Sources and Ecological Risks of Heavy Metals in Soils Under Different Land Uses in Bangladesh

Soil heavy metal pollution, influenced by both natural and anthropogenic factors, significantly reduces environmental quality. In this study, Cr, Ni, Cu, As, Cd, and Pb in eight different land-use soils from Patuakhali District in Bangladesh were assessed. Concentrations of Cr, Ni, Cu, As, Cd, and Pb in soils were 1-87, 5-271, 4-181, 0-80, 0.2-24.0, and 5-276 mg kg^-1, respectively, measured using an inductively coupled plasma-mass spectrometer. The enrichment factor, pollution load index (PLI), and contamination factor (C_fⁱ) of metal i were used to assess the ecological risk posed by metals in soils. The PLI ranged from 0.78 to 2.66, indicating baseline levels to progressive deterioration of soil due to metal contamination. However, C_fⁱ of Cd ranged from 1.8 to 12.0, which showed that the studied soils were strongly impacted by Cd. Considering the severity of the potential ecological risk of a single metal, the descending order was Cd > As > Pb > Cu > Ni > Cr. Soils under all land uses showed moderate to very high potential ecological risk.     

植烟土壤重金属的有效性及影响因素研究

通过野外采样和室内分析,研究了植烟土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的有效态含量特征及其影响因素。结果表明,植烟土壤中8种重金属的有效态平均含量分别为0.92、0.075、0.75、1.62、0.004、1.89、1.14、1.94 mg·kg-1;重金属有效态含量属于中等变异,变异系数在48.97%~95.64%之间,其中尤以有效Hg和Pb变化最为明显,分别为95.64%和90.56%,元素分布极为不均。相关分析表明有效As、Cd、Ni、Pb、Zn与8种元素中大部分元素都呈现较高的相关性,是伴随污染较多的元素,而有效Cr与其他元素的相关性很弱;主成分分析反映了土壤重金属有效性受工业和生活污染、农业污染和大气沉降污染影响较明显。通过分析有效态重金属与土壤pH和有机质的相关性发现,有效Cd、Pb与土壤pH呈极显著性负相关,有效Cr与pH呈显著性负相关;有效Cd、Pb与有机质呈极显著性正相关,有效As、Zn和Ni与有机质呈显著性正相关。     

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。     

Drought and salinity: A comparison of their effects on mineral nutrition of plants

The increasing frequency of dry periods in many regions of the world and the problems associated with salinity in irrigated areas frequently result in the consecutive occurrence of drought and salinity on cultivated land. Currently, 50% of all irrigation schemes are affected by salinity. Nutrient disturbances under both drought and salinity reduce plant growth by affecting the availability, transport, and partitioning of nutrients. However, drought and salinity can differentially affect the mineral nutrition of plants. Salinity may cause nutrient deficiencies or imbalances, due to the competition of Na⁺ and Cl^– with nutrients such as K⁺, Ca²⁺, and NO . Drought, on the other hand, can affect nutrient uptake and impair acropetal translocation of some nutrients. Despite contradictory reports on the effects of nutrient supply on plant growth under saline or drought conditions, it is generally accepted that an increased nutrient supply will not improve plant growth when the nutrient is already present in sufficient amounts in the soil and when the drought or salt stress is severe. A better understanding of the role of mineral nutrients in plant resistance to drought and salinity will contribute to an improved fertilizer management in arid and semi‐arid areas and in regions suffering from temporary drought. This paper reviews the current state of knowledge on plant nutrition under drought and salinity conditions. Specific topics include: (1) the effects of drought and salt stress on nutrient availability, uptake, transport, and accumulation in plants, (2) the interactions between nutrient supply and drought‐ or salt‐stress response, and (3) means to increase nutrient availability under drought and salinity by breeding and molecular approaches.     

Cd对小白菜萌发生理影响的FTIR-ATR研究

应用傅立叶变换-衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)分析方法,用在一定浓度(0.0、0.1、0.5、1.0、5.0mg·kg-1)Cd胁迫下萌发3d的小白菜做试验材料,揭示了小白菜幼芽和幼根中蛋白质、碳水化合物的含量以及蛋白质二级结构对Cd胁迫的不同响应。结果表明,Cd处理导致幼根和幼芽1632cm-1和1030cm-1吸收峰强度显著增强,且1632cm-1峰的波数降低,说明蛋白质、碳水化合物含量增高以及蛋白质二级结构保持稳定,是小白菜种子萌发过程中抵御Cd毒害的重要原因。幼根FTIR谱未出现1710cm-1峰,说明分泌有机酸螯合Cd并非种子萌发初期幼根抗Cd毒机制。幼根中碳水化合物吸收峰强度,随着Cd处理浓度的增加增大,而幼芽中则先减小后增大,说明幼芽(主要为子叶)中的糖类转运至根部,以提高对Cd的耐受性。FTIR谱主要吸收峰强度与生理指标之间的相关性分析结果表明,小白菜幼根FTIR谱中主要吸收峰的强度与根长、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性、丙二醛(Malondial dehyde,MDA)含量等指标之间显著相关。以上结果说明FTIR-ATR法可用于植物对Cd胁迫的适应过程的生理学研究。     

