胡敏酸对沉积物中重金属形态分布的影响

采用连续提取法分析沉积物添加胡敏酸后,其中重金属(Cd, Cu, Zn, Pb和Ni)的形态分布状况.结果显示:随着胡敏酸的加入,重金属的可交换态含量都不同程度的降低,铁锰氧化物结合态含量不同程度的增加,有机结合态和残渣态含量有所提高.Pb和Ni有机质结合态的增加与胡敏酸的浓度有较好的相关关系.五种重金属中对Zn的影响最为显著,对Cd的影响最小.表明胡敏酸能促进重金属由非稳定态向稳定态转化,即能钝化沉积物重金属,降低其生物有效性.     

PCB138在土壤中的吸附特征及土壤特性对其吸附的影响

为研究六氯联苯PCB138在土壤组分中的吸附特征及土壤特性对其吸附的影响,选取红壤和有机质含量较高的黑土作为供试土壤,提取土壤有机质组分中的胡敏酸和胡敏素,采用振荡平衡法研究了PCB138在原供试土壤、胡敏酸和胡敏素中的吸附特征。结果表明,PCB138在两种土壤组分中的吸附是一个快速吸附过程,240 min即可达到吸附平衡。PCB138在土壤组分中吸附速率和吸附量表现为:胡敏酸﹥原土壤﹥胡敏素,准一级动力学方程能更好地描述其吸附过程。PCB138在黑土中的吸附速率和吸附量略大于其在红壤中的相应数值。PCB138在两种土壤中的吸附过程可用Freundlich吸附等温方程描述。Pearson相关性分析结果表明,PCB138在两种土壤组分中的吸附量与土壤中有机质量分数和2μm粒径质量分数呈显著相关(P0.05)。吸附速率与土壤中有机质质量分数呈极显著相关(P0.01)。实验条件下,土壤中有机质质量分数和2μm粒径质量分数可能是影响PCB138在土壤组分中的吸附行为的主要土壤特性因素。本研究可为揭示PCBs的环境行为与污染控制提供依据。     

腐殖质改良植物修复重金属污染土壤的研究进展

腐殖质(HS)是土壤有机质的重要组分,广泛应用于土壤改良。通过文献调研,在综述HS对土壤重金属的作用及其机制基础上,分析了HS在植物修复重金属污染土壤领域的应用潜力。已有研究表明:(1)大分子胡敏素(HM)和胡敏酸(HA)可钝化重金属离子,降低重金属对植物的毒害作用,小分子富里酸(FA)则可促进重金属从植物地下部向地上部迁移;(2)除受土壤理化性质影响外,HS与重金属离子的结合主要受HS的pH、溶液离子强度、分子量大小和活性官能团数量等条件影响;(3)叶面喷施HS可以抑制重金属向植物体内运输,保护光合系统不受重金属危害;土壤添加低浓度HS可以促进重金属转运,高浓度HS则会对植物产生负面效应;(4)根据HS与重金属作用下的生态毒理学效应、土柱淋溶效果和植物生长发育评估结果,认为HS不会产生次生环境风险。因此,HS可以作为重金属污染土壤植物修复的环境友好型促进剂,扩大重金属污染土壤植物修复的应用范围。     

腐殖酸对铊污染土壤中铊形态和分布的影响

选用云浮含铊硫铁矿周围冲积土壤为供试样品,在土样中投加不同比例腐殖酸,采用连续浸提法对比研究了外源腐殖酸对受铊污染土中的铊不同形态及活性的影响.结果表明:随腐殖酸投入比的加大,酸可交换态含量明显下降,Fe/Mn氧化物结合态反之,有机质结合态与Fe/Mn氧化物结合态雷同,残余态几乎无变化;腐殖酸对酸可交换态铊分配比率最高为13.6%～30.5%,分别是有机态铊和Fe/Mn氧化态铊的2.8～15.1倍和2.8～3.7倍.结果说明腐殖酸有降低冲积土壤上有害活动态铊的功能,其作用机制在于腐殖酸具备的络合(螯合)能力和胶体特性.研究确认,腐殖酸可作为土壤重金属污染修复的优质材料.     

粤北大宝山矿区尾矿场周围土壤重金属含量对土壤酶活性影响

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害.采选冶产生的废液及同体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子随着酸水排入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境.对该铅锌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,蔗糖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,而单一脱氢酶、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.研究表现出矿区土壤重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.     

