海南省土壤中稀土元素的生物有效态含量和总量

利用高灵敏度、低检出限的ICP-MS研究了海南省土壤中稀土元素总量和有效态含量.结果表明:海南土壤中各稀土元素总量均高于全国背景值,是全国背景值的110160%,各稀土元素的有效态含量与总量之间的相关系数在0.6630.949范围内变化(p<0.01,n=63),具有明显正相关性.为深入探讨和评估土壤中稀土元素的生态和环境效应,制定农用稀土开发利用过程中的环境保护对策提供科学依据,将土壤中稀土元素总量和有效态含量结合起来研究是很有必要的;文章研究首次得出如下结论:海南土壤中生物有效态稀土元素含量占总量的23`%,显示出稀土元素生物有效性程度很高,所以稀土微肥在农业上的应用,在海南省应该区别不同的土壤类型,避免盲目向土壤中添加稀土,对保护土壤环境,维护农业生态系统有积极的科学指导意义.     

红壤中稀土元素的有效性及其环境意义

研究了不同母质来源的红壤剖面层中稀土元素结合形态的变化以及可溶态稀土元素含量的变化，结果表明，红壤中稀土元素的有效性较其他类型土壤为高，可溶态稀土元素在土壤稀土总量中所占的比例可达６％～７％左右，稀土的有效性主要与土壤中粘土矿物及有机质等组分对稀土的吸附有关。     

河台金矿矿山土壤-植物稀土元素含量分布和迁移积聚特征

在广东省河台金矿矿山采取岩石、土壤、植物样品,并对其中的稀土元素含量采用ICP-MS法测定,研究了金矿矿山岩石、土壤、植物的根、茎、叶稀土元素含量分布和迁移积聚特征.结果表明：在金矿区稀土元素在岩石、土壤、植物样品中含量均高于背景对照区.在成矿和表生地球化学过程中金矿土壤各层的稀土元素发生迁移和分异,在表土层和心土层含量高于底土层和成土母岩;矿山土壤各剖面层轻重稀土发生分异,轻稀土富集,重稀土相对贫乏,且均有不同程度的Eu亏损和Ce的负异常.蕨类植物芒萁(Dicranopteris dichotoma)表现极强的积累富集稀土元素能力.稀土元素在植株体内的分布规律不同,对于芒萁而言：叶>根>茎,而马尾松(Pinas massoniana)为：根>叶>茎.金矿区植物稀土元素地球化学和生物地球化学异常反映出所在金矿特殊成矿地质背景以及生境的地球化学特点.稀土元素的生物吸收系数和生物转移系数表征出植物对稀土元素的吸收富集能力以及在各个器官的迁移状况,金矿区各植物体形成对金矿环境不同的适应机制和各自独特的稀土元素生物地球化学特征.     

赣南典型稀土矿区周边土壤和动植物产品中稀土元素组成特征及其健康风险评价

通过野外取样调查和室内ICP-MS测定,研究了赣南典型稀土矿区周边土壤、动植物产品中稀土元素的组成特征,并评价了稀土元素对人体的健康风险.结果表明,赣南稀土矿区周边土壤稀土平均含量为402.74±200.03 mg·kg~(-1),分别是全国土壤稀土含量均值及世界土壤稀土中值的2.28倍和2.08倍;植物产品稀土平均含量为343.48μg·kg~(-1);动物产品稀土平均含量为460.00μg·kg~(-1);土壤、植物产品和动物产品中Ce含量最高,占总稀土比重分别为34.22%、35.31%和62.95%;其中轻稀土元素所占比重分别为75.29%、75.17%和75.82%.当地居民每日通过动植物产品摄入稀土元素日量为3.95—30.49μg·kg~(-1)·d~(-1),均值为10.36μg·kg~(-1)·d~(-1),均远低于稀土元素对人体亚临床损害剂量的临界值(110μg·kg~(-1)·d~(-1)),表明赣南矿区周边动植物产品中稀土元素不会对消费者产生健康风险.     

