有机肥对铅在土壤中形态分配的影响

为了解铅污染商品有机肥对培养土壤中铅形态的影响以及低铅含量有机肥对外源铅污染土壤中铅形态分配的影响,在海南采集了4种商品有机肥样品,进行有机肥与土壤铅污染的老化培养实验.结果表明,原土壤中重金属铅主要以交换态(33.43%)和残渣态(30.03%)存在,随着海藻有机肥(HK01)和羊粪有机肥(DF01)施肥量的增加,处理土壤中交换态铅的比例显著降低(P0.05),有机结合态从9.56%提高到22.05%.外源铅(250 mg·kg-1)污染土壤中以交换态(36.21%)、铁锰态(27.03%)和碳酸盐结合态铅(23.54%)为主;随着有机肥料添加量的增大,格瑞龙有机肥处理后,污染土壤中的交换态铅的比例有所下降,添加量为10%时比例最低为27.80%;有机结合态和残渣态铅的比例上升,在20%时比例最大为13.68%、13.35%.鱼蛋白豆粕有机肥处理的土壤中交换态铅和碳酸盐结合态铅比例下降,在添加量为20%时比例分别降低到11.75%和11.89%,铁锰氧化物结合态铅变化不显著;铅主要转入有机结合态铅和残渣态,平均增长比例分别为8.42%、3.03%.施用有机肥经过足够长时间的老化均会使土壤中的有效性高的铅转化成稳定态的铅,因此有机肥对铅污染的土壤的修复作用较大.但是由于重金属铅的移动性差,会累积在土壤表层,施用有机肥前还是要经过检测,选用相对安全的有机肥改良土壤.     

生物炭对土壤外源镉形态及花生籽粒富集镉的影响

镉是存在于农田土壤中毒性较大且较普遍的一种重金属,而生物炭可以应用于重金属污染农田,对作物生长与污染土壤修复产生影响。通过盆栽试验,将生物炭作为镉污染条件下土壤的改良剂,研究不同用量生物炭、镉元素对土壤中镉形态及其含量的影响,进一步测定花生(Arachis hypogaea L.)籽粒镉含量,探明其吸收规律。试验镉施用质量分数(按纯镉计)分别为0、1、10 mg·kg-1,记为Cd0、Cd1、Cd10,在3种不同质量分数的镉污染土壤中分别添加生物炭质量分数0、3.3、6.6、10 g·kg-1,记为C0、C50、C100、C150,共12个处理。土壤镉形态参考Tessier连续提取法分离,镉含量采用原子吸收分光光度计(Z-5000 ASS)测定。样品相关测定分别于花生苗期、花针期、结荚期取土样,成熟期取籽粒样品进行。结果表明:当镉施用量一定时,土壤有效态镉含量与水溶态镉含量随生物炭用量增加而显著降低(P0.05),而其他各形态镉含量随生物炭用量增加而增加。苗期Cd1处理随生物炭施入量的增加,土壤有效态镉质量分数降低8.24%~20.24%;花针期,土壤有效态镉质量分数降低5.95%~38.46%;结荚期则降低6.23%~26.03%。Cd10处理下的3个生育时期,土壤有效态镉含量在C150取得最小值,镉质量分数分别下降12.56%、18.44%和15.52%。在土壤p H值方面,相同处理不同生育时期内出现先小幅降低再升高的趋势。成熟期花生籽粒镉含量随镉施用量的升高而增加;在镉施用量为1、10 mg·kg-1处理下,花生粒镉含量随生物炭施入量的增加而降低,C150Cd1处理的镉质量分数为0.29 mg·kg-1,为施加镉处理组含量最低,即当生物炭施加量为10g·kg-1时,土壤修复效果最佳,花生粒镉含量最低。     