灌溉水质与土壤有机质累积的关系

为了确定长期使用污染水灌溉对土壤有机物质累积的影响,在陕西交口抽渭灌区采集土壤样品,并以气候条件、土壤条件以及耕作制度基本一致,长期用井水灌溉的土壤作为对照,测定了土壤有机质的质量分数及其组成,其结果显示:长期用污染的渭水灌溉,土壤有机质主要在耕层(020 cm)极显著增加,且增加部分主要是活性有机质,非活性有机质基本不受影响;耕层土壤中的胡敏酸及富啡酸质量分数均极显著增加,土壤熟化程度有略微提高.灌溉水质几乎不能改变与气候生态条件和土壤条件相协调的非活性有机质的"生态极限含量".     

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.     

腐殖质在蛭石上的吸附特性

为进一步揭示可溶性有机质在黏土矿物上的迁移转化规律,运用高效体积排阻色谱、1H核磁共振光谱、紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱以及X射线光电子能谱等多种技术综合分析富里酸和胡敏酸在蛭石上的吸附行为。结果显示,由于不同官能团与蛭石的亲和性不同,富里酸和胡敏酸在吸附过程中产生组分分级,较大尺寸的分子组分被优先吸附,而低分子组分则滞留在溶液中。元素分析结果表明,胡敏酸的疏水性强于富里酸,其与蛭石的疏水性作用也更强。与富里酸相比,胡敏酸较大的平均分子量使得其在蛭石表面的铁吸附位点有空间位阻效应。当腐殖质质量浓度高于20 mg·L-1时,空间位阻效应以及芳香性官能团和铁离子间的电子传输作用使得蛭石对分子尺寸更小的富里酸的吸附量更大。蛭石吸附富里酸和胡敏酸后溶液pH值升高,说明发生了配体交换反应。溶液pH值升高和离子强度降低能够增大蛭石与腐殖质之间的静电斥力,从而降低蛭石对富里酸和胡敏酸的吸附量。     

不同大气污染区林木根区土壤重金属和酶活性研究

黄埔区是广州市污染较严重的地区,其中林木也受到了大气等污染物的危害。林木根区的土壤重金属和酶活性是探讨污染对林木影响机制和反映污染程度的重要指标。作者分别在该区的石化厂、硫酸厂附近林地和非污染的华南农业大学校园(对照)共3个区选择了台湾相思、马尾松、尾叶桉和荔枝4个树种、11个采样点,共采集了33个供试土壤样品,分析了林木根区土壤重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)全量、有效量和土壤酶(脲酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶和蛋白酶)活性。结果表明,(1)石化厂重金属含量总体上与对照区差异不大,而硫酸厂区重金属含量则显著地高于对照区,污染严重。(2)不同调查区根区土壤酶活性存在显著差异,各调查区平均土壤酶活性大小顺序基本上表现为:对照区>石化厂区>硫酸厂区,尤其是硫酸厂区显著地低于对照区;而同一调查区不同树种之间的酶活性也存在差异,台湾相思根区土壤脲酶的活性均比其它树种高;从酶活性看,在硫酸厂严重污染胁迫下,台湾相思比尾叶桉更耐污染。(3)对土壤重金属含量和酶活性进行典型相关分析得出:根区土壤有效Zn含量对过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性有明显的刺激作用,但抑制了蛋白酶活性;有效Cd则抑制了过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性,但刺激了蛋白酶活性。     

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。     

Eco-friendly approach for leaching out heavy metals from sewage sludge

Sewage sludge contains rich organic matter and nutrients essential for the growth of plants but the presence of toxic heavy metals restricts its land application. To overcome this, the study aims an eco-friendly approach for leaching out heavy metals. Sewage sludge from sewage treatment plant, Chennai, India was characterised. The analysis of total heavy metal concentration was done by digesting in nitric acid and different forms were extracted by community bureau of reference sequential method. Heavy metals: As, Cd, Cr, Cr, Ni, Pb and Zn were determined using inductively coupled plasma optical emission spectrometry Perkin Elmer Optima 5300 DV. The experimental set-up for heavy metal leaching was held for five consecutive days at different concentrations of humic acid (0.1%, 0.5% and 1%) at varied pH (5–9). Results revealed that at the end of fifth day at pH 8, 1% humic acid is capable of leaching out 75.5% cadmium, 66.0% nickel, 52.0% lead, 51.2% zinc, 31.2% copper and 8.5% cadmium from sewage sludge. Statistically positive correlation (0.7088) existed between the percentage of heavy metals leached out and the sum of soluble and reducible fractions. Thus, from ecological point of view, humic acid can be used to leach out heavy metals from sewage sludge serving the need in restoration of soil fertility upon land application.     

