尾矿废水对河流沉积物和稻田土壤细菌多样性的影响

采用PCR-DGGE以及分子克隆技术,探讨富含重金属的尾矿废水污染条件下稻田土壤以及河流沉积物中细菌群落结构和多样性变化情况.结果表明,铜尾矿库废水导致了河流沉积物(H1～H6)和稻田土壤(D5)的Fe、As、Cu、Pb和zn污染,其含量远高于未受铜尾矿废水污染的稻田土壤(D1～D4),且As、Fe、Cu的含量显著影响...     

辐射污染区土壤中耐重金属细菌的分离及其多样性

从新疆辐射污染区采集的40份土样中,通过重金属离子压力富集筛选,获得46株细菌。通过序列比对、聚类分析,确定46株菌中16株为芽孢杆菌属(Bacillus),13株类芽孢杆菌属(Paneibacillus),1株欧文菌属(Erwinia),10株假单孢菌属(Pseudomonas),1株不动杆菌属(Acinetobacter),1株克氏菌属(Kocuria),1株泛菌属(Pantoea),1株沙雷氏菌属(Serrolia),2株链霉菌属(Streptomyces)。通过进一步的重金属耐性分析,结果显示菌株对5种重金属离子的耐受程度总体呈现Pb2+>Zn2+>Co2+>Hg2+>Cu2+的趋势,其中对Pb2+的最大耐受性可达2 100 mg/L,对Zn2+的最大耐受性可达1 200 mg/L,对Co2+的最大耐受性可达1 000 mg/L,对Hg2+的最大耐受性可达500 mg/L,对Cu2+的最大耐受性可达450 mg/L。表明干旱荒漠土壤中具有较丰富的耐重金属细菌属种多样性,为耐辐射微生物在重金属污染治理方面的应用提供理论依据。     

水田土壤细菌群落对不同重金属污染水平的响应分析——以A县为例

重金属污染问题长期存在于土壤环境中,并对土壤细菌群落结构造成了较大影响,从而引起了广泛的研究.本文选取水田土壤为测试样本,通过高通量测序技术和土壤性质化验对样本进行处理,采用Spearman相关性分析等统计分析方法对不同重金属污染水平下的水田土壤细菌群落进行结构和多样性分析.结果显示,研究区内土壤样点的重金属污染水平可被划分为4个等级,其中,轻度重金属污染水平(LL)区域土壤细菌群落的多样性指数总体上显著低于其他区域,即轻度污染的环境将降低该区域的细菌群落多样性.Nitrospira和Candidatus_Solibacter等菌属在重度重金属污染水平(SL)区域中显示出较强的重金属耐受性.Proteobacteria、Firmicutes和Gemmatimonadetes等菌门在不同等级重金属污染水平区域中表现出一定的耐受性.此外,土壤含水量(SWC)、酸碱度(pH)、速效磷(AP)、有效钾(AK)、总氮(TN)、有机质(OM)、铜(Cu)、铅(Pb)、砷(As)和锌(Zn)等土壤环境因子与细菌群落结构存在显著相关性(p0.05).因此,应该尽快开发利用这些具有重金属耐性和生物修复功能的微生物,为粮食作物的健康生长提供适宜的土壤环境.     

3种工业有机废弃物对铅锌尾矿生物化学性质及植物生长的影响

开展野外田间试验,在铅锌尾矿中添加3种工业有机废物(酒糟、中药渣、蘑菇渣)作为改良剂,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿的改良效果.结果表明:①添加酒糟、中药渣、蘑菇渣处理后尾矿中DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别降低了24.2%~27.3%、45.7%~48.3%、18.0%~20.9%和10.1%~14.2%;有机质、铵态氮、有效磷含量分别增加了2.27~2.32倍、12.4~12.8倍和4.04~4.74倍;土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶活性分别提高了5.51~6.37倍、1.72~1.96倍、6.32~6.62倍和2.35~2.62倍.②添加酒糟、中药渣、蘑菇渣促进了植物种子萌发和种苗生长,植被盖度分别到达了84%、79%和86%;其中,黑麦草的生物量增加了4.2~5.6倍,狗牙根的生物量增加了15.7~17.3倍;黑麦草和狗牙根地上部分重金属含量均显著降低.③植被盖度、生物量与尾矿基质营养元素和土壤酶活性呈极显著正相关,与尾矿重金属有效态含量呈极显著负相关;植物地上部分重金属含量与尾矿基质营养元素、土壤酶活性呈极显著负相关,与尾矿基质重金属有效态含量呈极显著正相关.综合分析表明,可以将酒糟、中药渣、蘑菇渣作为改良剂用于铅锌尾矿废弃地的生态恢复.     