芜湖市三山区菜地土壤重金属污染特征分析

从芜湖市三山区蔬菜基地采集82个农田土壤样品,测试其中的As、Zn、Pb、Cr、Ni、Co、Mn和Fe 8种金属总量和生物有效态含量,对蔬菜基地农田土壤含量特征及来源进行了分析.结果表明:蔬菜基地土壤中8种元素的含量均高于其土壤背景值,其中As(30.01 mg/kg)含量是其土壤背景值的2.83倍.与我国《土壤环境质...     

天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素

以天津市蓟州富硒区土壤为研究对象,对土壤中硒含量、有效硒含量及硒的形态特征进行分析,并对土壤有效硒的影响因素进行研究.结果表明,蓟州富硒区土壤总硒的含量范围0.14—0.65 mg·kg~(-1),均值为0.37 mg·kg~(-1),高于蓟州区环境背景值0.23 mg·kg~(-1)和全国土壤硒元素的平均值0.29 mg·kg~(-1).土壤有效硒的均值为0.021 mg·kg~(-1),有效度为5.63%.研究区土壤硒元素以强有机结合态和残渣态为主,两种形态的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)和0.11 mg·kg~(-1),占总硒的比例分别为44%和35%,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的硒含量较少,仅占总硒含量的4.6%,1.7%和0.9%.土壤中有效硒的含量近似等于水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态硒的含量之和,且两者的差异性检验结果显示并无显著性差异.土壤中有效硒与硒全量、pH和有机质均呈显著的正相关关系,偏分析结果表明有效硒主要受土壤硒含量和pH的影响.     

模拟酸雨对土柱中稀土元素迁移的影响

模拟研究酸雨对土柱中稀土元素迁移的影响.结果表明,在雨水、酸雨淋溶下,对照组红壤土柱中所含稀土元素有向下迁移的趋势,并且随淋溶液pH值的降低,稀土元素向下迁移的能力增加.外源稀土迁移量的大小顺序为;Ce>La>Nd>Pr,其顺序与各稀土元素在稀土微肥中含量大小的顺序相同.表明外源稀土的迁移性与外源稀土的总量密切相关.外源稀土在土柱中的含量随着红壤深度的增加而减少,稀土元素主要在土柱中第一、二层持留;随着淋溶液酸度的下降,稀土元素向下迁移的能力增加.     

赣南富稀土矿区农田土壤中稀土元素的环境化学特征

选择江西赣县大田稀土矿区，研究了矿区耕作农田土壤中稀土元素的含量、分布及赋存形态特征。结果表明，该区土壤中稀土元素含量明显高于对照区和全国土壤平均含量，且相对富含重稀土元素。土壤中稀土元素的分布模式受成土母岩及元素性质控制，呈现Eu和Ce负异常。稀土元素主要以可交换态和有机结合态（特别是松结有机态）形式存在，具有较高的活性和生物有效性，可能影响生态环境安全。     

锑矿土壤中As和Sb的分布、形态及生物可利用性

采用微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定了晴隆锑矿区土壤中总砷和总锑,利用Tessier连续提取法分析土壤中不同形态砷和锑.结果表明,各采样点土壤As、Sb含量分别为17.98—127.85 mg·kg-1、171.93—601.59 mg·kg-1,远高于贵州省背景值;土壤中砷和锑的存在形态均以残渣态为主,其次是有机结合态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态,可交换态很少;土壤中生物可利用态锑占总和0.33%—1.72%,其含量为0.60—3.91 mg·kg-1,而土壤中生物可利用态砷占总和0.09%—0.57%,其含量为0.15—0.48 mg·kg-1.     