“双耐”细菌-香根草对铅镉复合污染土壤的修复机理

将"双耐"细菌与重金属富集植物——香根草构建修复体系,探讨其对铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤的联合修复效应.试验为双因素完全随机区组试验,A因素为铅镉污染浓度,设置6个水平,即Cd0Pb0、Cd10Pb400、Cd20Pb800、Cd40Pb1200、Cd60Pb1600、Cd80Pb2000(数据单位为mg/kg).B因素为K7菌加菌量,设置3个水平,加菌量为0、1.5、3.0 g.结果表明:(1)"双耐"细菌能提高香根草的生物量.当处理为Cd10Pb400加菌1.5 g时,提高3.9%;当Cd40Pb1200加菌1.5 g时,提高13.2%,加菌量为3.0 g时增加30.46%;当Cd60Pb1600加菌1.5 g时,提高9.46%;当Cd80Pb2000加菌3.0 g时,提高7.02%.(2)"双耐"细菌对香根草地上和地下部铅、镉的吸收具有促进作用.当土壤中铅含量1 200 mg/kg,加菌量1.5 g的香根草地上铅含量分别提高了1.9 mg/kg(Cd10Pb400)、3.6 mg/kg(Cd20Pb800)、4.1 mg/kg(Cd40Pb1200).对于镉而言,当加菌量为1.5 g时,地上部镉含量分别升高了314.7%(Cd10Pb400)、4 1.7%(Cd20 Pb800)、35.1%(Cd20Pb800)、103.5%(Cd40Pb1200)、57.8%(Cd6 0Pb1600).加菌后根部铅含量大于不加菌的根部铅含量,Cd40Pb1200处理时,根部铅浓度最大.相同铅、镉浓度处理时,加菌量为3.0 g的香根草根部镉含量比加菌量1.5 g的根部镉含量高.(3)加菌后的香根草根际土有效态铅、镉含量比不加菌的浓度低.香根草根际土有效态铅含量下降幅度最大的处理是Cd20Pb800加菌1.5 g,与对照组相比降低了30.22%.相同污染条件下,加菌3.0 g香根草根际土有效态镉含量最低."双耐"菌强化香根草修复铅镉污染土壤的机理可为修复铅镉污染土壤的实际应用提供理论依据和技术参考.     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。     

秸秆生物炭修复电镀厂污染土壤的效果和作用机理初探

以某电镀厂污染场地重污染区域土壤为研究对象,利用秸秆生物炭对污染土壤进行稳定化试验,研究不同生物炭添加量(0、10、30、50、70和100 g.kg-1)条件下土壤中重金属全量和形态变化。结果表明,秸秆生物炭能够改变污染土壤中重金属的形态分布,对该污染土壤有明显的稳定化作用。其中对铬的作用效果最明显,随生物炭添加量的增加,残渣态铬含量明显上升,100 g.kg-1生物炭添加量处理残渣态铬含量较对照(1 098.75 mg.kg-1)增幅最大,增加59.51 mg.kg-1;对铜和镍的稳定化效果受添加量的影响,当生物炭添加量分别在70和30g.kg-1以上时,对铜和镍有一定稳定化作用;对该污染土壤中锌则无明显稳定化作用。当生物炭添加量为50 g.kg-1时,4种重金属残渣态总量较对照(1 745 mg.kg-1)明显增加,为1 805.95 mg.kg-1,添加量也较为合理。     

