柠檬酸对黄壤无机纳米微粒吸附-解吸Cd~(2+)的影响

通过超声-离心-冻融的方法,提取名山河流域老冲积黄壤中的纳米微粒(≤100nm),以原土及提取的纳米微粒为研究对象,采用平衡液吸附法及NaNO3、HCl解吸剂解吸法进行室内吸附-解吸模拟试验,研究柠檬酸对黄壤纳米微粒吸附-解吸Cd2+特性的影响。结果表明,纳米微粒对Cd2+的吸附率(94.58%~97.29%)远大于原土对Cd2+的吸附率(45.02%~69.00%),这说明纳米微粒对Cd2+有较强的固持能力;原土及纳米微粒对Cd2+的吸附量随初始Cd2+浓度的增加而明显增加,且低浓度阶段(0.1~1mmol/L)吸附量的增加速率高于高浓度阶段,说明低浓度柠檬酸能促进无机纳米微粒对Cd2+的吸附,而较高浓度的柠檬酸则会抑制Cd2+的吸附;Freundlich、Temkin方程对等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(P0.01),Langmuir方程达到显著水平(P0.05),其中Freundlich方程拟合效果最佳,说明土壤纳米微粒对Cd2+的吸附为多层吸附。通过NaNO3、HCl溶液解吸法可以看出,黄壤无机纳米颗粒对Cd2+的吸附主要以专性吸附为主,非专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而增大,而专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而减少,原土的专性及非专性吸附解吸率均大于纳米微粒,进一步表明黄壤纳米微粒对Cd2+的固持能力强,有较强的环境缓冲能力。     

土壤重金属Cd污染指数的适宜插值方法和合理采样数量研究

对局部存在重金属污染地区采用适宜的插值方法和布设合理的采样点对重金属污染状况监测具有重要的意义。运用单因子指数法得到土壤重金属Cd污染指数,并在镇域内布设2033个采样点的基础上,通过随机抽样法抽取1830、1423、1017、610、203五个采样点样本子集。首先,运用普通克里金法(OK)、径向基函数法(RBF)和反距离权重法(IDW)对该地区土壤重金属Cd污染指数进行插值预测,并通过交叉验证法进行精度检验。然后,在反距离权重法的基础上,对五个采样子集进行插值精度分析,得到大致合理采样数量。结果表明:(1)利用全集2033个采样点对3种插值方法进行交叉验证分析可知,RMSE表现为IDW(3.018)RBF(2.942)OK(2.837),ME表现为OK(-0.0736)IDW(0.0214)RBF(0.0096),MAE表现为IDW(0.5668)RBF(0.5575)OK(0.5227),3种插值方法在整体预测精度上差异不明显。而对于污染区域的识别,IDW在轻度污染区、中度污染区和重度污染区预测上表现出较大的优势,能较好的反应污染区域的空间变异特征。因此,认为IDW为较适宜的空间插值方法。(2)对不同采样数量的样本进行交叉验证分析可知,RMSE、ME和MAE在1017个采样点到610个采样点误差变化幅度分别为29.84%、71.31%和36.99%,误差增加幅度较前三个子样本间明显增大。在空间特征识别方面,2033、1830、1423和1017个采样点反映的污染区的空间分布特征非常相似,610和203个采样点预测的污染区域面积明显扩大,对各级污染区域的空间特征细节表现能力较差。因此,对于该镇域内的土壤重金属Cd污染指数的研究,1017个左右采样点是比较合理的采样数量。     

Cd胁迫对绿豆幼苗根部微量元素的影响

研究了Cd胁迫下绿豆(Phaseolus raditus L.)幼苗根部微量元素的代谢。用浓度1μmol/L Cd2+模拟Cd污染,通过火焰原子吸收分光光度仪(FAAS)对根部微量元素Zn,Cu,Fe和Mn含量的变化进行了测定。与对照组相比,Cd处理组根中的Zn,Cu,Fe含量不同程度升高,Mn含量显著下降。Cd间接影响了植物的生长发育。     

再生水及重金属Pb/Cd对种子萌发和成苗的影响

为了比较再生水及重金属铅(Pb)、镉(Cd)对作物种子萌发和成苗的影响,通过水培模拟实验,研究再生水,Pb、Cd单一和复合处理对小麦种子萌发和成苗的影响。结果表明,再生水对小麦种子萌发和根系生长具有显著促进作用。低浓度Pb和Cd可促进种子萌发和根系生长,而中、高浓度表现出抑制作用。根伸长抑制率与重金属浓度呈正相关,以复合处理最为明显。可以根伸长抑制率作为重金属Cd、Pb污染程度的评价指标。重金属复合污染对根伸长的生态毒性效应增强,可能因为重金属的协同作用。     