土壤中腐殖酸对外源农用稀土生物可利用性的影响

采用盆栽实验方法，研究了腐殖酸对稀土元素在土壤-植物体系中的迁移、富集和生物可利用性的影响，结果表明，在试验土壤红壤中，稀土元素主要富集在小麦根部，加入低浓度的腐殖酸后，促进了小麦对稀土元素的吸收：而高浓度的腐殖酸则抑制小麦对稀土元素的吸收，腐殖酸浓度过高时，对小麦生长产生毒害作用，同时发现，小麦中叶绿素含量与小麦中稀土含量存在相关关系。     

生物炭对湘潭锰矿区土壤重金属的固化效应

通过室内培养实验,研究不同施用量(1%、2%、5%、10%、20%)的生物炭对锰矿区周边土壤中3种重金属锰(Mn)、铅(Pb)、铬(Cr)的固化效应。结果表明,生物炭施入土壤可使土壤中酸溶态、可还原态Mn、Pb、Cr含量分别降低1.18%~61.70%、2.38%~62.15%;而使土壤中可氧化态、残渣态Mn、Pb、Cr含量分别增加1.9%~224.41%、1.33%~44.5%;并且生物炭施入量与土壤中酸溶态、可还原态Mn、Pb、Cr含量呈显著负相关(r:-0.850~-0.526,P0.05),与土壤中可氧化态、残渣态Mn、Pb、Cr含量呈显著正相关(r:0.589~0.880,P0.05)。培养时间的延长对土壤中酸溶态、可还原态Mn、Pb、Cr向可氧化态、残渣态的转化有一定的促进作用。生物炭的施入也可极显著提高土壤p H值(P0.01),土壤p H值与土壤中酸溶态、可还原态Mn、Pb、Cr含量呈极显著负相关(r:-0.832~-0.559,P0.01),与土壤中可氧化态、残渣态Mn、Pb、Cr含量呈极显著正相关(r:0.634~0.878,P0.01),但培养时间对土壤p H值的变化无显著影响。该研究结果可为生物炭对湘潭锰矿区周边土壤中重金属Mn、Pb、Cr的固化效应研究提供一定的理论依据。     

稀土的生物效应与农用稀土的累积影响

综述稀土元素的环境行为、累积影响、生物富集和生物效应,从动植物对稀土元素的生物富集及其产生的负面效应,探讨了农业应用稀土在土壤中累积后对生态环境可能产生的影响     

生物炭与磷肥配施对棕壤中Cd形态及其有效性的影响

通过实验室模拟Cd污染棕壤,探讨单施不同量(20和40 g·kg~(-1))花生秸秆生物炭(PB)和棉花秸秆生物炭(CB)、20 g·kg~(-1)磷肥(P)以及两者配施对污染土壤p H值及5种形态Cd含量变化的影响,分析生物炭、磷肥及其联合作用对棕壤Cd生物有效性的影响机制。结果表明,单施磷肥可显著降低土壤p H值(较CK降低14.64%),单施生物炭以及两者配施均可提高土壤p H值(较CK增加0.99%~24.67%),以单施40 g·kg~(-1)花生生物炭处理土壤p H值增幅最显著。单施磷肥显著降低土壤可交换态、碳酸盐合态和铁锰氧化物结合态Cd含量,增加有机结合态和残渣态Cd含量;单施生物炭和配施处理均可使土壤可交换态Cd含量显著减少,碳酸盐结合态Cd含量显著增加(49.76%)。在相同施炭量(20 g·kg~(-1))下,配施处理土壤有效态Cd含量的降幅高于单施处理,且花生秸秆生物炭与磷肥配施处理效果优于棉花生物炭与磷肥配施,Cd活性系数分别为0.150和0.236,即20 g·kg~(-1)花生秸秆生物炭+20 g·kg~(-1)磷肥(P+PB_2)混合处理最有利于降低土壤Cd生物有效性。     

稀土的生物效应与农用稀土的累积影响

综述稀土元素的环境行为,累积影响,生物富集和生物效应,从动植物对稀土元素的生物富集及其产生的负面效应,探讨了农业应用稀土在土壤中累积后对生态环境可能产生的影响。     

稀土元素在水体食物链生物中迁移的摸拟研究

本文用动态和静态摸拟系统分别研究了稀土元素在小球藻-大型溞-鲤鱼食物链生物上的迁移。结果表明:水生生物对稀土的生物积累作用有从水体直接摄取和从食物间接摄取两种方式,但稀土元素在该食物链上无生物放大作用,生物体中积累的稀土量和水环境中残余的稀土浓度从轻稀土向重稀土递减,稀土元素在水环境中迁移的最重要形式可能是物理-化学迁移。     