海泡石对污染土壤中铅的钝化效果

为了探讨不同方法改性后的海泡石对铅污染土壤的修复效果,以天然海泡石(Sep)为研究材料,对其进行巯基乙酸改性(Q-Sep)、热改性(R-Sep)、热处理+FeSO_4改性(F-Sep),观察改性海泡石表面微观形态与结构,并分别添加1%、3%、6%、9%、15%天然海泡石和改性海泡石进行土培试验,采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法以及BCR连续提取法对土壤有效态铅和铅形态进行分析,探究不同添加量海泡石对铅污染土壤的钝化效果,为改性海泡石应用于土壤钝化修复提供理论依据。结果表明:经FeSO4、巯基乙酸和热处理改性后的海泡石比表面积比天然海泡石显著增大,其中F-Sep的比表面积最大。F-Sep和R-Sep的孔容也与Sep有显著差异。当Q-Sep、R-Sep和F-Sep的添加量≥3%时,土壤pH值与对照组相比有显著提高,添加量≥6%时,土壤CEC较对照组有显著提高。添加4种海泡石的土壤与对照组相比酸提取态铅含量有显著减少,添加F-Sep、Q-Sep和R-Sep的土壤酸提取态铅减少率分别为19.95%-57.74%、44.31%-71.51%和32.93%-64.56%,土壤酸提取态铅含量、可还原态铅含量与残渣态铅含量呈极显著负相关(r=-0.937,P=0.000和r=-0.618,P=0.001),表明酸提取态铅和可还原态铅主要是向残渣态转化。添加海泡石显著降低了土壤有效态铅含量,土壤有效态铅含量与土壤pH值、土壤CEC呈显著负相关关系(r=-0.887,P=0.000和r=-0.596,P=0.002),与酸提取态铅和可还原态铅呈显著正相关关系(r=0.949,P=0.000和r=0.506,P=0.008)。添加15%Q-Sep材料后的土壤有效态铅含量降幅最大,达到39.68%。3种改性海泡石材料对土壤中铅的钝化效果均优于天然海泡石,其中Q-Sep对土壤铅的钝化效果最佳。     

大宝山排土场植物稳定修复对模拟酸雨重金属淋溶的响应

以广东省韶关市大宝山排土场多金属重度污染土壤为研究对象,通过模拟酸雨淋溶实验,探究淋溶对植物稳定修复(土壤改良+种植红麻/苎麻)后土壤重金属迁移的影响.结果表明,在土柱上层(0-10 cm)土壤中施加0.4%石灰+0.2%有机肥,能显著提高淋出液pH值,并大幅度降低0-10 cm土壤中的重金属有效态含量;种植红麻和苎麻处理后,淋出液pH值较空白组显著提高,淋溶液淋失量相较于空白处理分别减少了32.5%和12.4%,淋出液中铅、锌、铜、镉重金属含量分别降低了65.2%和71.3%、81.6%和78.5%、79.4%和71.7%以及86.7%和85.3%;且种植红麻、苎麻后,土柱下层(21-30 cm)的土壤铅、锌、铜、镉重金属有效态含量相较于空白处理分别降低了16.3%和22.9%、30.5%和17.9%、18.8%和32.5%以及38.1%和29.7%.因此,种植红麻、苎麻不仅能显著降低径流淋溶失量,而且降低了淋出液中重金属含量,减轻了淋出液对地下水造成的污染;在模拟酸性降雨条件下,种植红麻、苎麻并施用改良剂处理重金属污染土壤的模式在植物稳定修复方面具有较好的应用潜力.(图7表6参42)     

不同玉米品种对重金属铅镉的富集和转运能力

通过土培试验研究了10个来自不同产地的玉米(Zea mays)品种对重金属铅和镉的累积特性。结果表明,重金属铅(400 mg·kg-1)和镉(10 mg·kg-1)复合胁迫条件下,玉米不同生育期累积铅的能力从大到小依次为成熟期、拔节期和苗期,累积镉的能力从大到小依次为苗期、拔节期和成熟期。玉米各部位铅镉吸收量从大到小依次为根、茎、叶和籽粒。供试的10个玉米品种中籽粒铅含量均超过GB 2715—2005《粮食卫生标准》中的规定(≤0.2 mg·kg-1),广甜3号、国审浚79-5、兴黄单892、晋单51和北科4号籽粒镉含量符合GB 2715—2005中的卫生标准(≤0.1 mg·kg-1)。其中,广甜3号对镉的累积量最小,可以在中、轻度污染土壤上推广种植。     

