC、COD的去除效果。植物篱系统分别是红叶石楠+小叶女贞+黑麦草(T1)、红叶石楠+小叶女贞(T2)、小叶女贞+黑麦草(T3)、红叶石楠+黑麦草(T4)。结果表明:植物篱系统对污染物的去除率均随坡度的增加而下降,TP、NH_3-N、COD尤为明显,当坡度由5°增加到20°时,TP的去除率由52.25%~76.75%降至33.68%~60.34%,NH_3-N的去除率由36.84%~68.33%降至34.30%~45.46%,COD的去除率由13.26%~38.69%降至3.15%~26.74%。除NH_3-N外,随污染物进水浓度的升高,植物篱对污染物的去除效果越明显,TP的去除率可由33.33%~60.11%升至57.06%~81.44%,TOC的去除率可由-0.84%~2.92%升至9.64%~17.69%,COD的去除率可由-14.75%~11.25%升至20.62%~42.33%。植物篱系统对TN、TP、NH_3-N、TOC、COD的去除效果显著优于裸土(对照系统),在不同坡度下去除率最高分别能由12.81%升至47.02%、34.29%升至76.75%、18.27%升至68.33%、-0.93%升至11.52%、2.31%升至38.69%,在不同污染物进水浓度下分别能由15.57%升至53.05%、37.93%升至81.44%、17.60%升至64.05%、2.92%升至17.69%、-33.40%升至11.25%。总体而言,植物篱系统平均去除效果依次为T1T4T3T2,即红叶石楠+小叶女贞+黑麦草去除效果最佳,这与三种植物的地表覆盖率高、根系发达以及在功能上相互取长补短、协同固定污染物有关。