椰纤维生物炭对砖红壤水稻土Pb形态及水稻产量和品质的影响

为研究椰纤维生物炭(CFB)对铅(Pb)污染水稻土中Pb形态和生物有效性的影响,以及对水稻(Oryza sativa L.)生长和品质的调控效果,以热带(海南)具有代表性的花岗岩和玄武岩母质发育的砖红壤水稻土为供试土壤,在6种Pb污染土壤(Pb质量分数为0、50、250、500、2 500、5 000 mg·kg~(-1))中添加质量分数为3%的CFB,并进行水稻盆栽试验,分析土壤EDTA有效态Pb含量和Pb形态,及糙米Pb含量、水稻产量和农艺性状的变化。结果表明:随Pb污染量的增加,两种水稻土中各化学形态和有效态Pb含量显著增加(P0.05);CFB的施用降低了土壤交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb含量,增加了有机结合态和残渣态含量;降低了供试土壤有效态Pb含量,且玄武岩母质水稻土较花岗岩母质水稻土效果更显著。Pb质量分数(250、500 mg·kg~(-1))未超过国家农业用地风险管制值(GB15618—2018;≤500 mg·kg~(-1))时,花岗岩水稻土、玄武岩水稻土中糙米Pb含量依次超过食品安全国家标准(0.2mg·kg~(-1));Pb胁迫未对水稻生长和农艺性状造成明显影响;而质量分数为5 000 mg·kg~(-1)时,Pb胁迫抑制水稻生长、降低农艺性状,此时花岗岩和玄武岩中糙米Pb含量分别超过国家食品安全标准14、10倍。CFB能够缓解Pb对水稻产量和品质的影响;Pb质量分数为500mg·kg~(-1)时,CFB的施用使玄武岩水稻土中糙米Pb含量降低38.4%,符合食品安全国家标准。因此,椰纤维生物炭能够促使土壤中Pb向水稻难吸收的有机结合态和残渣态转化,降低有效态Pb含量,减轻Pb对水稻生长的毒害及在糙米中的累积。     

地质高背景区土壤及玉米中重金属的含量及污染评价——以城口县为例

研究地质高背景区土壤及农作物中重金属的污染状况,为地质高背景区土地污染评价提供有效建议。在重庆市城口县采集玉米-根系土样品44套,分析了土壤和玉米中重金属(Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni)的全量及土壤pH,同时分析了土壤中重金属的形态,利用单因子指数法和内梅罗指数法对土壤及玉米中重金属污染的状况进行评价。结果显示,研究区土壤重金属含量的平均值均高于中国土壤环境背景值,土壤Cd的平均含量是中国土壤背景值的8.41倍,是典型的重金属地质高背景区,且土壤以碱性为主。土壤中主要污染因子为Cd,存在个别Zn和Ni的超标点位。土壤中、重度污染区主要分布在研究区的东北部,所占比例分别为6.82%和14.63%。玉米中主要的污染因子为Cd,但As、Pb和Ni等因子也应引起重视。玉米与土壤重金属污染分布情况基本吻合,相对于土壤而言,玉米重金属污染程度较低。土壤中重金属元素来源受到重金属基底值较高的黑色岩和灰岩区次生富集作用的影响。土壤Cd生物有效态含量较高,是玉米Cd超标的主要原因。建议调节土壤pH,防止土壤酸化,以实现农产品安全生产。地质高背景区土壤污染评价应基于土壤元素全量-有效态-作物安全性的体系进行,以达到系统评价的目的。     

硫磺对土壤中Pb和Zn形态的影响

研究了添加硫磺对Pb和Zn污染土壤的pH值、土壤中SO4^2-含量、土壤中Pb和Zn的NH4OAc浸提态含量及土壤中Pb和Zn的BCR(欧共体标准物资局)三步分级提取态含量的影响．结果表明：Pb和Zn污染土壤中添加硫磺后,土壤pH值降低,土壤中SO4^2-含量增加,土壤中Pb和Zn的NH4OAc浸提态含量随施硫水平的增加而增加;在对Pb和Zn的BCR三步分级提取态含量分析中,添加硫磺后,二者的B1态都有增加,Zn的B1态增加的比例要高于Pb,二者的B2和B3态都有不同程度的变化．     

