有机物料添加对植物修复铬污染土壤的影响

为探讨有机物料添加对植物修复铬污染耕地土壤的强化效果,在联栋温室中进行室内培养试验和盆栽试验,利用Tessier连续提取法对添加牛粪、羊粪和玉米秸秆后的土壤中铬形态分布进行分析.通过S-N-K法、Pearson相关分析等研究添加有机物料后,紫羊茅和羽衣甘蓝对修复土壤的铬富集系数及铬去除率的影响,并探讨其与铬形态间的相互关系.结果表明,添加牛粪或羊粪的土壤中交换态铬分别比空白处理增加1.30％和0.98％.添加牛粪可显著提高紫羊茅和羽衣甘蓝的根干重和茎叶干重,添加羊粪或玉米秸秆仅可显著提高富集植物的茎叶干重,对根干重无显著影响.添加羊粪或牛粪处理的紫羊茅和羽衣甘蓝,修复土壤的铬富集系数均显著高于空白处理.添加玉米秸秆紫羊茅修复土壤的铬富集系数显著高于空白处理,羽衣甘蓝修复土壤的铬富集系数与空白处理无显著差异.3种有机物料的添加均能增强羽衣甘蓝和紫羊茅对铬污染土壤的修复效果,其中添加牛粪诱导强化羽衣甘蓝修复铬污染土壤的效果最佳,对土壤中铬的去除率达到19.62％.紫羊茅和羽衣甘蓝修复土壤的铬富集系数及铬去除率均与土壤交换态铬显著正相关,与碳酸盐结合态铬比例呈极显著负相关.有机物料,尤其是养殖废弃物的添加,能有效提高土壤中可交换态铬比例,进而提高植物修复铬污染土壤的效率.     

土壤重金属污染及生物修复研究进展

土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集,一直备受国内外学者关注.研究土壤重金属污染规律,积极探索更有效、经济的污染修复新技术具有重要意义.对土壤重金属污染的来源、赋存形态和迁移规律进行了综述.土壤重金属污染主要来源于工业、农业、交通和能源消费;土壤中重金属的赋存形态可分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态6种;土壤胶体的吸附作用、土壤中重金属与腐殖质的反应、土壤Eh值、土壤的pH值和土壤中的生物转化作用都对重金属的迁移转化有一定的影响.探讨了土壤重金属污染的修复技术,侧重讨论当前研究较多的生物修复,包括植物修复、微生物修复、植物-微生物和动物的协同修复.提出了研究中存在的问题及研究方向.     

三种富集植物对广西兴源铅锌矿区周边Cd污染农田土壤修复性能研究

选择少花龙葵、商陆和青葙三种富集植物,以实际的镉污染农田土壤为修复对象,进行室内盆栽试验,比较了三种植物对土壤镉的吸收和积累特征,评价了三种植物对研究区镉污染土壤的修复性能。结果表明,少花龙葵、商陆和青葙地上部分对Cd的富集系数分别达到5.84、6.46和5.84。三种植物地上部分的Cd含量在35.45 mg/kg到35.47mg/kg之间,在土壤环境条件相似的情况下,其远低于土壤Cd含量相当的人工配土实验。若对研究区Cd污染农田土壤的修复达到GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中的三级标准,直接种植这些富集植物需要数十年时间。这表明真实污染土壤中Cd的生物有效性较人工模拟污染土壤的Cd生物有效性低得多。对于研究区这种重度污染的土壤,直接种植镉富集植物以达到修复效果的意义较小。因此,必需采取强化措施提高植物修复的效率。     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

钼矿尾矿区蔬菜地土壤中重金属含量分析与生态风险预警评估

研究钼矿尾矿区周边菜地土壤的重金属污染现状及生态风险.选取20个钼矿尾矿区周边受污染菜地的土壤样本,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定土壤样品中Mo、Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量并分析其存在形态,进行生态风险预警评估.结果表明,土壤中重金属含量的分布为残余态>有机结合态>氧化结合态>酸可提取态(Pb、Zn氧化结合态>有机结合态,Hg有机结合态=酸可提取态>氧化结合态);菜地土壤的生态风险指数,IEH=80.62,其预警类型为重警;主要重金属污染为Cd、Hg、Cr污染并伴有Zn、Ni、Cu污染;Hg的酸可提取态所占比例较大,可能影响农作物的正常生长;重金属污染可能来自尾矿石中重金属的释放,并与污灌及化学农药的使用有一定关系.研究为清除或减轻土壤重金属污染、修复和改良已污染土壤提供参考依据.     