土壤腐殖酸SDS-凝胶分级及表观分子量的测定

用SDS-凝胶电泳技术对落叶林土壤提取出的腐殖酸进行分级,并应用凝胶层析分析技术测定腐殖酸各组分的连续分布特征及表观分子量,分子量分别为M=77678,M=49923,M=32085和M=16531.结果表明凝胶电泳和凝胶层析这两种技术可以相互补充,能更好地了解腐殖酸类大分子物质分子量的分布情况.     

重金属离子存在下腐植酸和芘之间的相互作用

建立并验证了腐植酸(HA)和芘结合常数(Koc)测定的荧光猝灭法,进而研究了重金属离子对HA和芘相互作用的影响,测定了重金属离子存在下HA和芘之间的Koc.结果表明:纯化后的HA是分子质量较小的部分,水溶性较高,具有羟基、羧基和碳氧键等极性基团;HA利用其分子中的羟基、羧基、碳氧键等基团和重金属离子产生络合作用,这种络合作用影响了HA的结构;随着重金属离子浓度的增大,Koc遵循先增大,再减小,最后趋于不变的趋势.     

土壤固相不同组分对镉,锌吸持的研究

本文选用三种不同类型的土壤，用连续提取法依次去除土壤固相中碳酸盐（石灰性土壤）、锰、有机质、无定型氧化铁和晶型氧化铁组分，制得分离某一组分或某几个组分后的土壤钙饱和的样品，藉此研究土壤固相各组分对重金属Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响，研究结果表明，不同土壤去除某一组分或多个组分后对Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响是不同的，土壤固相中组分的相互作用可能是其主要原因。     

Speciation evolutions of target metals （Cd,Pb） influenced by chlorine and sulfur during sewage sludge incineration

In sludge incineration, the thermal behavior of heavy metal is a growing concern. In this work, the combined analysis of metal partitioning behavior between vapor phase and condensed phase, speciation redistribu- tion in condensed phase and the difference of metal species in binding energy was carried out to investigate the possible volatilization-condensation mechanism of heavy metals in high-temperature sludge incineration. It was found that there were two steps in metal volatilization. The initial volatilization of heavy metal originated from their exchangeable （EXC）, carbonate bound （CAR） and iron- manganese bound （FM） fractions, which is primarily composed of simple substance, chlorides, oxides and sulfides. With the increase of chlorine and sulfur in sludge, the inner speciation redistribution of heavy metals occurred in condensed phase, which was an important factor affecting the potential volatility of heavy metals. A partial of metal species with complexed （COM） and residual （RES） fractions gradually decomposed into simple substance or ions, oxides and carbonates, which signifi- cantly strengthened the second volatility. In presence of chlorine, about 46% of Cd with the RES fraction disappeared when the volatility rate of Cd increased by 44.89%. Moreover, about 9% of Pb with COM fraction disappeared when there was an increase of nearly 10% in the volatilization rate. Thus, the second volatilization was mainly controlled by the decomposition of metal species with COM and RES fractions. By virtue of XRD analysis and the binding energy calculation, it was found that metal complex and silicates were inclined to decompose under high temperature due to poor thermo stability as compared with sulfates.     

模拟酸雨下自然红壤与污染红壤中Cd,Cu,Zn的释放特征

通过对2个自然红壤和2个污染红壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下红壤中重金属Cd,Cu,Zn的释放特征与影响因素,比较了自然红壤与污染红壤重金属释放特征的差异,结果表明,自然红壤中Cd,Cu,Zn的释放量均随酸雨淋溶量增加而线性增加,累积释放量有Zn＞Cu＞Cd的规律,并且随酸雨酸度增加而增加,3种重金属释放量之间存在显著的线性关系,在污染红壤中,Cd的释放随着酸雨淋溶量的增加呈现对数型增长,Cu的释放模式仍为直线型增长,而Zn的释放在弱酸性酸雨作用下为直线型增长,在强酸性酸雨作用下则为对数型增长,3种重金属释放鼍之间存在非线性关系,污染红壤中重金属释放量顺序为Cd＞Zn＞＞Cu,大约26%-76%的外源Cd和11%-68%的外源Zn被酸雨淋溶释放,但99%以上的外源Cu被土壤吸附,同时,3种重金属累积释放量均与淋出液中H+离子累积量呈现显著的对数关系;Cd和Zn与TOC累积释放量之间呈现显著的对数关系,Cu与TOC呈现显著的乘幂关系,在酸雨作用下,自然红壤由于重金属释放最很小,出现重金属污染的可能性较小;但污染红壤中大量Cd和zn的释放可能导致土壤,水体系统发生重金属污染.     