生物炭与腐殖酸复配对油菜（Brassica campestris L.）生长与镉累积的影响

以油菜(Brassica campestris L.)为供试原料,对油菜废弃物生物炭进行制备与表征,通过盆栽实验,探究不同比例生物炭和腐殖酸的复配对土壤理化性质,油菜中Cd总量与根系土壤有效态Cd含量的影响。结果表明,生物炭和腐殖酸能够提高土壤养分的有效性,两者表面富含的官能团和致密的孔隙结构有利于土壤Cd的吸附,并显著提高土壤pH值,促进土壤重金属Cd的钝化作用。生物炭和腐殖酸复配在一定的比例范围内可提高油菜的生物量,但是生物炭及腐殖酸单独施用量超过1%,则对油菜的生长产生抑制。随着生物炭比例(生物炭在土壤中所占比例始终小于1%)的增加,油菜地上部分和地下部分生物量分别提高47.55%—60.33%和10.21%—87.59%,而2%生物炭和1%腐殖酸处理组,1%生物炭和2%腐殖酸处理组,1%生物炭和3%腐殖酸处理组分别降低了1.46%—88.65%和6.67%—64.23%。1%生物炭处理组和1%腐殖酸处理组的土壤有效态Cd分别降低28.76%和22.06%。同时不同比例生物炭和腐殖酸的复配显著降低油菜中Cd的累积量,降低地上部分和地下部分Cd的含量幅度分别为30.76%—90.79%和29.88%—92.46%。进一步研究表明,钝化处理的盆栽土壤有效态Cd含量均显著降低,降幅可达22.06%—47.90%。利用油菜废弃物制备生物炭复配腐殖酸极大程度提升高了盆栽土壤的质量同时利于土壤中重金属的稳定化,为中国北方碱性土壤重金属Cd超标农田的修复提供参考。     

莲花山矿区土壤-农作物系统中重金属调控

以广东省莲花山钨矿区耕地为研究点,研究土壤金属含量分布、形态特征及其调控措施。分析耕地土壤中Zn、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd、As含量特征,以碱石灰、MnO2、Fe2O3和钙镁磷肥作为改良剂,对矿区污染耕地土壤进行改良,并种植萝卜Raphanus sativus,分析各改良剂对土壤金属形态及其在土壤-农作物界面迁移的影响。研究表明,矿区耕地土壤酸化, Zn、Mn、Pb、Cd和As超过土壤背景值,其中Cd和As污染严重,分别超过背景值的10.2-16.7倍和1.1-1.3倍。碱石灰有效降低耕地土壤pH值,降低土壤Zn、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd可溶态含量,减少其在萝卜中积累。萝卜对Pb、Zn、Cd、Cu、Ni累积量与其可溶态含量相关性显著,与总量相关性不显著。Fe2O3、MnO2、钙镁磷肥对耕地土壤Zn、Cu、Ni、Mn、Pb、Cd 生物有效性及其在农作物中累积量无显著影响。矿区耕地土壤分别添加碱石灰、Fe2O3、MnO2,土壤中砷松散结合态含量降低,农作物砷累积量减少。钙镁磷肥对土壤砷形态无显著影响,但能显著降低萝卜中砷的累积量。碱石灰分别与Fe2O3、MnO2、钙镁磷肥相结合改良耕地土壤,比单一改良剂更能有效降低萝卜中砷的累积量。萝卜中砷累积量与松散结合态存在显著正相关性,与Ca-As存在显著负相关性。碱石灰分别和Fe2O3、钙镁磷肥同时加入土壤,能同时地有效降低Zn、Cu、Mn、Ni、Pb、Cd、As的有效性,及其在农作物累积量,因此,这2种改良方式是莲花山矿区土壤金属固定的有效措施。