2015年山东省肉鸡饲料原料中重金属污染情况调查及风险评估

本试验旨在调查2015年山东省肉鸡饲料原料中砷、铅、镉、铬和汞元素的污染情况,评估饲料原料的污染风险。试验收集烟台市莱阳、威海市文登、青岛市莱西、潍坊市诸城、日照市莒县、临沂市沂水、德州市夏津等地不同饲料生产厂家使用的8种饲料原料,包括玉米、豆粕、麸皮、花生粕、棉籽粕、玉米蛋白粉、干酒糟及其可溶物( DDGS)和微量元素预混料,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法( ICP-AES)检测镉、铅和铬元素的含量,应用原子荧光光谱法( AFS)检测砷和汞元素的含量,计算检出率、平均含量、超标率、最高含量与平均含量比值( HC/AC)和离散系数。结果表明：饲料原料中砷、铅、镉、铬和汞元素的检出率分别为32.29%、7.29%、12.50%、100.00%和100.00%;阳性样品中平均含量分别为0.21、1.27、2.12、3.48和0.02 mg/kg,超标率分别为0.00、1.04%、1.19%、54.76%和9.52%;微量元素预混料中砷、铅和镉元素,棉籽粕中铬元素及花生粕中汞元素的HC/AC最大,微量元素预混料中镉元素、花生粕中汞元素、豆粕中砷元素及棉籽粕中铅和铬元素离散系数最大。综上所述,肉鸡饲料原料中铬和汞元素污染严重;微量元素预混料中砷、镉、铬和铅元素、棉籽粕中铬和铅元素、花生粕和豆粕中汞元素易出现严重污染,因此建议制定预混料和饼粕类饲料中多种重金属元素的限量标准。     

镉-乙草胺胁迫对蚯蚓-土壤-玉米系统的影响

重金属与农药复合型污染成为重要的环境问题之一,然而当前关于两者共同作用对蚯蚓-土壤-植物系统的影响研究还很少。为了探讨镉-乙草胺复合污染对蚯蚓-土壤-玉米农田系统的生态毒理效应和生态过程的影响,本研究通过室内模拟试验,从镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓生理响应、土壤理化性质及玉米形态特征等变化,探讨两者复合污染对玉米生长的影响机制。结果表明:1)随着处理时间的延长,镉-乙草胺复合胁迫下蚯蚓体内SOD活性呈先降低再升高的趋势,而MDA含量呈先升高后降低的趋势;复合胁迫处理第2d和50d时, 20～30 cm土层的蚯蚓数量占所有土层蚯蚓总量百分比比对照分别增加1.34倍和1.14倍,蚯蚓对镉-乙草胺复合污染作出规避效应而向深层土壤迁移。2)镉-乙草胺复合胁迫下土壤有机质和速效磷含量与处理时间、处理方式、污染物无关,随着处理时间的延长,土壤碱解氮含量呈先显著降低后升高的趋势。3)处理第50d,30 mg·kg~(-1)镉、200 mg·kg~(-1)乙草胺及30 mg·kg~(-1)镉+200 mg·kg~(-1)乙草胺处理组玉米根数均显著低于对照,抑制率分别为23.21%、42.86%和50.00%,玉米生物量与株高呈相同趋势,即30mg·kg~(-1)镉处理200mg·kg~(-1)乙草胺处理30 mg·kg~(-1)镉+200 mg·kg~(-1)乙草胺处理。相关分析表明,两种污染物除对蚯蚓SOD活性产生拮抗效应外,对蚯蚓MDA、土壤养分与玉米生长指标均不存在交互作用。本研究得出镉-乙草胺复合污染促进蚯蚓向下迁移影响其垂直分布,并且可以通过改变土壤营养元素含量最终抑制玉米的生长。     

不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合(施用总量为4500kg hm-2)施加于Cd污染稻田土壤,根据混合比例不同设置CK(常规种植)、T1(1∶7∶4)、T2(3∶5∶4)、T3(4∶4∶4)和T4(6∶2∶4)共5个处理,探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明:4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量,较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积,籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%,T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准(G B27622017,Cd≤0.2mg kg-1)。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532,均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90,钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异,T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析,T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳,且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。     

石灰性褐土中磷锌镉相互作用对其有效性的影响

采用室内培养的方法,研究了石灰性褐土中磷、锌、镉相互作用对土壤中磷、锌、镉有效性的影响。结果表明：（1）磷锌共同培养时,施锌提高了土壤速效磷含量,且随培养时间的延长而降低。在相同锌浓度处理下,土壤中的有效锌含量随施磷量的增加而增加,不同锌浓度处理下,有效锌含量随土壤培养时间的延长而显著降低。（2）磷镉共同培养时,施镉对土壤速效磷含量影响不明显;施磷降低了有效镉含量,但效果不显著;且都随时间的延长而降低。（3）锌镉共同培养时,在培养的前30d,土壤中有效锌含量随施镉浓度增加而降低,但在30d后,有效锌含量有增加的趋势。土壤中有效镉含量在不同锌-镉处理下随培养时间变化有较大差异：在Cd3处理下,加入高浓度锌后显著降低土壤有效镉含量;Cd30处理下,在培养前30d,锌的施入对土壤中有效镉含量影响不明显,但30d以后,土壤有效镉含量随施入锌浓度的增加而显著降低。说明两者的竞争机制随时间的延长发生变化,且施锌能明显降低镉的毒性。     

翻压等量紫云英条件下不同化肥用量对土壤养分有效性及水稻产量的影响

在翻压等量紫云英条件下,研究了不同化肥用量对土壤养分有效性及水稻产量的影响.结果表明,早稻田翻压紫云英22500 kg/hm2后配施化肥,与施用100％化肥(MF100)相比,施用60％～80％化肥,土壤中碱解N、速效钾含量均有增加,增幅为10％～59％;施用40％化肥,土壤中有效磷含量显著增加25％ ～ 80％.翻压...