环草隆与镉复合污染对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化量、基础呼吸和土壤酶活性的影响

环草隆是北方城市应用较为广泛的一种草坪除草剂,重金属镉是土壤中常见的重要污染物,二者在土壤生态系统中存在联合暴露的潜在风险。为了准确评价城市绿地土壤重金属和农药复合污染的生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,在室内模拟条件下,探讨了环草隆与镉复合污染对土壤有机氮矿化量、基础呼吸及土壤酶活性的影响。研究发现:环草隆与镉复合污染对各试验指标的影响均达到极显著水平(P0.01);与镉复合污染能明显改变环草隆的微生物毒性效应,并且Cd对环草隆毒性效应的影响与二者浓度配比有很大关系,Cd浓度由1 mg·kg-1升高到10 mg·kg-1,环草隆浓度与样点G土壤有机氮矿化量变化率的线性关系由正相关变为负相关;复合污染下,根据剂量-效应关系计算的EC50值27.6~848mg·kg-1,远远高于环草隆草坪建议施用量(3.33 mg·kg-1);土壤中环草隆与镉复合污染的联合毒性效应受土壤理化性质及重金属含量影响较大,另外,二者复合效应也会随污染物浓度及试验指标的不同而不同。以上研究结果能够为城市土壤重金属和除草剂复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。     

生物炭和熟石灰对土壤镉铅生物有效性和微生物活性的影响

以南京近郊某蔬菜基地土壤为研究对象,采用盆栽试验方法,研究熟石灰和生物炭两种钝化剂对镉铅复合污染土壤修复效果以及对土壤微生物活性的影响.结果表明,施加熟石灰和生物炭能够增加土壤pH和有机碳等养分含量,促进Cd、Pb由酸溶态向还原态和残渣态转化,降低Cd、Pb有效态含量.与对照处理相比,熟石灰和生物炭5.0%用量下,Cd有效态含量(DTPA、TCLP和CaCl_2等3种提取态)分别下降37.74%—41.46%和22.22%—31.71%,Pb有效态含量分别下降45.59%—52.82%和35.47%—41.94%.生物炭的施用提高了土壤微生物量碳氮和微生物群落功能多样性,促进微生物对碳源的利用能力,其中生物炭5.0%用量下土壤微生物活性最高.熟石灰和生物炭的添加显著降低小白菜可食部位和根部对Cd、Pb的富集,与对照处理相比,可食部位Cd、Pb含量分别下降7.14%—47.62%和45.93%—74.82%,但所有添加钝化剂处理小白菜可食部位含量均超出国家安全食用标准.     

蚯蚓在植物修复铜、镉污染土壤中的作用

以红壤和高砂土为供试土壤,分别加入3个浓度的重金属铜离子Cu2 (100,200,400 mg kg-1)或镉离子Cd2 (5,10,20 mg kg-1),每钵接种6条蚯蚓(Pheretimasp.),种植黑麦草(Lolium multiflorum),以不加蚯蚓为对照(CK),研究蚯蚓活动对Cu、Cd污染土壤中黑麦草生长及铜、镉生物有效性的影响.结果表明,添加蚯蚓显著提高了Cu2 、Cd2 污染的高砂土中黑麦草地上部分的生物量,增幅为33%~96%;仅增加了Cu2 污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分的生物量;添加蚯蚓显著增加了两种土壤中速效N的含量,促进了黑麦草地上部分对N的吸收,对速效P、K的含量以及黑麦草中P、K含量无显著影响;添加蚯蚓显著提高了红壤中铜(Cu)、镉(Cd)DTPA提取态的含量,对高砂土中DTPA提取态Cu、Cd的含量无显著影响;增加了高砂土中和添加Cu污染浓度低于200 mg kg-1的红壤中黑麦草地上部分吸收Cu的总量,而对黑麦草吸收Cd的量无显著影响.加入蚯蚓可以不同程度地改善植物修复技术应用中受制的两个主要因素.表4参30     