转Bt基因克螟稻秸杆对淹水土壤细菌群落的影响

在实验室条件下通过秸杆还土试验比较了克螟稻Bt基因表达最高期秸杆和同一时期亲本稻秸杆的添加对淹水土壤可培养厌氧细菌数量和细菌群落组成的影响 .结果表明 ,与亲本对照相比 ,培养初期克螟稻秸杆的添加对淹水土壤厌氧发酵性细菌、产氢产乙酸细菌、反硝化细菌和产甲烷细菌的数量产生了显著性影响 ,但培养后期这种显著性差异基本消失 .PCR 变性梯度凝胶电泳 (DGGE)指纹图谱和主成份分析 (PCA)结果表明 ,两种秸杆处理土壤细菌群落组成在培养的第 3周和第 5周达到显著性差异 ,随着培养时间的延伸 ,两种秸杆处理土壤间细菌群落组成的差异逐渐减小 .到培养的第 1 1周 ,两种秸杆处理土壤间细菌群落组成的差异基本消失 .尽管如此 ,在培养的整个过程中 ,秸杆处理土壤中可培养厌氧性细菌数量和土壤细菌群落的组成均与纯土对照存在显著性差异 .试验结果表明 ,在实验室培养的条件下 ,没有观察到转Bt基因克螟稻秸杆对淹水土壤微生物明显的长期负面影响     

施加污泥对铅锌尾矿中重金属稳定效果研究

铅锌尾矿极端贫瘠且通常含有较高的有毒重金属,难以进行生态修复。该研究以剩余污泥作为改良剂施加于铅锌尾矿中,通过室内动态平衡实验,研究污泥在4种不同施加剂量(0.5%、1%、2%、5%)条件下,在不同时期对铅锌尾矿中重金属有效性的影响情况。结果表明,剩余污泥施加剂量为5%时能够明显降低尾矿中Pb、Zn、Cu、Cd有效态浓度,施加剂量为2%时可明显减低Zn、Cd有效态浓度。剩余污泥能显著增加尾矿中速效氮及速效钾含量。结果表明,剩余污泥有助于降低铅锌尾矿中重金属有效性;相对于0.5%、1%和2%的施加剂量,剩余污泥用量为5%时对尾矿重金属的稳定效果较好。     

辽宁某冶炼厂重金属污染对土壤中微生物的有效性影响

对某铜锌冶炼厂周边土壤微生物区系和土壤抗性细菌数进行了实验分析。结果表明,在冶炼厂周边土壤几种重金属含量与对照区土壤相比明显的增加。冶炼厂周边土壤中,土壤微生物的总数下降,土壤微生物各主要生理类群数量明显减少。抗性实验结果表明:由于土壤长期受重金属污染影响,土壤中细菌抗重金属水平提高,耐性菌种多。     

铅锌银尾矿污染区土壤酶活性研究

对浙江省天台铅锌银尾矿污染区土壤酶活性进行了测定.结果表明,污染区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低,其中脱氢酶和脲酶活性下降最明显.多元回归模型显著性检验表明,单一脱氢酶活性与矿区土壤重金属复合元素含量之间呈极显著相关,而单一脲酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性与重金属复合元素含量呈显著相关.主成分分析结果显示,尾矿污染土壤的酶信息系统的第1、2主成分方差贡献率之和达98.06%,以第1、2主成分建立了2个土壤酶活性的综合指标(即总体酶活性),依据总体酶活性对各供试样本进行空间分类,其结果与以重金属含量为依据的划分结果基本上相吻合.可见,采用酶活性构筑的土壤信息系统的总体酶活性,表征矿区土壤的重金属污染状况是可行的.     

