磷灰石等改良剂对土壤-黑麦草系统中铜行为的影响

以黑麦草作为修复植物,开展了石灰、磷灰石、木炭、猪粪等4种改良剂对重金属Cu污染土壤的田间原位修复研究.结果表明,改良剂提高了土壤pH值并促进土壤Cu从可利用态向潜在可利用态和不可利用态转化,以降低对生物和环境的直接毒害作用,促进黑麦草的生长.以黑麦草生物量和Cu富集量作为评价指标,添加改良剂的4种处理修复Cu污染土壤...     

四种改良剂对Cu、Cd复合污染土壤中Cu、Cd形态和土壤酶活性的影响

以黑麦草（Lolium perenne L.）作为修复植物进行田间试验,研究了石灰、磷灰石、蒙脱石、凹凸棒石4种改良剂对铜镉复合污染土壤中Cu、Cd形态和土壤酶活性的影响。结果表明,改良剂提高了污染土壤pH,降低了土壤可交换态（EX）Cu、Cd含量;改良剂提高了土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,每种改良剂对土壤酶活性增加幅度随其添加剂量增加而增大;土壤酶活性与土壤EX态Cu、Cd含量呈显著或极显著负相关关系,与土壤pH呈显著或极显著正相关关系;高剂量石灰（石灰占污染土壤耕作层质量的0.4%）和高剂量磷灰石（磷灰石占污染土壤耕作层质量的2.32%）处理钝化污染土壤中Cu、Cd及提高土壤酶活性效果最好。     

改良剂对铜镉污染土壤的修复效果及健康风险评估

为了解磷灰石、石灰、木炭对贵溪冶炼厂周边重金属污染土壤的修复效果,通过化学浸出等方法研究了修复后第1年(2010年)和第4年(2013年)土壤中Cu和Cd的可浸出性、有效态(CaCl_2)和生物可给性。结果表明,添加磷灰石、石灰和木炭显著增加了土壤p H值,降低土壤交换性酸和交换性铝含量。改良剂的添加降低了土壤中Cu和Cd的可浸出性和有效态,且磷灰石和石灰处理效果优于木炭,但随着时间推移处理效果减弱。磷灰石和石灰处理1 a后土壤的Cu生物可给性较对照分别降低28.6%和23.1%,Cd生物可给性分别降低21.7%和22.8%,第4年Cu和Cd的生物可给性均有上升趋势。另外,改良剂处理后Cu和Cd的风险系数(QH)均小于1,儿童的风险系数均大于成人。总体上,磷灰石处理在降低Cu和Cd可浸出性、有效态和生物可给性方面具有更好的效果。     

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     

施用改良剂对岩溶地区矿山污染农田土壤中锌生物有效性的影响

以玉米（ZeamaysL．）为研究对象,采用盆栽试验,观测在重金属锌污染的土壤（总锌含量为1412．1mg·kg0）上施用不同改良剂（石灰、石灰＋泥炭、石灰＋胡敏酸钠、石灰＋泥炭＋硅肥、石灰＋胡敏酸钠＋硅肥,分别简称S、SN、SH、SNG、SHG）对土壤锌形态、生物有效性及其在作物中富集的影响。结果表明,施用各种改良剂均显著提高土壤pH值,显著降低土壤弱酸可溶态锌和可还原态锌含量,提高可氧化态锌和残渣态锌含量;提高玉米生物量和产量,增产效果为SHG〉SNG〉SH〉SN〉S。施人改良剂可显著降低锌在玉米不同部位的吸收和转运,植株根、茎、叶、籽粒锌富集明显下降,以SHG、SNG的效果最明昂．S的效果最小。     

