蚯蚓扰动作用对原位污染土壤Cd、Cu、Zn全量和有效性变化的影响及其富集规律

针对我国土壤重金属污染严重问题,选取河北省保定市周边地区持续重金属污染的原位土壤与赤子爱胜蚓为研究对象,采用实地采样与室内培养相结合的方式,研究蚯蚓扰动作用对土壤重金属Cd、Cu和Zn全量与有效性变化的影响及蚯蚓对重金属的富集规律。主要结果如下,蚯蚓在供试土壤(清洁土与3种原污土)中培养至第14天时,不同供试土壤全量Cd、Cu和Zn含量较培养前均呈下降趋势,其中土壤全量Cd含量分别降低了40.48%、9.90%、0.89%和6.15%;土壤全量Cu含量分别降低了3.16%、8.16%、4.34%和7.74%;土壤全量Zn含量分别下降了2.27%、3.53%、3.34%和4.84%。供试土壤DTPA-Cd、DTPA-Cu和DTPA-Zn含量较培养前呈升高趋势,DTPA-Cd含量分别增加了29.41%、16.54%、14.33%和0.51%;DTPA-Cu含量分别增加了10.51%、1.26%、12.28%和5.30%;DTPA-Zn含量分别增加了44.99%、9.62%、7.97%和0.18%。另外,不同污染土壤下随培养时间的延长,蚯蚓体内Cd、Cu和Zn含量总体呈上升趋势。蚯蚓对Cd、...     

汾河太原段沉积物中细菌群落的分布特征

分析汾河太原段沉积物细菌群落结构,探讨细菌群落与典型环境因子的相关关系,丰富河流沉积物细菌群落资料,并为汾河太原段生态健康状况评价提供依据。于2020年10月枯水期,在汾河入城口至清徐段布设11个采样断面,采集汾河太原段表层沉积物,共采集到10份样本。采用Illumina高通量测序技术分析沉积物细菌丰度和群落结构,利用主成分分析（PCoA）、冗余分析（RDA）和相关性分析等方法探讨沉积物中细菌群落结构分布特征以及主要影响因素。结果表明,10个断面表层沉积物中5 422个细菌OTUs分属于61门140纲346目580科1 073属。细菌群落结构在断面fh6、fh7、fh8、fh9、fh10、fh11和fh4相似度较高,fh1和fh2断面相似度较高,而fh3断面与其他断面差异显著。除fh3,沉积物细菌优势菌门均为变形杆菌门（Proteobacteria）,次优势菌门为绿弯菌门（Chloroflexi）,优势菌纲为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）。Pearson相关性分析表明,TN、OM和Pb与OTUs、Shannon指数和Simpson指数相关性显著。TN、OM和Pb...     

土壤铅和镉溶出伏安法检测中影响因素及其削弱方法研究进展

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点被广泛应用于检测土壤重金属含量,但在检测土壤重金属时,溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上,从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方面阐述溶出伏安法检测土壤Pb2+和Cd2+为的影响因素,解析各因素的影响机理,归纳影响削弱方法的研究进展。研究结论为：方波脉冲阳极溶出伏安法最常用于检测土壤Pb2+和Cd2+,伏安参数包括脉冲幅值、电压增量和脉冲频率,试验条件包括沉积时间、沉积电压和支持电解质种类及其pH值,土壤成分主要干扰因素包括非目标重金属和有机质。针对伏安参数和试验条件的影响可以设计优化试验有效削弱。针对非目标重金属和有机质的干扰影响,目前研究还没有提出有效的削弱方法。最后,展望了溶出伏安法检测土壤重金属的未来发展方向。     

基于SD-SVD-Burg的玉米叶片铜铅污染甄别与程度诊断

为研究一种快速甄别作物受重金属污染的元素类别和所受污染程度的方法,于2017年设置不同梯度铜(Cu)、铅(Pb)胁迫下的玉米盆栽实验,对玉米的紫谷、绿峰和红边3个光谱特征区间的高光谱数据进行光谱一阶微分和奇异值分解处理,并结合Burg算法绘制功率谱密度曲线,同时利用2014年采集的光谱数据作为验证组检验该模型的稳定性。结果表明:健康玉米叶片与不同浓度Cu、Pb胁迫下玉米叶片光谱信号的功率谱密度曲线的波峰数及波峰坡度均不相同。功率谱曲线平均功率和玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数最高可达0.9958,证明该方法在对玉米进行污染元素种类辨别和污染程度诊断方面具有可行性,不同年份Cu与Pb胁迫下绿峰功率谱曲线平均功率与玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数分别为0.9213和0.9915,进一步验证该算法在玉米Cu、Pb污染诊断方面具有稳定性与普适性。     

巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应

为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力,选取典型镉污染碱性土壤,以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验,研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明：巯基化坡缕石在应用剂量为0.1%~0.3%（m/m）时可以使生育期内青菜地上部镉含量降低81.44%~93.44%,根系镉含量降低68.47%~85.63%,生菜地上部镉含量降低65.11%~92.18%,根系镉含量降低57.77%~91.92%。收获时可食部位镉含量满足国家食品卫生标准限量值要求,在极低的应用剂量下显著的钝化效应是其优势。巯基化坡缕石可使土壤DTPA浸提有效态镉含量降低68.57%~84.10%,钝化过程速度快,5 d左右达到平衡,可以用二级动力学拟合。连续浸提形态分析显示,巯基化坡缕石能够快速减少土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量,并显著提高易还原金属氧化物结合态镉含量,使镉由活泼态向不活泼态转化,从而减少作物吸收累积。巯基化坡缕石同时抑制了青菜和生菜对镉的转运系数和生物累积系数,进一步降低了可食部位镉含量。研究表明巯基化坡缕石是一种在镉污染碱性土壤上具有快速钝化作用和良好应用潜力的高效钝化剂。     