砷矿区植物对重金属的吸收和富集特征

通过野外调查研究了云南楚雄雨露砷矿区采矿、冶炼废弃地生长的16种优势植物的生长状态及其对应根区土壤的基本理化性质.结果表明,该矿区植物长势良好,未出现受害症状.土壤磷氮含量充足,As含量远远超过《土壤环境质量标准》3级标准中的旱地As含量标准值,高达133倍.16种植物的地上部重金属含量As最高,并且在总As平均质量比高达5 318 mg/kg的土壤环境条件下,蜈蚣草(Pteris vittata L.)体内As质量比可达2 327 mg/kg,小酸模(Rumex acetosella L.)、辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)、鬼针草(Bidens pilosa L.)等7种植物对Cd,以及牛口刺(Cirsium shansiense Petrak.)对Zn的富集系数和转移系数均大于1.0,其中地石榴对Cd的富集系数高达7.99.上述植物对重金属污染均表现出了较强的耐性,具有进一步的研究潜力.     

淋洗对农田土壤镉铅锌的去除、移动性和有效性的影响

以福建省Cd-Pb-Zn矿区周边的农田污染土壤为材料,通过室内连续振荡淋洗和ICP-MS测定,研究了4种常用的淋洗剂(柠檬酸、EDTA、FeCl_3和HCl)一次和连续5次淋洗对土壤Cd、Pb和Zn的去除效果,及对其形态、移动性和有效性的影响。结果表明,与一次淋洗相比,连续5次淋洗能够增加这4种淋洗剂对Cd、Pb和Zn的去除效果,FeCl_3、EDTA和柠檬酸分别对Cd、Pb和Zn的去除效果最好,5次淋洗后分别达到89. 29%、24. 95%和36. 72%。BCR形态分析结果表明,4种淋洗剂对土壤Cd和Zn的淋洗主要是通过对弱酸提取和可还原态的Cd和Zn去除而实现的;对于土壤Pb的淋洗主要是对可还原态Pb的去除;对可氧化态和残余态重金属影响不大。其次,淋洗可导致土壤Cd、Pb和Zn移动性和有效性的增加,从而会增加其生态环境风险而导致淋洗效果的丧失,在评价淋洗效果时应予以关注。最后,从淋洗前后土壤重金属有效态变化角度考虑,对Cd-Pb-Zn复合污染土壤,EDTA是较好的淋洗剂选择。     

两种有机酸对铀和~(241)Am污染土壤植物修复影响的比较研究

为了实现放射性核素污染土壤植物修复的工程化应用,在前期植物筛选的基础上,选取对铀富集能力较强的芥菜和对~(241)Am富集能力较强的大麦进行盆栽试验,研究不同含量的柠檬酸和苹果酸对铀、~(241)Am污染土壤植物修复效果的影响。从转移系数(TFs)、富集系数(BFs)、盆栽植物生物量及提取效率等方面对有机酸作用下两种核素的去除效果进行了研究。结果表明,与柠檬酸相比,苹果酸也能促进植物对土壤中铀和~(241)Am的吸收,并能促进铀和~(241)Am在植物体内的运输,但其促进能力较弱。在相同的土壤条件下,芥菜地上部的铀富集系数高于大麦地上部的~(241)Am富集系数,铀在植物体内的转移系数也远高于~(241)Am,表明在试验给定的条件下,铀比~(241)Am更容易在植物体内运输迁移。当有机酸含量在20 mmol/kg及以上时,盆栽植物的生物量大大降低,降低幅度在20%以上,表明土壤中有机酸含量太高会严重影响植物的正常生长发育。在环境条件相同的情况下,盆栽芥菜的铀提取率远高于盆栽大麦的~(241)Am提取率。     

植物组织在修复PAHs污染土壤过程中的作用

以西南地区12种常见草本植物为材料,以菲、芘为PAHs代表,借助盆栽试验,对植物不同组织在修复土壤中PAHs的功能定位及作用差异进行了系统研究。结果表明:茎叶组织可以从空气中吸收一定的PAHs,沿阶草吸收能力相对较强,大部分植物吸收能力比较弱,但植物茎叶从空气中吸收的PAHs极少向根部输送;不同植物对土壤中PAHs的降解强度不同,对菲的降解率高于芘,且大部分植物降解能力为中等;植物对芘的富集强度明显大于菲,根部对PAHs的富集强度明显高于茎叶;污染土壤组植物茎叶中的PAHs大部分来源于根系的传输;植物体内的脂肪含量与植物对PAHs的富集量以及生物浓缩系数线性相关明显,而水分含量与PAHs的富集量及生物浓缩系数没有明显的线性相关性。因此,选用根系发达、脂肪含量高的植物在修复土壤PAHs过程中效果更明显。     

