钝化剂对农田土壤镉污染的原位钝化修复效应研究

选择野外镉(Cd)污染农田,以小麦(第一季)、水稻(第二季)为模式作物,以蒙脱土、钙镁磷肥、磷矿石、重钙、普钙为钝化修复材料(施加浓度为1.3 kg·m-2),并配施石灰(0.52 kg·m-2),研究其对小麦、水稻产量及籽粒中Cd含量、土壤pH以及土壤中Cd形态分布的影响,考察不同钝化剂对农田土壤Cd污染的原位钝化修复效果。结果表明:施用不同钝化剂后均显著抑制小麦和水稻籽粒对Cd的吸收,而配施石灰能更进一步抑制小麦和水稻对Cd的吸收。第一季,钙镁磷肥和蒙脱石配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和蒙脱土配施石灰降幅分别达到78.7%和72.8%;第二季,钙镁磷肥和重钙配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和重钙配施石灰降幅分别达到82.83%和67.43%。研究发现钝化剂显著降低土壤酸溶态Cd含量,而小麦和水稻籽粒中Cd含量与土壤pH呈极显著负相关关系,相关系数分别为-0.817和-0.718;与土壤酸溶态Cd呈显著正相关关系,相关系数分别为0.769和0.613;同时发现施用钝化剂后小麦、水稻的产量均有显著提高,增幅最大的为可溶性磷肥重钙和钙镁磷肥,原因可能是施入的改良剂减缓了Cd毒性,同时提供了作物生长所需的钙、镁、磷等必需营养元素。根据田间试验效果,钙镁磷肥配施石灰对降低小麦和水稻中Cd含量的效果最显著,可推荐作为Cd污染土壤的改良剂。旱作条件下,蒙脱石配施石灰也是Cd污染农田改良剂的较好选择,而稻作条件下则不宜使用。     

垂直扰动对深谷型湖泊红枫湖底泥覆盖的效果

为构建底泥活性覆盖系统进而有效地控制湖泊底泥内源污染,以脱碱赤泥为主料,粉煤灰、粘土和碳酸钙为辅料,采用烧结法制作了不同配比的底泥覆盖材料,研究其对内源污染物的控制效果。结果表明：1）覆盖各处理溶解氧为2．62～5．98 mg/L,对照组为0．74～2．65 mg/L,覆盖可改善上覆水体溶解氧水平。2）覆盖各组中除处理2和处理4外,其余处理总磷均为低检出或未检出,对照组在第12、16和20天依次检出0．03 mg/L、0．04 mg/L 和0．13 mg/L;化学需氧量为6～71 mg/L,对照组则为21～84 mg/L,对照组总磷和化学需氧量均随时间推移呈渐增趋势;除处理3和处理6外,其余处理对氨氮控制效果不理想。3）优化原料配比可使上覆水体 Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Fe、Mn、Ca 和 Mg 处于安全浓度范围,不会增加水体金属元素的积累。从对内源污染物的控制效果和上覆水体水质的稳定性两方面综合考虑,处理6（赤泥38．9％,粘土14．4％,粉煤灰38．9％,碳酸钙7．8％）最适于深谷型湖泊底泥污染原位控制。     

贵州兴仁废弃煤矿区表层土壤重金属污染及其土壤酶活性

为研究贵州喀斯特废弃煤矿区土壤中重金属的污染特征及其对农业生态系统的潜在危害,对煤砷含量较高的贵州兴仁县下山镇小尖山某废弃煤矿区内土壤中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属和As含量及土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶4种酶活性进行了分析,并运用相关分析和线性回归分析方法探讨了矿区土壤重金属污染与土壤脲酶、蔗糖酶、酸性...     

