梅州市五华县石灰岩矿区土壤铅污染现状研究及改良对策

对梅州市五华县几个石灰岩矿区周边土壤中铅含量进行了测定，结果表明，污染土壤的铅含量远远超出了国家土壤环境质量三级标准（对土壤生态环境产生影响的最低浓度值），对生态产生影响。根据内梅罗污染指数评定得出，矿区土壤铅污染达到重污染的程度。提出了减轻铅污染对生态环境危害的控制污染源措施和改良对策。     

离子交换纤维对麦田土壤铅污染的修复效果

为探讨土壤Pb污染的治理方法,通过盆栽试验,比较了离子交换纤维的两种不同放置方式(分层放置与混匀放置)对麦田土壤Pb污染的修复效果。结果表明,在土壤1 000 mg·kg~(-1) Pb污染水平下,Pb污染处理(T1:Pb胁迫;T2:Pb+在土壤中分三层放置纤维;T3:Pb+在土壤中混匀剪碎的纤维)的土壤pH值、总有机碳含量较对照(CK:未添加Pb和离子交换纤维)有所降低。在小麦成熟期,T2、T3处理下土壤和植株各部位的Pb含量均低于T1处理,其中T3处理变化显著;T2、T3处理中纤维吸附的Pb含量则分别达到115.01和128.26 mg·kg~(-1)。T2、T3处理的Pb富集系数低于T1处理及CK。由此说明,离子交换纤维能够有效吸附土壤中的Pb,降低Pb从土壤向植株的转运能力,且离子交换纤维混匀放置方式的修复效果较好。     

铅污染对茶树生育及相关保护酶活性的影响

采用盆栽试验,选取龙井43和浙农117两个茶树品种,进行了铅污染对茶树生育及相关保护酶活性的影响研究。结果表明,在试验处理浓度范围内,铅能促进龙井43的生长;浙农117在160mg／kg铅处理浓度下,初期对生长有促进作用,之后作用消失。浙农117在铅浓度160mg／kg时,净光合速率已受影响;龙井43品种在160mg／kg浓度条件下还会对光合作用起到促进作用,430mg／kg铅处理浓度下对茶树光合作用产生抑制;随着铅污染浓度增加,浙农117的过氧化物酶和超氧歧化酶的活性均升高;龙井43的过氧化物酶活性先升高后降低,而超氧歧化酶的活性增强。     

某废弃铅冶炼企业周边土壤和蔬菜的铅含量及分布特征

为了解并掌握废弃铅冶炼企业对周边环境的影响程度及范围,在湖北某废弃铅冶炼企业周边按照扇形布点法采集表层土壤样品102个、蔬菜样品69个,分别采用石墨炉原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法检测样品铅含量,分析土壤环境和蔬菜样品铅含量的空间分布。结果表明,废弃铅冶炼企业周边土壤铅含量的几何均数为39.8 mg·kg~(-1),高于湖北省土壤背景值(26.7 mg·kg~(-1))。土壤铅的地质累积指数平均值为0.09,其中,36.4%的土壤采样点地质累积指数大于0。距离废弃铅冶炼企业500、1 000 m和1 500 m采样点的地质累积指数平均值分别为2.11、0.61和0.33,而2 000 m及其以外土壤铅的地质累积指数平均值均小于0。白菜、萝卜和葱铅含量的超标率分别为24.0%、36.0%和6.3%,其内梅罗综合指数分别为8.12、4.38和1.26。废弃铅冶炼企业周边土壤和蔬菜在500 m范围内污染最为严重,土壤在500~2 000 m之间呈轻度或中度污染;白菜、萝卜和葱受到铅污染的最大影响距离分别在500~1 000、1 000~1 500 m和500~1 000 m之间,其分别呈现重度、重度和轻度污染,且在企业周边呈现明显的污染和富集特征。     

双孢菇菌糠生物炭吸附Pb2+机制及其环境应用潜力

为了有效去除水体中的重金属Pb~(2+),开发利用菌糠生物炭吸附剂,以双孢菇菌糠(MS)为原料,在350、550、750℃下限氧热解制备生物炭(MS350、MS550、MS750),并利用FTIR、XRD等技术对吸附前后的生物炭样品进行表征;通过批量吸附、定性和定量分析以及萃取实验,研究菌糠生物炭对Pb~(2+)的吸附特性、机理及吸附后样品的稳定性能。结果表明:随着热解温度的升高,样品的产率降低,pH值升高,芳香性增强。准二级动力学方程和Freundlich模型能够较好地符合MS350、MS550的吸附过程,而MS750以准二级动力学和Langmuir模型较好符合。相较于MS350和MS550,MS750吸附性能最好,经Langmuir模型拟合,MS750的最大吸附量为266.23 mg·g-1。溶液pH值影响生物炭的吸附性能,在pH值2.0～7.0的范围内,吸附量随溶液pH值升高而增加。机理分析表明:吸附机理包括矿物沉淀、阳离子交换、含氧官能团络合以及π电子配位;其中,矿物沉淀(CO_3~(2-), SO_4~(2-))是主要的吸附机制,其贡献率随热解温度升高而增加。萃取实验表明:经吸附后,3种生物炭上的Pb~(2+)均以酸溶态铅和非生物利用态铅为主,说明吸附后的铅具有较好稳定性能,两种形态的铅占总吸附量的大小顺序为:MS750(98.65%)MS550(95.91%)MS350(86.51%)。综合分析表明,MS750较其他温度生物炭不仅吸附性能更好,而且吸附后稳定性更强,故在环境应用上具有更大的潜力。     