铅锌冶炼厂周边农田土壤、苕子与荠菜的重金属污染特征

在云南某铅锌矿冶炼厂周边农田,采集当地主要绿肥(苕子)与野菜(荠菜)的植株和根部土壤样品,测定重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的全量和DTPA提取的有效态质量比,并进行污染评价.结果表明:1)综合污染指数评价显示,铅锌冶炼厂周边农田土壤以重度和中度重金属污染为主,Cd质量比为GB 15618-1995《土壤环境质量标准》三级标准限值的1.94～8.30倍,污染程度最重,其次为Pb和Zn;2)荠菜植株Pb、Zn和Cd质量比的最大值、平均值均大于苕子;荠菜对Cd的富集系数大于1,对Pb、Zn和Cd的转移系数大于或接近1;3)苕子和荠菜地上部与土壤的Cd、Pb质量比,苕子地下部与土壤的Pb质量比,荠菜地上部与土壤的Zn质量比均呈显著或极显著正相关.研究表明:铅锌冶炼厂周边农田存在严重的重金属污染,Cd是主要污染因子;苕子和荠菜植株重金属质量比高,且荠菜对重金属的富集能力大于苕子.     

最大熵模糊综合评价法在污灌区土壤重金属污染等级划分中的应用

以开封市化肥河污灌区为例,运用最大熵模糊综合评价法开展了土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni、As)污染评价.结果表明: 在污灌区13个样点中,属于3级重污染的样点达11个,占总样点数的84.62%,只有位于化肥河上游的两个样点属于2级水平,污染较轻;在所有污染因子中,Cd和As的污染最为突出,其中Cd平均权重值为0.541 9,是最主要的污染因子.与内梅罗法综合指数法评价的结果相比较,最大熵模糊综合评价法能够显示更多的土壤污染信息,引入目标函数和隶属度,重视不同污染因子的权重,具有更高的准确性.     

秦岭安河铅锌尾矿复垦区重金属污染现状分析

系统采集秦岭安河铅锌尾矿复垦区尾砂、覆土、蔬菜、作物和中药材等样品,采用火焰原子吸收光谱法测定了样品中Pb、Zn、Cu、Cd 的质量比,并依据国家标准对其进行了评价.旨在调查当地铅锌尾矿复垦作物的重金属污染现状,探讨蔬菜、作物和中药材等重金属污染与覆上、尾砂的关系.提出防控铅锌尾矿复垦作物重金属污染的技术对策.结果表明:1)尾矿复垦与污灌作物中的重金属普遍超标,不能食用,其中污灌地菠菜叶Ph超标1 910倍,葱叶Cd超标1750倍.复垦地玉米籽粒Pb超标35倍,黄豆籽粒Cd超标.189倍;2)尾矿复垦作物中的重金属质量比与尾砂、覆土的重金属质量比具有高度的正相关关系,其污染与铅锌选矿活动有关;3)尾矿复垦地上的小麦、黄豆和玉米籽粒中重金属质量比趋势是:小麦最高,黄豆次之,玉米最低,重金属质量比与作物生长期呈正相关;4)不同植物组织部位中Zn、Cu、Pb、Cd等重金属质量比趋势均表现为:根最高,攀叶次之,耔实最低.     

基于三维空间插值技术的某场地中总石油烃污染分布确定

为了解总石油烃在场地中的扩散分布规律,立体呈现其污染分布特征,选择华北某污染场地为研究对象,分层采集土壤样品并采用三维空间插值软件EVS-Pro建立地质模型和污染插值模型,对C16总石油烃(脂肪族)(以下简称总石油烃)分布特征进行分析。结果表明:不同采样点位污染物浓度分布差异明显,总石油烃最高值是DB11/T 811—2011《场地土壤环境风险评价筛选值》的11.71倍;场地内污染物表现出较强的垂直和水平迁移能力,在空间中的迁移分布特征与生产历史状况、水文地质条件密切相关。研究表明,通过三维插值模型构建的插值结果可以更加直观地呈现污染分布,更好地反映各因素对总石油烃分布的影响。     

贡嘎山东坡土壤重金属质量比的初步分析及风险评价

对贡嘎山东坡土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Hg和As的质量比进行测定,用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对其进行风险评价。结果表明:研究区表层土壤中Hg、Pb和As质量比低于国家一级标准,属未污染等级,Cd、Cr和Ni质量比存在不同程度的超标现象,土壤被污染;Cd、Pb、Cr、Ni、Hg、As的单因子污染指数分别为1.88、0.87、1.15、1.06、0.45、0.26,对土壤的污染程度从大到小依次为Cd、Cr、Ni、Pb、Hg、As;内梅罗综合污染指数PN为0.92～4.89,都属于不安全级别,其中22.2%的土壤属尚清洁等级,66.7%的土壤属轻度污染,11.1%的土壤属严重污染。     