湘南某矿区菜园土中典型重金属的形态分析

分别运用Tessier连续提取法和Leleyter连续提取法研究湘南某矿区菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的形态分布特征.结果表明：菜园土中Pb,Zn,Cu和Cd的总浓度严重超过国家土壤环境质量标准.Pb,Zn,Cu和Cd的主要形态是残渣态,水溶态和交换态所占比例较小.重金属生物可利用性的研究表明,Pb,Zn,Cu和Cd生物可利用的含量较少;在Tessier方法中,除Cu之外,生物不可利用态是主要形态,其次是潜在生物可利用态,而在Leleyter方法中,潜在生物可利用态是主要形态,其次是生物不可利用态.     

重金属-柠檬酸-针铁矿三元体系的表面络合模型研究

根际环境产生的柠檬酸等小分子有机酸可能影响重金属的溶出效应.本文研究了4种重金属Cd、Pb、Cu、Ni及柠檬酸在针铁矿表面的三元体系吸附行为,结果发现柠檬酸促进了4种重金属酸性条件下在针铁矿表面的吸附量,而Cu、Ni促进了柠檬酸碱性条件下的吸附.结合红外光谱图发现,重金属-柠檬酸-针铁矿主要存在以下2种三元体系形态,即以柠檬酸为"桥键"的≡Fe2CitMe形态和以重金属为"桥键"的(≡FeOH)2MeCit形态.采用电荷分配-多位点表面配合(CD-MUSIC)模型成功预测了的三元体系重金属及柠檬酸在针铁矿表面的吸附行为,模型结果发现柠檬酸的存在显著改变了重金属的吸附形态,其中≡Fe2CitMe为Cd、Pb、Ni三元体系中酸性条件下的主要形态,(≡FeOH)2CuCit为Cu的主要形态.研究补充完善了根际环境的土壤形态模型数据库,为预测重金属的溶出及生物有效性的模型研究提供了基础数据.     

西藏当雄拉屋矿区污染土壤微生物及其活性研究

通过现场采样及室内培养分析,研究了西藏当雄拉屋矿区污染土壤微生物区系组成、主要生理类群及其活性。结果表明：矿区土壤受重金属Cu、Zn、Pb、Cd不同程度污染,矿区污染土壤几种重金属质量分数比非矿区土壤有明显的增加。矿区土壤微生物区系组成和各生理类群发生了明显变化,土壤细菌、真菌、放线菌以及各生理类群数量均显著降低,且3大微生物以及各生理类群对矿区污染的敏感性大小分别表现为放线菌〉细菌〉真菌,硝化细菌〉氨化细菌〉纤维分解菌。矿区土壤酶活性较低,对照土壤的各种酶活性最高,而矿区土壤基础呼吸和代谢商则受到刺激明显提高,其中土壤脱氢酶的活性变化最大,作为矿区重金属污染的指标更灵敏。可见,土壤中微生物区系组成及参与物质转化的生理类群种类、数量及土壤酶活和微生物活性在一定程度上可反映该矿区污染生境的重金属污染特征及其生态功能的演变规律。     

Release of Cd immobilized by soil constituents and its bioavailability

Release of Cd immobilized by soil constituents (clay, humic acids, bacterial cells) in vitro and under soil conditions and its bioavailability to lettuce were studied. The most resistant to extraction with 0.02 M EDTA in vitro as well as under soil conditions was cadmium immobilized by humic acids during decomposition of contaminated plant residues but Cd‐dead cells when 0.1 M NaNO₃ was the extractant.

Cadmium addition (3 mg kg^‐1) to soil and its form were without effect on plant growth and amount of metal accumulated in roots. Tops of plants grown in soil supplemented with Cd‐resting cells contained significantly less metal then other ones.