Se和Cd在土壤-植物系统中的迁移与食品安全

本文就Se和Cd在土壤-植物系统中的迁移及其与食品安全及人体健康之间的潜在关系进行了综合评述。Cd和Se在植物中积累并迁移到植物的可食或收获部分,取决于土壤条件、气候因子、农艺管理措施等。Cd是对食物链造成污染的重要元素,其在土壤中的富集通常是由工农业生产或城市人为污染造成的,减少Cd对土壤的污染及Cd污染土壤的生物修复已成为土壤学、环境科学及生态学研究的热点。Se是一种对动植物有益的元素,在土壤中含量过低会引发人体疾病,但Se含量过高也会导致污染并引发人体疾病;土壤中的高浓度Se通常来自于含Se量高的母岩以及燃煤的灰尘污染;基于食品安全的需要,中国在重视Se素营养补给的同时,要防止富Se地区及人为因素造成的Se污染。     

稀土镧对镉胁迫下玉米幼苗生长的影响

以水培法研究了重金属Cd对玉米幼苗的胁迫伤害及稀土La对Cd伤害的缓解作用。结果表明,在Cd胁迫伤害下,玉米幼苗生长受到抑制,主要表现为株高、主根长下降,叶面积锐减,茎叶、根的鲜重以及干重明显下降,随着Cd胁迫浓度的增加,玉米幼苗受伤害程度趋向严重。在玉米幼苗上喷施适量浓度LaCl3(20mg/L),能缓解Cd对玉米幼苗生长造成的伤害。     

硒对镉胁迫下水稻幼苗叶片元素含量的影响

采用溶液培养研究Se对Cd胁迫下水稻幼苗叶片叶绿素和几种元素含量的影响结果表明,单用Cd处理,高浓度Cd使水稻幼苗叶片Ca、Mg、Fe、Zn、Mn含量显著减少;单用0.10mg/L Se处理可显著增加叶片Fe、Zn、Mn含量。Se使较高浓度Cd(5.0~10.0mg/L)胁迫下水稻幼苗叶片Ca、Mg、Fe、Mn含量高于单用Cd处理,Se与Cd的互作效应影响叶片Ca、Mg、Fe、Zn、Mn含量。叶绿素a/b值不能作为水稻幼苗Cd毒害指标。     

淹水还原作用对红壤镉生物有效性的影响

用添加20 mg.kg^-1镉（Cd）的红壤（pH 4.46）室温淹水培养41 d,研究淹水还原作用对Cd溶解性的影响,同时设置水稻培养试验,在红壤淹水初期（1-11 d）和后期（淹水31-41 d）植入水稻秧苗,以比较不同淹水时段红壤Cd对水稻的有效性。结果表明,红壤淹水后1-25 d水溶性Cd浓度由0.210 mg.L^-1上升到0.254 mg.L^-1,淹水28-40 d水溶性Cd浓度由0.221 mg.L^-1下降到0.092mg.L^-1,在淹水1-11 d和31-41 d水稻茎叶Cd含量分别为48.37和16.25 mg.kg^-1。说明淹水初期红壤Cd活性和生物有效性高于淹水后期。通过红壤淹水过程Fe、Cd溶解性及CEC、阳离子饱和度等的研究,表明红壤淹水后氧化铁的还原溶解作用导致pe＋pH下降和pH上升,由此控制着Cd活性和生物有效性的升降。     

施用碳酸钙对土壤铅、镉、锌交换态含量及在大豆中累积分布的影响

在重金属复合污染的土壤中,通过施用不同水平的碳酸钙对土壤进行改良,研究土壤中Pb、Cd、Zn交换态含量的变化以及在大豆植株中的累积分布.结果表明:(1)在污染土壤中施用碳酸钙,能够降低土壤中Pb、Cd、Zn交换态含量,且随着碳酸钙施用量的增加,土壤中这3种重金属交换态含量呈明显降低趋势.在土壤中施用碳酸钙改善了大豆植株的生长状况,有效地抑制大豆植株对土壤Pb、Cd、Zn的吸收.从而减缓了重金属对大豆植株的毒害作用.(2)2.0 g/kg为碳酸钙的最佳施用量,能使大豆籽粒增产47.5%.籽粒中Pb含量降低73.0%,Cd含量降低53.8%,但在这个重金属污染矿区土壤中施用碳酸钙仍无法使籽粒中的重金属含量达到国家粮食卫生标准中Pb、Cd低于0.2 mg/kg的标准.     

施污土壤与污泥中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布

污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤和污泥中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了污水污泥和施污后的西红柿地土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。施用污泥堆肥10t hm-2后的土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的全量与各种形态含量无明显增加,Cu、Pb、Zn含量远低于国家土壤环境质量标准。土壤中Cu的各种形态分布关系是:残渣态>可还原态=可氧化态>可交换态和弱酸溶解态,Cu在土壤中的存在是以最稳定的残渣态为主。堆肥污泥与干化污泥相比,残渣态Cu的比例明显增加。土壤中Pb的各种形态分布关系是以残渣态和可还原态为主,但可氧化态的分布比例最小。土壤中Cd的可交换态、可还原态和残渣态各占据相等的含量,但可氧化态Cd的含量几乎为零。Zn在土壤中的各种形态分布关系是:可交换态和弱酸溶解态>可氧化态>可还原态>残渣态,Zn在土壤中的存在是以最易迁移的可交换态和弱酸溶解态为主。这些金属元素在土壤中的相对稳定性顺序为:Cu>Pb>Cd>Zn。Zn在土壤中的移动性要远高于Cu。