贵州喀斯特地区Pb、Zn的急性生物毒性效应

贵州喀斯特地区具有大量的石灰盐岩,水体中富含Ca2+、Mg2+,会对重金属的生物毒性产生拮抗作用,对金属元素Pb2+、Zn2+的单一毒性和联合生物毒性效应以及分别以不同浓度的Ca2+、Mg2+与Pb2+、Zn2+混合后对隆线溞的致死作用进行了研究.结果表明:Pb2+、Zn2+浓度均为5 mg/L时,96 h LC50分别为0.1605 mg/L、0.3780 mg/L,Pb2+∶Zn2+(1∶1) 以5 mg/L相同浓度混合液96 h LC50为0.1476 mg/L,Pb2+、Zn2+间存在着一定的毒性加和作用;Pb2+、Zn2+等浓度混合液再分别与20、40、60、80、100、120 mg/L的Ca2+和5、10、15、20、25、30 mg/L的Mg2+混合后,其96 h LC50分别升至0.3915～0.5301 mg/L与0.1687～0.3557 mg/L,Ca2+、Mg2+均对Pb2+、Zn2+的毒性有拮抗作用,并且Ca2+的拮抗作用大于Mg2+.     

喀斯特山区农村户用型饮水自动消毒装置构建及应用研究

针对喀斯特山区农村工程性缺水严重、农村分散供水微生物超标问题突出、饮用水水质消毒技术及装置缺乏等现状,研发了户用型饮水自动消毒装置,并进行了消毒运行参数及消毒效果研究。该装置以廉价的食盐为消毒剂的原料,将电解槽、消毒槽以及自动控制单元组合起来实现了消毒装置的小型化、模块化和自动化,采用消毒液一次制备、自动投加、多次消毒的运行方式,对山区农村常用的微生物超标的雨水和山泉水进行自动消毒。对消毒装置运行参数及消毒效果进行实验,结果表明:该装置运行参数选择盐水浓度为20 g/L,电解时间15~20 min,消毒时间为5~10 min,装置出水微生物指标完全满足饮用水卫生标准,单位运行成本低至0.4元/m3。该装置可廉价优质地满足山区农村用户及时获取所需的安全饮水。     

先锋修复植物对土法炼锌废渣基质养分及微生物学特性的影响

为综合评价先锋修复植物对黔西北土法炼锌废渣基质的生态修复效应,通过野外采样及室内分析研究改良的土法炼锌废渣上自然定居植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides)和大叶醉鱼草(Buddlejia davidii)以及先锋修复植物白三叶草(Trifolium repens)和黑麦草(Perennial ryegrass)对废渣基质的养分、酶活性及微生物活性的改善效果。结果表明:与无植被修复的裸露废渣相比,4种修复植物具有明显的根际效应,表现为根际废渣pH值降低,且4种修复植物可显著(p0.05)增加根际废渣基质的养分(N,P,K、有机质)、酶活性(脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶)、微生物活性(细菌、真菌、放线菌、微生物量、呼吸作用强度)。相关性分析表明,植物根际废渣养分、酶活性和微生物活性之间总体上呈正相关关系,其中有效氮与蔗糖酶和磷酸酶之间,全氮与细菌之间均呈极显著(p0.01)相关,而有效钾与呼吸作用强度、微生物量和真菌之间,真菌与脲酶和蔗糖酶之间及微生物量与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶之间均呈显著相关(p0.05)。通过主成分分析计算的综合肥力指标表明,三叶草修复铅锌冶炼废渣基质的综合肥力最高,而无植被存在的裸露废渣肥力指标最低。可见,在4种先锋修复植物中,三叶草作为先锋植物对土法炼锌废渣基质的修复效果最好。因此,在土法炼锌废渣堆场生态修复过程中,可选择三叶草作为先锋植物显著改良炼锌废渣的植生特性,为在废渣堆场上快速引进其他植物提供了有利条件。     

浸提剂pH值对煤矸石和煤泥污染物浸出特性的影响研究

为了研究煤矿外排固体废物的污染特征及其潜在生态危害,采用6种不同pH值的浸提剂对贵州4个煤矿区的煤矸石、煤泥和原煤进行了振荡浸提试验,探讨了浸出液的pH、EC和Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 6种重金属含量随浸提剂pH值的变化规律.结果表明,随着浸提剂的pH值逐渐升高,浸出液的pH值也逐渐升高,其EC逐渐下降,当pH值大于4.0以后逐步趋于稳定;所有重金属在强酸性环境中浸出量较大,并随pH值的增大呈下降趋势,浸出液中Fe、Mn的浓度普遍较高.3类样品中,煤矸石在酸性条件下其重金属的潜在浸出能力强,环境污染风险大.     