重金属污染农田生菜根际重金属固定细菌群落组成及其阻控效应

为了了解高含量重金属对蔬菜根际土壤可培养细菌和重金属固定细菌群落的影响,发掘其中的微生物资源,从河南省新乡市郊区采集一份高含量重金属污染(HY)和一份低含量重金属污染(DK)意大利生菜根际土壤,通过可培养分离技术和溶液吸附实验比较其重金属固定细菌的群落差异,通过水培实验研究功能菌株对生菜生长和富集Cd和Pb的影响.从HY和DK样品中各分离出400株细菌:HY样品中的400株细菌隶属于3门14属,其中β-Proteobacteria是优势门,而DK样品中的400株细菌隶属于4门30属,Firmicutes是优势门.HY样品中的400株细菌中有146株细菌对Cd和Pb的吸附率均大于80%,Brevundimonas、Serratia、Arthrobacter和Pseudarthrobacter为主要的属.而DK样品中的400株细菌中有44株细菌对Cd和Pb的吸附率均大于80%,Bacillus为主要的属.与不接菌对照相比,重金属固定细菌Serratia liquefaciens HY-22、Bacillus thuringensis HY-53和Acinetobacter lwoffii HY-157均能显著提高意大利生菜和花叶生菜根部(7. 5%～77. 6%)和地上部(15. 4%～67. 2%)干重,降低意大利生菜根部和地上部Cd(38. 7%～66. 6%)和Pb(34. 7%～62. 5%)的含量,此外Bacillus thuringensis HY-53能够使意大利生菜和花叶生菜新鲜叶片中Cd和Pb的含量达到食品安全国家标准.研究结果为Cd和Pb污染农田的修复和农作物的安全生产提供菌种资源和理论依据.     

典型煤炭产业园区土壤重金属污染对细菌群落结构的影响

煤炭产业活动可导致一定程度的土壤重金属污染,进而影响土壤微生物群落的正常组成区系.选取山西省襄垣县典型煤炭产业园区土壤为研究对象,系统解析4种不同类型企业(采煤厂、选煤厂、化工厂和燃煤电厂)和2种对照样地(村庄、公园)周边土壤的基本理化性质、重金属含量和酶活性的差异特征,基于高通量测序技术识别土壤细菌群落的结构,采用相关分析和冗余分析探究土壤细菌群落结构与环境因子之间的关系.结果表明,研究区土壤均为碱性,Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Pb和Hg等8种重金属的含量均高于山西省土壤元素背景值,其中As、 Cd和Pb的超标倍数较高,但均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)的风险筛选值.不同样地土壤纤维素酶和碱性磷酸酶活性存在显著差异(P<0.05),它们分别在化工厂和公园土壤中活性最高.研究区土壤细菌群落的优势菌群为放线菌门(Actinobacteria),在化工厂周边土壤中相对丰度最大;其次为变形菌门(Proteobacteria).Cd、总碳、总氮和碱性磷酸酶活性是影响土壤细菌群落的显著环境因子,且主要影响着酸杆菌...     

铅锌尾矿重金属渗漏污染土壤和地下水的电动修复技术研究

随着生产的发展,中国地下水重金属污染问题日益严重,特别是尾矿重金属渗漏污染地下水尤引人注目,地下水和土壤相互作用,导致重金属离子发生迁移和再分配。电动修复技术作为一种新兴绿色技术,因其高效、节能、成本低、无二次污染,具有很好发展前景。本文对土壤和地下水重金属污染电动修复技术的原理、实际研究应用、技术优势及缺点进行论述,为进一步研究铅锌尾矿重金属渗漏污染地下水电动修复技术提供理论依据。     

贵州省典型铅锌矿区土壤重金属污染特征及来源解析

以贵州省丹寨县兴仁镇某典型铅锌矿区为研究对象,测试了土壤中Pb、Zn、Mn、Cu、Cd、Hg、As的含量,分析其空间分布特征,应用内梅罗综合污染指数法（P_N）和地累积指数法（I_geo）开展生态风险评价,并用主成分分析法（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）对土壤重金属来源进行解析。结果表明,研究区土壤中Pb、Zn、Mn、Cu、Cd、Hg和As的平均含量分别是贵州省土壤重金属元素背景值的0.69、1.51、0.89、0.99、0.21、15.36、0.36倍,其中,Cu平均含量与背景值接近,Zn、Hg平均含量均超过背景值,存在不同程度的富集。Pb、Zn、Mn和Cd在尾矿堆积区含量较高,Cu、Hg和As含量较高的区域分别为尾矿堆积区下游村寨、尾矿堆积区农田和尾矿河流区下游河流分支口。Pb、Zn、Cd、Hg和As为强变异（CV>0.30）,空间异质性强,可能受人为来源控制。内梅罗综合污染指数法和地累积指数法评价发现,研究区土壤Hg处于较高生态风险等级偏重污染水平（P_N>3）,是生态风险的主要贡献因子。相关性分析表明,铅锌矿区土壤存在一定程度的Pb、Zn、Cd复合污染。PCA与PMF源解析显示研究区土壤重金属受矿业污染源、工农业污染源和自然源的共同影响。     

内蒙古包头铁矿区土壤重金属污染特征及其评价

对位于内蒙古草原生态系统的包头尾矿库区和白云鄂博铁矿开采区土壤中重金属的污染状况进行了调查研究,旨在为治理草原矿区的土壤重金属污染提供理论依据.结果表明,包头尾矿库区周围不同方向的土壤都受到了重金属Pb、Cu、Zn和Mn的污染,单项污染指数法评价表明各重金属污染程度为Mn〉Zn〉Pb〉Cu;内梅罗综合污染指数法评价表明...     