土壤重金属含量对3种常见菊科叶菜重金属累积的影响

为了解蔬菜产地土壤重金属含量对蔬菜重金属累积的影响,以我国南方常见的3种菊科叶菜(苦荬菜Sonchus oleraceus、生菜Lactuca sativa var.crispa、油麦菜Lactuca sativa)为研究对象,选择5种重金属为研究指标,对蔬菜及其产地土壤重金属含量的相关性等进行了分析。3种蔬菜的重金属富集系数表明,3种蔬菜吸收、累积不同重金属元素的能力存在明显差异(p0.05),5种重金属被蔬菜吸收的容易程度从大到小依次为镉、铬(汞)、铅(砷)。各蔬菜品种的重金属超标率和土壤重金属超标率存在不一致现象。其中,蔬菜中镉、铬、砷、汞的超标率均低于土壤的超标率,而蔬菜中铅的超标率则高于其对应土壤的超标率。对3种蔬菜产地土壤与蔬菜重金属质量比的相关性分析表明,其中除生菜中铅和砷与土壤中相应重金属元素相关性不显著外,其他情况下都呈显著相关性(p0.05)。建立了3种蔬菜及其土壤重金属含量的回归分析模型,并据此推算出种植3种蔬菜的土壤重金属安全阈值,其中,除生菜产地土壤中铅阈值在现行标准范围内之外,其他土壤重金属阈值均远高于现行标准。该阈值结合了大田土壤环境的实际情况,对当地农产品安全生产具有更强的针对性和可靠性。     

煤矸石山周围土壤重金属污染及生态风险评价

为了掌握四角田矿新鲜煤矸石和煤矸石山周围土壤的重金属污染状况,使用原子吸收分光光度法对新鲜煤矸石和土壤样品中的重金属进行分析,用Hakanson潜在生态危害指数法,对该矿区煤矸石山周围土壤重金属生态风险进行评价,结果表明:煤矸石山周围土壤存在重金属污染,有着严重的生态风险。     

物联网在感知矿山建设中的应用研究

感知矿山建设是当前矿山建设研究的重要领域,主要是将目前备受国家、行业和企业界重视的物联网技术应用到矿山建设中,实现矿山生产安全的全面感知。在论述物联网发展、可视化管理理念的基础上,从感知矿山建设的步骤和主要内容等角度进行分析,提出了感知矿山建设模型,为基于物联网的感知矿山建设提供理论指导。     

滇池疏浚底泥中重金属对蔬菜种植生态安全的影响

滇池疏浚底泥富含蔬菜需求的营养成分,农用可提高土壤保水肥能力,改良土壤的适耕性,有利于植物的生长发育,有一定的增产效果,但可能存在重金属污染问题。通过底泥试验及加入石灰钝化试验,对生菜、白菜、棒菜和萝卜4种蔬菜施用疏浚底泥作为有机肥进行种植,分析底泥农用后其重金属对蔬菜的影响,并进行风险评价。结果表明,盆栽试验中,底泥施用量控制在5%(0.05 kg/kg)内且加入石灰改良后,蔬菜中Cu和Cd含量显著降低,但对Pb、Zn效果不明显。叶菜类蔬菜(生菜、白菜、棒菜)重金属富集能力(BCF)从大到小均表现为Cd、Pb、Zn、Cu,而块茎类萝卜BCF表现为Cd、Zn、Pb、Cu。研究表明,化学致癌物Cd与非化学致癌物Pb、Zn、Cu引起的健康风险均在终身可接受风险水平。     

广州城市土壤砷的含量及其污染评价

采集广州市城市土壤表层(0～10 cm)426个样品,研究土壤As的含量及其分布特征,采用单因子污染指数评价土壤的As污染状况.结果表明,广州城市土壤砷质量比变幅为1.40～144 mg·kg~(-1),平均值为17.4 mg·kg~(-1).各行政区中,土壤砷平均含量和中值均是越秀区和荔湾区最高;各功能区中土壤砷平均含量以城市公园为最高.根据污染指数判断,有37%土壤样品受到不同程度的砷污染,各行政区中越秀区和荔湾区土壤砷污染最严重,各功能区中城市公园土壤砷污染最严重.城市历史和工业活动与城市土壤砷污染密切相关,建议密切关注城市公园土壤砷污染对人类健康和城市环境质量的影响.