膨润土、褐煤及其混合添加对铅污染土壤钝化修复效应研究

土壤重金属污染原位钝化修复是通过向土壤中添加一些钝化修复材料,通过溶解沉淀、离子交换吸附、氧化还原、有机络合等反应来改变土壤中重金属的赋存形态,降低土壤中重金属的生物有效性,在重金属污染修复中具有重要意义。为探究膨润土与褐煤单一及其复配材料对Pb污染土壤的钝化修复效果,以采自河南省济源市某铅冶炼企业周边0-20 cm表层重金属污染土壤为研究材料,设置盆栽玉米(Zea mays L.)试验,采用正交试验处理将膨润土(S)和褐煤(P)按1.5%、3%、5%的浓度梯度单独添加,以及将二者正交混合添加,采用BCR连续提取法研究不同钝化剂处理对Pb污染土壤的修复效应。结果表明,膨润土单一施用对土壤中Pb的有效态含量降低不明显,而褐煤的单一施用能显著降低土壤中Pb的有效态含量,其中添加5%褐煤的处理中弱酸提取态含量降幅达48.7%。膨润土与褐煤混合处理使土壤中Pb的弱酸提取态含量降幅达19.1%-50.8%,残渣态含量增幅达4.8%-40.5%,其中1.5%膨润土+5%褐煤的复配处理对Pb污染土壤的钝化修复效果最佳。膨润土与褐煤配施处理使玉米茎叶中Pb含量降幅为3.4%-33.7%,而膨润土与褐煤的单一钝化处理效果不明显。膨润土与褐煤单一及其配施处理均能显著降低玉米根中Pb含量,降幅为41.5%-66.0%,对玉米根部富集Pb有良好的抑制效果。褐煤单一施用对Pb污染土壤的钝化修复效果整体优于膨润土,两者配施的修复效果因其配施比例而异。     

丛枝菌根真菌与膨润土对蚕豆生长和重金属累积的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和膨润土都能影响植物的生长和对重金属的吸收.以铅锌矿周边污染农田土为供试土壤,开展室内盆栽试验,研究接种AMF、施膨润土的单独和复合处理对蚕豆生长和重金属累积的影响.结果表明,接种AMF、施膨润土、AMF+膨润土复合处理都增加蚕豆叶片光合色素含量、株高和生物量,降低土壤有效态重金属含量,减少植株地上部和地下部重金属含量,但增加蚕豆地上部重金属的累积量. AMF+膨润土复合处理下,蚕豆叶片光合色素(叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量和植株生物量最大,土壤有效态重金属含量和植株重金属含量最低.双因素方差分析表明,接种AMF、施膨润土对土壤重金属有效态含量、蚕豆生长(叶片光合色素含量、株高、生物量)、植株重金属含量与累积量存在显著或极显著的影响,但接种AMF与施膨润土处理间没有显著的交互作用.本研究表明重金属胁迫下,接种AMF和施膨润土单独处理都能促进蚕豆生长和降低植株重金属含量,但复合处理没有叠加效应;结果可为重金属污染土壤的生态修复提供理论和实践依据.     

无机硅叶面肥及土壤调理剂对水稻铅、镉吸收的影响

喷施叶面阻控剂和施用土壤调理剂是目前污染稻田治理的主要措施,针对不同污染类型、污染程度稻田研发效果较好的叶面阻控剂及土壤调理剂是研究重点。文章通过2019年的田间试验研究无机硅叶面肥及土壤调理剂对中重度铅镉复合污染稻田水稻铅镉阻控效果。共设3个处理:常规施肥处理(CK)、常规施肥+喷施无机硅叶面肥处理(L-Si)、常规施肥+施用无机硅土壤调理剂处理(S-Si)。结果表明:L-Si处理土壤中铅质量分数较对照(116.00±4.35)mg·kg-1高18.97%;S-Si处理较对照(5.51±0.06)能够显著提高稻田土壤pH值0.73,土壤中铅和镉分别较对照(116.00±4.35)、(1.89±0.03)mg·kg-1高12.07%和14.81%。L-Si处理下铅在根、叶片、稻米中富集较对照分别减少11.69%、12.40%和38.46%;镉在叶片、稻壳、稻米中较对照显著减少了18.10%、5.84%和40.84%。而S-Si处理中铅在根、茎、叶、稻壳、稻米中富集量较对照显著减少11.69%、36.93%、15.16%、23.47%和51.28%;镉在根、茎、叶、稻壳、稻米中富集量显著降低12.93%、42.28%、61.75%、59.85%和49.21%。L-Si及S-Si处理水稻产量较对照(7052.27±95.07)kg·hm^-2分别提高3.24%和4.09%。综上所述,无机硅经叶面吸收后,在减少叶片中铅富集的同时减少了根系对土壤铅的吸收,将经根系吸收的铅富集于茎和稻壳中;而在减少叶片中镉富集的同时并未减少根系对镉吸收,将经根系吸收的镉富集于根和茎中。无机硅土壤调理剂在将土壤中铅和镉固定于土壤中的同时阻隔了水稻根系对铅和镉下吸收,因此水稻根、茎、叶、稻壳、稻米中铅和镉的含量均显著降低。     