金属尾矿废弃地植物稳定技术研究进展

尾矿库是维持矿山正常生产的必要设施,但也是矿山的重大危险源。废弃尾矿库是金属矿山最常见、最难恢复的矿业废弃地,含有大量的有毒有害物质,危及人类健康,采取经济有效的金属尾矿废弃地稳定技术已势在必行,然而传统的物理化学方法存在潜在的环境风险。植物稳定技术利用耐性植物的机械固定作用减轻风蚀和水蚀以及根系吸附和根际沉淀实现尾矿的长期稳定,降低重金属的生物有效性,是一种比较有前景的环境友好技术。文章在概述金属尾矿废弃地环境特征的基础上,对传统金属尾矿稳定技术的各种方法进行了述评,并对金属尾矿废弃地植物稳定技术国内外研究进展进行分析,提出植物稳定技术研究发展的方向。     

贵州铅锌矿区土壤和作物重金属生态风险与迁移特征

土壤中积累高含量的重金属对生态环境和人体健康存在潜在风险.以贵州省某铅锌矿区农田土壤和作物为研究对象,运用GIS空间制图分析了重金属的分布与来源,采用潜在生态风险指数(RI)评价了重金属的潜在生态风险,利用美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估方法量化了居民暴露于铅锌矿周围土壤重金属的健康风险.结果表明,土壤中ω(As)、ω(Cd)、ω(Cr)、ω(Cu)、ω(Hg)、ω(Ni)、ω(Pb)和ω(Zn)平均值分别为：58、7.9、175、64、0.461、65、1 539和2 513 mg·kg^-1,均显著高于贵州省表层土壤元素背景值.土壤As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn含量在空间分布上极不均匀,其受到了强烈的铅锌矿冶炼等人为扰动.RI评价显示,土壤重金属存在极强、较强等级为主的综合潜在生态风险,Cd为主要的生态风险因子. 22%和10%的玉米籽实样品中Pb和As分别超过了食品安全国家标准中的重金属污染阈值.人体健康风险评价显示,暴露于土壤重金属对成人和儿童存在非致癌健康风险,对儿童存在一定的致癌健康风险.土壤pH值是影响Cd生物有效性和土壤-作物系统C...     

南京市铅锌矿采矿场土壤重金属污染评价及优势植物重金属富集特征

为了筛选可用于修复土壤重金属污染的植物材料,测定了南京市某铅锌矿采矿场土壤及样地内14种优势植物中Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn的含量,并分析了采矿场土壤重金属的污染状况和14种植物对这6种重金属元素的富集和转运能力.结果表明,矿区土壤中Cd、Mn、Zn、Pb的污染最为严重,单因子污染指数分别达到了45.71、11.68、10.40和4.46;样地的内梅罗综合污染指数为33.45,也达到重度污染级别.尽管各种重金属的含量不同,14种优势植物均表现出了较强的重金属耐受能力,其中井栏边草(Pteris multifida)和络石(Trachelospermum jasminoides)对6种重金属均表现出很高的富集能力.所有植物体内Zn含量均超出了正常范围,但仅马唐(Digitaria sanguinalis)对Zn的生物富集系数大于1,其他植物的重金属生物富集系数均小于1.14种植物对重金属的生物转移系数较高,其中菊芋(Helianthus tuberosus)和野菊(Dendranthema indicum)对6种重金属的生物转移系数均大于1.根据植物对重金属的吸收机制,可将14种植物分为3类:富集型植物,如菊芋(H.tuberosus)、野菊(D.indicum)、垂序商陆(Phytolacca americana)、爵床(Justicia procumbens)、马唐(D.sanguinalis)、山莴苣(Sonchus brachyotus)、龙葵(Solanum nigrum)和狗尾草(Setaria viridis);根部囤积型植物,如井栏边草(P.multifida)和络石(T.jasminoides);规避型植物,如一枝黄花(Solidago decurrens)、蛇莓(Duchesnea indica)、青绿苔草(Carex breviculmis)和贯众(Cyrtomium fortunei).     

