重金属污染土壤的植物修复研究Ⅰ.金属富集植物Brassica juncea对铜、锌、镉、铅污染的响应

用来修复污染土壤的理想植物应具有高的生物量并能忍耐和积累污染物.印度芥菜(Brassica juncea)能富集多种重金属且生物量较大.本文研究了Zn、Cd、Cu、Pb 4种重金属对印度芥菜生长的影响,特别是重金属对印度芥菜地上部生物量的影响.结果表明,在含Cu 250 mg/kg、Pb 500mg/kg或Zn 500mg/kg的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长.印度芥菜在含Cd 200 mg/kg的土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Cd与中等浓度的Zn、Cu、Pb共存时毒害更为严重.这种植物适合Cu、Zn、Pb中等污染土壤的修复.     

水稻生产改为蔬菜或葡萄栽培对土壤养分的影响研究——以浙江富阳为例

以浙江杭州郊区为例,研究了土地利用方式变化对土壤养分的影响,以期对土地利用方式的选择提供借鉴。选取当地3种典型的土地利用方式变化类型,调查由传统水稻生产改为种植高经济收益的芦笋、葡萄或芥菜后不同年限对土壤养分变化的影响。结果表明,水稻田改种芦笋后,除铵态氮以外,土壤表层中的其他养分（有机碳、全氮、全磷、全钾、硝态氮、有效磷、速效钾）浓度均显著提高（P〈0．05）;全氮、全钾以及硝态氮的增幅延续到剖面深层。其他两种类型的土地利用方式变化也有相似规律,其中有效态养分增幅更为明显。土地利用方式变化对养分分布也有一定的影响,水稻田改种芦笋后全氮和全钾的浓度增加最为显著,而改种葡萄后变化最大的养分是速效钾,改种芥菜后土壤硝态氮上升更显著。因此,水稻田转变成种植其他经济作物会引起土壤表层乃至剖面深层养分浓度的增加,可能造成农业面源污染,易引起养分流失和导致水体富营养化。     

商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)的锰耐性和超积累

超积累植物的确证对成功实施重金属污染环境植物修复是必不可少的。通过野外调查和营养液培养试验 ,研究超积累植物商陆 (PhytolaccaacinosaRoxb )的锰富集特性 ,结果表明 ,商陆对生长介质中的Mn具有很强的耐性和累积能力。商陆在锰含量高达 114× 10 3 mgkg-1的尾矿废弃地上依然生长良好 ,叶锰含量最高达 19 3× 10 3 mgkg-1。温室培养条件下 ,当生长介质中Mn浓度为 8 0 0 0mmolL-1时 ,虽然其生物量与对照相比有所降低 ,但植株仍能生长。随着生长介质中Mn浓度的升高 ,商陆叶和茎的Mn含量逐渐增加 ,生物富集系数则逐渐降低 ,但是地上部分锰积累量则先增加后减少。当Mn浓度为 5 0 0 0mmolL-1时 ,商陆地上部分锰积累量达到最大值 2 5 8 2mgplant-1;当Mn浓度为 12 0 0 0mmolL-1时 ,商陆仍能完成整个生命周期 ,叶锰含量达到最大值 36 4× 10 3 mgkg-1,生物富集系数为 5 5。不同锰供应水平下 ,商陆吸收的锰有87%～ 95 %被转移到地上部分。这进一步验证商陆的锰超积累特性 ,为利用超积累植物对大面积污染土壤实施植物修复提供了有力证据 ,对锰污染土壤和水体实施植物修复具有很大的应用前景     

南京典型设施菜地有机肥和土壤中四环素类抗生素的污染特征调查

在南京市范围内采集谷里村、锁石村和东庐村3个地区的典型设施菜地有机肥及土壤样品,并利用超声波提取,固相萃取-高效液相色谱-串联质谱分析的方法测定了其中的四环素、土霉素、金霉素和强力霉素等4环素类抗生素。结果表明,采集的有机肥和土壤样品中四环素类抗生素均被检测出,其浓度以土霉素为最高,四环素和强力霉素其次,金霉素浓度较低。在调查的3个地区中,谷里村的有机肥中四环素类抗生素浓度最高,锁石村其次,东庐村则相对较低,各地区抗生素总量范围分别在126~8 071、266~3 326和339~373μg/kg,平均浓度分别为2 152、1 188和356μg/kg;不同种类的有机肥中抗生素的浓度差异很大,其中人畜粪便的抗生素总量为371~7 820μg/kg;而对3个地区土壤中四环素类抗生素浓度的分析结果表明,谷里村仍为最高,总量范围为18.4~483μg/kg。由此可见,施用含有四环素类抗生素的有机肥已对土壤环境造成一定的威胁,有机肥农用的潜在问题应当引起关注。     

不同性质铁铝土对砷酸根吸附特性的比较研究

采用批平衡法研究了8种不同性质铁铝土对砷酸根的吸附特性,分别运用Langmuir单表面方程和Langmuir双表面方程对等温吸附数据进行拟合,以较优拟合方程求出土壤对砷的最大吸附量,并采用简单线性相关分析法探讨土壤性质对砷吸附能力的影响。结果显示,铁铝土对砷吸附强烈,吸附等温线均为非线性。双表面方程对吸附等温线的拟合效果优于单表面方程。采用双表面方程预测的吸附量和实测值的决定系数(0.935～0.978)大于采用单表面方程预测获得的决定系数(0.989～0.998)。土壤的砷吸附能力可采用高能表面和低能表面两种吸附位点进行解释。采集于云南昆明的砂页岩母质发育的红壤具有最强的砷吸附能力,根据Langmuir双表面方程计算的最大吸附量为3 498 mg kg-1。土壤的砷吸附能力受到土壤中游离氧化铁、全铝、全铁、黏粒和全磷含量的显著影响,最大吸附量与这几种土壤组成与性质因子呈显著正相关关系。     