一株耐铅镉真菌Q7对香根草吸收累积重金属的效应

采用双因素完全随机区组试验探讨耐性真菌联合香根草修复铅(Pb)、镉(Cd)复合污染土壤效应.其中A因素为加菌量,设置0、1、3、5 g共4个水平,菌株代号Q7.B因素为铅镉添加量,设置Cd0Pb0、Cd10Pb400、Cd20Pb600、Cd30Pb800、Cd50Pb1200、Cd80Pb1800(单位为mg/kg)6种不同铅镉浓度水平.结果表明,添加耐性真菌可显著提高香根草生物量,1、3、5 g加菌量处理可分别使香根草总干重增加量达到41.9%、74.9%、71.7%.耐性真菌可促进香根草地上部与地下部对铅镉的富集,Cd~(2+)80 mg/kg、Pb~(2+)1 800 mg/kg处理下,1、3、5 g加菌量处理香根草对铅富集量比不加菌处理,地上部分别升高了120.6%、265.4%、242.9%,地下部分别升高了110.3%、278.2%、266.2%;对镉而言,地上部镉含量分别升高了113.2%、238.3%、217.3%,地下部分别升高了103.1%、298.8%、274.4%.加菌可强化香根草对铅镉污染土壤的修复效果,且3 g加菌量强化香根草修复效果要优于1 g和5 g加菌量处理.综上,将耐性真菌与重金属富集植物香根草在不同铅镉复合污染浓度下构建联合修复体系,显示了真菌对香根草修复铅镉污染土壤的显著强化效应.     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

我国典型土壤上重金属污染对番茄根伸长的抑制毒性效应

采用盆栽试验观测了我国3种典型土壤——黄泥土、褐土、红壤上不同重金属(铜、锌、铅)作用下敏感植物番茄的根伸长,其中黄泥土和褐土上重金属添加量范围为Cu(0～2000mg·kg-1)、Zn(0～4000mg·kg-1)和Pb(0～5000mg·kg-1),红壤上为Cu(0～400mg·kg-1)、Zn(0～750mg·kg-1)和Pb(0～2000mg·kg-1).对不同土壤上Cu、Zn、Pb对番茄的根伸长抑制率进行了比较,以阐明不同土壤上重金属种类及用量对蔬菜根生长的抑制及毒性效应.结果表明,相同Cu、Zn、Pb污染水平(添加量)下,土壤中重金属对番茄的根伸长抑制率大小顺序基本表现为:红壤>黄泥土>褐土.番茄对红壤中的重金属最敏感,其次是黄泥土,再次是褐土.番茄对不同重金属的毒性响应不同,对Cu最敏感,Zn和Pb次之.土壤中有效态重金属含量与番茄根伸长呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)负相关,表明有效态重金属含量是影响蔬菜根伸长的重要因素.     