贵州丹寨汞矿区土和渣中重金属的含量及形态分析

选取贵州丹寨汞矿区土壤、炉渣灰、西山矿渣和尾矿废渣4个样品,用Tessier连续萃取法分析Pb、Zn、Cu、Mn元素的含量和存在形态。结果表明,丹寨汞矿区土壤中的Pb、Zn、Cu、Mn元素均超出了土壤背景值,周边尾矿渣的堆放对土壤有一定的污染;特别是土壤和渣中Pb以可交换态存在的质量分数较高,平均为44.7%;Zn、Mn主要以铁锰氧化结合态、有机态和残渣态存在,尽管这部分重金属相对稳定,但在适当的地球化学条件下,这些重金属会重新释放出来,对周边生态环境构成威胁。     

铜对隆线潘趋光行为的抑制作用及其致死效应

采用隆线潘（Daphnia carinata）纯生物株Dc42为试验生物，参照ISO6341大型潘活动抑制试验及ISO6241大型潘致死生物试验法，研究水体中Cu^2＋对隆线潘3h趋光行为的抑制作用及其24—96h的致死效应。结果表明，隆线潘的趋光指数（Ip）与Cu^2＋浓度存在着明显的负相关关系（R^2=0．994，P〈0．001），随着溶液中Cu^2＋浓度的增加，趋光指数急剧下降。Cu^2＋导致隆线潘趋光性发生显著改变的检测下限远低于LC50。其3h-Ip监测下限（0．0056mg／L）比24h—LC50（0．031mg／L）及48h—LC50（0．021mg／L）分别低81．94％和73．33％；仅相当于96h—LC50（0．006mg／L）。铜对不同时段隆线潘死亡率影响与3h趋光指数下降的趋势相似，在0．0032mg／L至0．1mg／L的浓度范围内，隆线潘各时段死亡率与浓度之间并不呈直线关系，而是呈Boltzmann曲线关系，相关系数均为0．995以上。因此，趋光指数是一个较为灵敏的毒理学指标，利用隆线潘趋光行为抑制法来判断Cu^2＋生物毒性的大小，具有快速、简便等优点，并能在短时间内获取具有高度重复性的实验数据。研究结果可为建立利用隆线潘趋光行为抑制法评价化学物质生物毒性提供快速的测试方法，为进一步了解重金属污染的生态毒性效应提供理论依据。     

3种草本植物对粉煤灰堆场介质理化与生物学特性的影响

为研究不同草本植物恢复对电厂粉煤灰堆场的生态修复效果,采集堆场上生长的白茅(Imperata cylindrica Beauv)、白三叶(Trifolium)和蕨(Pteridium aquilinum)3种草本植物群落下0~70cm的粉煤灰介质,分析其综合理化特性和主要的土壤生物学指标。结果表明:3种草本植物均可有效改善堆场粉煤灰介质的水分状况,同时能改变粉煤灰的pH、EC、Eh等理化性状,进而影响堆场的适生生境。相对于对照,3种草本植物的存在可显著提高粉煤灰介质的脂磷微生物量、呼吸强度以及过氧化氢酶、脲酶、磷酸盐转化酶活性,显著改善堆场粉煤灰介质的生物学特性。堆场垂直剖面对比分析表明,除粉煤灰的含水率和pH随深度增加而呈上升趋势外,其他理化指标与生物学指标都随粉煤灰堆场深度的增加呈显著降低趋势,植物对粉煤灰理化特性与生物学特性所产生的影响也越来越小,并在不同植物种群之间呈显著差异。