不同生境下锌镉在伴矿景天不同叶龄叶中的富集与分布特征

田间试验、温室盆栽和生长室水培试验研究了Zn和Cd超富集植物伴矿景天不同叶龄叶片的Zn、Cd富集和分布特征。结果显示,田间条件下伴矿景天新叶中Cd浓度高于成熟叶、但新叶中Zn浓度低于成熟叶。温室盆栽试验发现,连续种植伴矿景天,第4季时低污染土壤（S1）上新叶中Zn浓度低于成熟叶,但高污染土壤（S4）上新叶中Zn浓度高于成熟叶;而到了第6季,S1、S4上新叶中Zn浓度均低于成熟叶,且在S1上两者达到显著水平;第4和第6季,伴矿景天新叶中Cd浓度始终高于成熟叶（除S1成熟叶中Cd浓度略高于新叶外）。水培试验结果发现,无论在高Zn（600 mmol/L）、高Cd（100 mmol/L）,还是低Zn（10 mmol/L）、低Cd（1 mmol/L）处理,新叶中Zn、Cd浓度均高于成熟叶;而且随着处理时间的延长,新叶和成熟叶中Zn、Cd浓度均明显上升。水培条件下,新叶和成熟叶中Zn最高分别为43 107、33 774 mg/kg（以干重计）（600 mmol/L,处理56 天）;新叶和成熟叶中Cd的最高浓度分别为15 057、9 060 mg/kg（以干重计）（100 mmol/L Cd,处理56 天）。这些结果表明,Zn、Cd在伴矿景天新叶和成熟叶中富集和分布与其生长介质中Zn、Cd的浓度尤其是有效态浓度、处理时间及植物所处的生长阶段等有关,同时也表明Zn、Cd优先分布于新叶可能与伴矿景天超富集Zn、Cd的机制有关。     

石油污染土壤的生态风险评价和生物修复 Ⅳ.油泥的预制床修复及其微生物群落变化

通过添加有机肥、调理剂、接种烃降解菌以及搭建温室等方式对某油田的含油污泥进行了大规模的预制床生物修复。结果表明,经过230d的修复,不同修复处理油泥中的油和脂含量降低了27.5%～46.3%,其中处理RCPG(有机肥+调理剂+接种烃降解菌+温室)的修复效率最高,而在对照中仅为15.1%。经统计分析,在所有处理措施中添加有机肥、调理剂以及搭建温室对修复效率具有显著影响(p0.05),而投加菌剂效果不显著。生物修复措施在降低油泥中污染物含量的同时也改善了油泥的理化性质,使氮、磷等营养物含量及田间持水率显著升高。同时结果还表明,所有修复处理油泥中的烃降解菌数量、微生物活性与多样性与对照相比均有极显著增加(p0.01)。     

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究Ⅴ.废旧电子产品拆解场周边农田土壤含氯有机污染物残留特征

对长江三角洲地区某废旧电容器拆解场地周边农田基本保护区表层水稻土中含氯有机化合物的组成及含量进行初步研究。结果表明,供试土壤中20种PCBs总含量在84.19~377.4μg kg-1之间,平均含量为204.8μg kg-1,其中二氯、三氯、四氯代同系物总和占总PCBs的73.7%~96.2%,存在着PCBs的外源输入。HCH的总含量为10.61~33.11μg kg-1,DDT总含量为11.36~33.28μg kg-1,残留水平较低,但β-HCH、γ-HCH、∑HCH和∑DDT的平均含量均高于荷兰土壤标准的目标值。此外,DDT与土壤有机碳呈显著负相关,而其他含氯有机化合物的含量并未呈现出与土壤有机碳的相关性。     

施用EDDS对海州香薷铜锌吸收的强化作用及淋溶风险

通过田间盆栽试验，研究了加入易降解螯合剂EDDS后污染土壤及修复植物海州香薷地上部Cu和Zn含量的变化，及地下50cm处渗滤水中Cu、Zn浓度。结果显示，添加EDDS提高了海州香薷对Cu和Zn的吸收量，同时增加了50cm土层处渗滤液的Cu和Zn浓度，但是渗滤液中重金属浓度仍低于国家Ⅲ类地下水水质标准，表明EDDS对于海州香薷吸收铜、锌有一定的促进作用，且对于地下水的潜在淋滤风险较小。     

氮肥形态对伴矿景天生长和锌镉吸收性的影响研究

以锌镉超积累植物伴矿景天为供试植物,采用单边根袋法盆栽试验研究了铵态氮肥和硝态氮肥施用对植物根际和非根际土壤中Zn、Cd的化学行为,以及伴矿景天生物量和Zn、Cd吸收性的影响。结果表明,施用硝态氮肥更能提高根际土壤Zn和Cd的生物有效性,显著增大植物体内Zn和Cd浓度(P0.05),增率分别为38.2%和110%,但施用铵态氮肥更有利于促进伴矿景天的生长,增率为49.4%;氮肥形态对伴矿景天生物量的影响显著大于对植物地上部Zn、Cd浓度的效应,施用铵态氮肥显著提高Zn和Cd总吸收量,增率分别为53.3%和123%,施用硝态氮肥对其则无显著影响。施用铵态氮肥较硝态氮肥更能提高伴矿景天的污染土壤Zn、Cd吸取修复效率。