改良剂对中国两种典型土壤铜锌有效性的影响及机理

研究了改良剂对土壤铜锌有效性的影响,以期对重金属复合污染土壤的修复有一定的指导意义。在红壤与黄泥土中施用石灰、重钙和沸石,观测土壤有效态铜锌含量及pH,并测定了不同pH值下土壤有效态铜锌含量,以阐明改良剂影响土壤重金属有效性的机理。向供试土壤中外源加入一定量的铜锌溶液,制成铜、锌污染土壤,稳定平衡30d,采用CaCl2浸提法测定土壤有效态铜锌的含量。结果表明,施用改良剂能显著降低土壤铜锌的有效性,其中石灰的效果最佳,沸石次之,重钙最差。两种土壤中,复合污染下铜锌有效态含量均高于单一污染,其中铜单一污染有效态含量与复合污染差异显著(P<0.05),而锌单一污染与复合污染差异不显著(P>0.05)。可能是因为锌比铜竞争力更强,更易于被土壤吸附固定。随着土壤pH升高,两种土壤的有效态铜锌含量均显著下降,且复合污染高于单一污染;而在相同pH值下,两种土壤中有效态铜锌含量的差异不显著。可见,pH值是影响土壤重金属有效性的关键因素。改良剂影响土壤重金属有效性的主要机理在于其能显著提高土壤pH值,致使有效态重金属含量明显下降。     

水稻秸秆生物炭对污染土壤中镉生物有效性的影响

为探索生物炭对污染土壤中镉的钝化效果,采用室内培养的方法,研究了质量分数分别为0.5%、1.5%和3.0%的水稻秸秆生物炭(400℃热解)对镉污染土壤中DTPA(二乙基三胺五乙酸)提取态镉含量的影响及镉随时间的变化规律,探究土壤pH与有机碳含量与土壤DTPA提取态镉含量的相关关系,并选择3.0%生物炭进行玉米盆栽试验以探讨生物炭施入污染土壤后对玉米生长及其吸收富集重金属镉的影响。研究结果表明:添加0.5%生物炭总体上降低了土壤中DTPA-Cd含量,但效果不显著(P0.05);添加1.5%和3.0%生物炭都显著降低了土壤DTPA-Cd含量(P0.05),且添加3.0%生物炭降低效果最佳。生物炭可通过提高酸性土壤pH值以及有机碳含量来降低镉的生物有效性。在为期63 d的土培试验过程中,土壤DTPA-Cd含量在初期的降低速率最快,之后又小幅度上升,在10 d后达到动态平衡。在为期7周的玉米盆栽试验中,生物炭极显著提高了玉米生物量、降低地上部的镉含量,并抑制其对镉的富集作用(P0.01),同时也显著降低了地下部镉含量,并抑制其对镉的富集作用(P0.05);与对照相比,施用质量分数为3.0%的生物炭使得玉米地上部和根部镉含量的降低幅度分别为60.58%、25.43%。从转移系数来看,生物炭可显著抑制镉从玉米根部转移到地上部(P0.05),转运系数降低47.22%。本试验结果显示,在重金属污染土壤中投加生物炭可显著降低镉的生物有效性,减弱了土壤重金属镉对食品安全的负面影响。     

矿物质钝化剂对铅铜复合型污染土壤的修复作用

为了重金属污染土壤的修复提供参考,以惠阳区某铅锌矿废渣场附近土壤为研究对象,采用人工合成的含多种成分(主要为Ca_2Al_2SiO_7、Ca_2Mg Si_2O_7和Ca_3MgSi_2O_8)的矿物质钝化剂为修复材料,研究其对铅、铜复合型污染土壤p H、重金属浸出浓度、铅和铜的形态及矿质元素(K、Ca、Mg和Si)含量的影响。试验结果表明:该矿物质钝化剂的施用升高了0.33~2.62个单位的土壤p H值,对土壤修复持效性好;在施用量为4 g·kg~(-1)时,钝化剂对Pb和Cu的稳定效率高达100%;钝化剂的施用使弱酸提取态Pb和Cu的含量分别减少了39.01%~44.02%和46.71%~53.07%,降低了重金属在土壤环境中的生物有效性;添加矿物质钝化剂使土壤中有效钾、有效硅、交换性钙和交换性镁的含量增加。由相关性分析可知,矿质元素含量与弱酸提取态重金属之间呈显著负相关关系(P0.05)。因此,该矿物质钝化剂能抑制土壤酸化,降低土壤中铅和铜的生物有效性,对铅、铜复合型污染土壤具有很好的修复作用。