贵州草海表层沉积物重金属污染特征与源解析

为探明草海沉积物中重金属的污染水平和来源,将沉积物重金属与贵州表生沉积物地球化学背景值进行比较,阐述重金属沉积特征,以生物效应浓度为参考,评价重金属对水生生物的危害性;利用主成分分析法（PCA）、正定矩阵因子分析法（PMF）两种模型解析重金属污染源。结果显示,沉积物中只有Cu、Cr平均含量未超过背景值,Cd、Zn、Hg、As、Pb相对背景值的超标率分别为100%、95.23%、92.86%、83.33%、66.67%,Cu、Cr的含量大多低于效应浓度低值（ERL）,部分样本的Cd、Hg、Zn含量大于效应浓度中值（ERM）限值范围;两种模型均识别出4种污染源,分别为地表径流源占13.31%,人为活动源占45.13%,地质背景源占38.32%,大气沉降源占3.24%。研究表明,两种模型解析的污染源均可得到很好的表达,说明沉积物中重金属来源明确,在制定污染防治措施时应重视人为活动的影响。     

东祁连山不同土地利用方式下土壤重金属污染评价

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定,结合青藏高原土壤元素背景值,对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明：7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值,其中Zn和Ni平均含量较高,为196.67 mg·kg^-1和74.28 mg·kg^-1,分别是土壤背景值的3.20和3.00倍,形成了土壤重金属元素的富集现象;内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险系数法分析显示,各类型土地平均内梅罗综合污染指数为2.84,属于中度污染程度,其中农田平均污染指数最大,为3.10,达到了重度污染水平;草地为2.71,湿地最小为2.49,均为中度污染水平。各类型土地的综合潜在生态风险系数为94.31,其中农田类风险系数最高,为101.90,草地类为92.22,湿地为73.29;各类型土壤中Zn元素变异系数最低;Cd元素变异系数最高。     

人工湿地砷污染去除研究进展

砷在环境中普遍存在,因其高毒性,世界卫生组织将砷污染列为重大公共卫生问题。因此,科学家们在不断寻求科学有效的砷污染去除方法。人工湿地砷污染去除系统自上世纪七十年代推出以来,因其环境友好、成本低廉的特性得到蓬勃发展,快速成为绿色环保修复技术之一。人工湿地被认为是理想的砷富集去除场所,其对砷污染的去除方式主要通过植物和微生物相互作用及腐殖酸强化修复来实现。本文通过砷污染治理历史及技术发展、人工湿地的兴起及砷在湿地生态系统中的赋存状态以及人工湿地生态系统砷污染去除三个方面综述了人工湿地砷污染去除的研究进展。通过大量文献综述分析,我们认为在人工湿地砷污染去除的后续研究工作中,应着重研究砷在湿地生态系统中的扩散迁移及演变规律,构建湿地生态系统沉水-浮水-挺水植物立体结构,并不断探索植物-微生物及腐殖酸强化修复对砷污染的协同阻滞及界面作用。     

滇东北铅锌矿区废弃地的自然演替特征研究

为探究矿区废弃地的自然演替特征,于2020年10月对滇东北两铅锌矿区废弃地进行植物群落调查和群落土样采集分析。结果表明:两区均受到较严重的重金属污染,土壤Pb、Mn、Zn、Cu和Cd的含量均超过相关背景值。其中,两区土壤Pb和Zn以及富乐镇矿区土壤Mn和Cd的有效态占比大体上都呈现随演替进行而降低的趋势,富乐镇矿区土壤Cu的有效态占比呈现随演替发生而先增后减的趋势,矿山镇矿区土壤Mn、Cu和Cd的有效态占比在不同演替阶段呈现不规则波动。两区土壤全氮随着演替的发生均呈现先增后减的趋势;两区土壤全磷含量变化趋势不同,矿山镇矿区呈现持续增加,富乐镇矿区则呈现先减后增;两区土壤有机质含量都呈现持续增加的趋势。在矿山镇矿区中,Pb和Zn、Pb和SOM呈极显著正相关性,Pb和TP、Mn和TN、Cd和TN、Zn和SOM、SOM和TN呈显著正相关性,Pb和Cu、Zn和Cu、Cu和SOM、Cu和TP呈显著负相关性。在富乐镇矿区中,Pb和Zn呈极显著正相关性,Zn和Mn、Zn和Cu、Zn和SOM、Pb和TP、SOM和TN呈显著正相关性,Pb和Cu、Zn和Cd、Cu和Cd呈显著负相关性。研究表明,矿区次生演替过程与废弃农田和灾后森林等生境的次生演替过程相似,土壤重金属元素的有效态会随演替发生而降低。研究结果可为矿区废弃地的自然恢复提供参考借鉴。