广西环江铅锌矿尾砂坝坍塌对农田土壤的污染及其特征

广西环江县因铅锌金属矿区尾砂坝坍塌导致大面积农田污染甚至绝收.为此,对矿区下游污染区和非污染区的农田土壤、尾砂和河流沉积物进行了系统调查和研究.调查结果表明,农田遭受As、Pb、Zn和cd污染,土壤酸化严重,pH值最低至2.5,全硫含量高达2.29%.X-衍射鉴定结果表明,受污染土壤中存在大量硫铁矿,这是导致土壤酸化的主要物质.由于强酸性淋溶作用的影响,污染农田中La、Ce和Nd等稀土元素发生明显的向下淋溶现象,导致表层土壤La、Ce和Nd元素含量明显低于未污染农田.从土壤剖面分布来看,污染点的土壤中As、Pb和Zn仍主要集中分布在表层0～30 cm范围,发生土壤酸化现象的土层深度仍局限于0～70 cm范围.     

Bacterial diversity in soils around a lead and zinc mine

Five samples of soil collected from a lead and zinc mine were used to assess the effect of combined contamination of heavy metals on soil bacterial communities using a polyphasic approach including characterization of isolates by culture method, community level catabolic profiling in BIOLOG GN microplates, and genetic community fingerprinting by denaturing gradient gel electrophoresis of 16S rDNA fragments amplified by PCR from community DNA （PCR-DGGE）. The structure of the bacterial community was affected to a certain extent by heavy metals. The PCR-DGGE analysis of 16S rRNA genes showed that there were significant differences in the structure of the microbial community among the soil samples, which were related to the contamination levels. The number of bacteria and the number of denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） bands in the soils increased with increasing distance from the lead and zinc mine tailing, whereas the concentration of lead （Pb） and cadmium （Cd） was decreased. Heavily polluted soils could be characterized by a community that differs from those of lightly polluted soils in richness and structure of dominating bacterial populations. The clustering analysis of the DGGE profiles showed that the bacteria in all the five samples of soil belonged to three clusters. The data from the BIOLOG analysis also showed the same result. This study showed that heavy metal contamination decreased both the biomass and diversity of the bacterial community in soil.     

铅锌矿区土壤中有效态重金属的稳定化研究

为研究铅锌矿区土壤中重金属的稳定化方案,实地采集了四川省攀枝花市米易县某铅锌矿区污染土壤,采用稻壳、秸秆-木材和动物粪便3种不同来源的生物炭对土壤中弱酸提取态Pb、Zn、Cd、Cu和水溶态Zn进行了静态实验,并在此基础上选择动物粪便炭添加到污染土壤中进行了35 d的培育实验。结果表明:动物粪便炭对矿区污染土壤中弱酸提取态Zn、Cd、Pb、Cu稳定化性能最好,去除率分别为13.16%、15.68%、96.33%、65.39%,3种来源生物炭对水溶态Zn去除率均>90%;培育实验中施用30%动物粪便炭的土壤中弱酸提取态Pb降低了97.36%,水溶性Zn也得到了有效降低。因此动物粪便炭的施加可降低矿区污染土壤中重金属的迁移能力,对于铅锌矿区土壤重金属污染的防范与治理提供了参考。     

环江尾砂库溃坝影响区农田土壤和蔬菜中重金属含量测定与健康风险评价

为了解广西大环江上游尾砂库溃坝对下游农田土壤和蔬菜中重金属含量的影响,本研究采集了104个蔬菜样品,74个蔬菜样品对应的土壤样品和13个背景土壤样品,分析其砷、铅、镉的含量特征,评估通过食用蔬菜途径摄入重金属的人体健康风险。结果表明,被淹土壤中的砷、铅、镉含量均值分别为46.72,442.6,1.760 mg/kg,未淹土壤分别为24.06,56.89,0.490 mg/kg,被淹土壤重金属含量显著高于未淹土壤。现场采集蔬菜与市场采购蔬菜中铅、镉含量差异显著;被淹土壤与未淹土壤种植的蔬菜铅含量差异显著。溃坝影响区居民中成人食用蔬菜而摄入砷、铅和镉的目标危险系数值(THQ)分别为0.029、0.190、0.120,儿童分别为0.044、0.290、0.183,危害系数均低于安全阈值。若考虑到当地生产的大米等其他食品的贡献,通过全膳食途径摄入的铅对溃坝居民存在健康风险。