公路系统沿线作物铅累积状况的研究

为研究株洲地区公路系统汽车尾气排放产生的铅污染对路边作物铅累积状况的影响，以株洲地区周围的三条公路为研究样区，对公路旁农田种植的作物中重金属铅采用原子吸收光谱进行了测定，结果表明，公路系统汽车尾气排放已导致路旁作物茎叶和根部中有一定程度的铅累积，而且全部超过食品卫生标准；公路系统作物铅含量随土壤铅含量的增加而增加，作物地上部分和地下部分对铅的累积状况在车流量不同的地段表现出不同的特征，在高车流量区和中车流量区，作物地上部分累积的铅高于地下部分，而在低车流量区却出现与之相反的特征，作物地下部分累积的铅高于地上部分。     

铅在砂壤水稻土/水稻体系中污染效应及累积规律的研究

通过盆栽试验,研究了吉林省砂壤水稻土中铅地水稻的毒性效应及在土壤／２体系中的残留积累规律。结果表明：土壤中添加铅１８０～７２０ｍｇ／ｋｇ条件下,对水稻生长的毒害作用不大。可使水稻减产２％～１７％。水稻各器官铅累积量随土壤中铅浓度的增加而增加,其分布规律为：根〉〉茎叶〉糙米。以食品卫生标准为依据,计算出砂壤水稻土中铅的全量、提取量毒性临界值分别为２４１ｍｇ／ｋｇ和４９ｍｇ／ｋｇ。     

利用叶片光谱的作物铜铅污染判别

重金属污染种类的判别是作物生长环境监测的重要组成部分。该研究旨在提出一种由叶片光谱构建的铜铅污染判别特征(Copper and Lead Contamination Discriminating Features,CLCDF),以实现作物铜、铅污染判别。以典型作物玉米为试验对象,运用包络线去除与导数处理叶片光谱,基于该研究提出的归一化铜铅污染指数(NormalizedDifference Copper and Lead Contamination Index,NDCLCI)构建叶片CLCDF,在CLCDF分布域内建立判别平面(Discriminating Plane,DP)。依据CLCDF与DP的位置关系,得出直观的污染种类判别规则,并利用判别距离(Discriminating Distance,DD)对判别规则进行量化。基于训练集数据进行试验,提取到189种用于判别铜、铅污染的DP,同时获取了对应的污染种类判别规则,判别正确率为100%。使用验证集数据进行验证,189种DP中的88种判别效果较好,判别正确率为78.22%。该研究结果证明,基于CLCDF的铜铅污染判别方法效果良好且稳定。     

模拟铅胁迫下玉米不同基因型生长与铅积累及各器官间分配规律

我国遭受重金属污染的土地中有87%左右是中轻度污染土壤类型,深入研究不同植物对重金属的吸收和转运积累规律,是科学利用植物和土壤资源的重要基础工作.通过玻璃网室盆栽模拟污染的手段,研究了玉米6种基因型在铅中度污染胁迫(800mg·kg-1)与轻度污染胁迫(400mg·kg-1)下的植株生长、铅吸收积累及其在玉米不同器官间分配的规律.结果表明,不同铅污染胁迫下,玉米不同基因型的生长及铅吸收量达到极显著差异(P＜0.01),铅在不同器官之间的分布形式也存在显著的基因型差异.轻度铅污染胁迫不同程度地促进玉米所有供试基因型的生长,而中度污染胁迫下糯玉米基因型生物量最大.与正常土壤对照条件下的表现相比,不同程度铅污染胁迫下基因型申甜1号的生物量增幅最大,表现出较强的铅耐受能力.不同基因型的玉米体内铅积累量随着污染水平的提高而增加,各器官内铅积累浓度差异规律为根>叶>茎>穗.掖单13号具有较强的铅转运能力(TF=0.662 8),申甜1号的生物富集能力最强(BCF=0.0264),掖单13号和申甜1号均具有较强的铅吸收和积累能力,属于潜在的高积累基因型.但掖单13号根部富集量少而穗部积累多,申甜1号根中铅积累较多而果穗中较少.2个甜玉米基因型果穗内铅积累量较少,其含量符合国家规定的食品生产相应的安全标准.     

微生物对土壤中铅富集作用的研究

用3种不同培养基从铅矿厂周围土壤样品中筛选出了9株对重金属铅离子具有生物富集能力的菌株,其中4株真菌,3株细菌和2株放线菌。将富集能力最强的菌株初步鉴定为青霉属。研究了与土壤共培养条件下,该青霉菌在不同接触时间内对土壤可溶性铅的富集效果。结果表明,在温度为28℃,土壤初始铅离子含量为500 mg/kg时,土壤铅离子浓度随着青霉菌培养时间的延长而降低。在接种青霉菌24 h后,土壤中可溶态铅离子浓度已经显著下降;培养处理72 h后;土壤中可溶态铅离子含量降为121.75 mg/kg,最高富集率达到为96.54%;此后至96 h,可溶态铅离子浓度趋于稳定。因此,用青霉菌富集土壤中铅是有潜在应用价值的。