珠江三角洲地区典型菜地土壤与蔬菜重金属分布特征研究

通过对珠江三角洲地区的广州市、佛山市、江门市和惠州市典型菜地土壤和蔬菜中重金属（Pb、Cr、Cd、As和Hg）含量及其土壤中有效态（Pb、Cr、Cd）含量的调查,分析蔬菜重金属污染状况与土壤重金属含量的相关性,探讨了土壤重金属含量、有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明,菜地土壤主要受Pb、Cd、Hg污染。Pb、Cd主要以轻度污染为主;而Hg污染在广州市菜地土壤以轻度污染和重度污染为主,佛山市菜地土壤以中度污染和重度污染为主,江门市和惠州市菜地土壤以轻度污染为主。蔬菜主要受Pb、Cd、Hg污染,少数蔬菜受到Cr污染,但并未检测出蔬菜受As污染。蔬菜中重金属含量与土壤中Pb、Cr、Cd的总量、有效态含量之间呈显著正相关关系,与土壤中As、Hg的总量无显著相关性。土壤中Pb、Cr含量与土壤有机质含量、黏粒含量、粉粒含量均达到显著相关。土壤中有效Pb与有效锰含量呈显著负相关关系,土壤中有效Cr含量与土壤粘粒含量、有效铁含量呈极显著正相关关系。     

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。     

4种草对铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性

盆栽试验的结果表明,高羊毛、早熟禾、黑麦草、紫花苜蓿在纯尾矿污染土壤或经处理的尾矿污染土壤上都能生长,但在处理的土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草坪草更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物。单位面积上 4 种植物体内重金属质量分数高低均为 w(Zn)>w(Pb)>w(Cu)>w(Cd),但每种植物对 Cd、Pb、Zn 和 Cu 的吸收质量分数和分布均不相同,一般为根系质量分数大于茎叶。加入改良剂(CaCO3)和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的 4 种草坪草生物量显著增加,植物体中的 Cd、Pb、Zn 质量分数下降,但 Cu 质量分数反而上升,结果单位面积上草坪草吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草坪草相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性。     

石灰氮对镉污染土壤中镉生物有效性的影响

以石灰作对比,在大田条件下研究了不同石灰氮用量对镉污染土壤中镉生物有效性的影响。结果表明,一定量石灰或石灰氮处理均能显著提高酸性土壤的pH值,降低污染土壤中有效态镉质量分数及水稻茎叶和糙米中的镉质量分数。与不施改良剂的对照相比,石灰施用量达到1 200 kg.hm-2时土壤pH值显著提高,土壤有效态镉质量分数降低12.6%（P〈0.05）,水稻茎叶和糙米中镉质量分数分别降低25.5%（P〈0.05）和28.3%（P〈0.05）;石灰氮施用量达到600 kg.hm-2时,土壤pH值显著高于对照,土壤有效态镉质量分数较对照降低10.9%（P〈0.05）,水稻茎叶和糙米中镉质量分数分别降低36.8%（P〈0.05）和33.0%（P〈0.05）。等量条件下（600 kg.hm-2）石灰氮对降低土壤镉有效性及水稻累积镉的效果相对优于石灰处理。因此,石灰氮与石灰一样可用于酸性重金属污染土壤的修复与改良,是一种极具潜力的土壤改良剂。     

湖南省几种主要菜园土铅的化学行为及其作物效应的初步研究

温度、ｐＨ、有机质及不同价态阳离子对铅吸持－解吸量有明显的影响．土壤中的铅在低浓度范围内（红茶园土为１００μｇ／ｇ，石灰性菜园土为５００μｇ／ｇ）对小白菜生长有刺激作用，超过一定浓度（红菜园土为≥５００μｇ／ｇ，石灰性莱园土为≥１００μｇ／ｇ）则有抑制作用．小白莱的含铅量随土壤铅浓度的增加而增加，两者呈极显著正相关．三种改良剂对铅污染土壤有明显的改良效果，其中以猪粪、石灰两种改良剂的效果为好，钙镁磷肥次之．     

长期施肥对水稻土酶活性及理化特性的影响

为了明确不同施肥种类对水稻土土壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,P,K,NPK,2倍NPK,NPK＋猪粪）水稻田耕层（0-20cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）施P（配施或单施）增加土壤全P、速效P含量,平衡施肥配施有机肥（NPK＋猪粪处理）土壤的有机质、全P、速效P、全N、速效N均显著增加,所有施肥处理间pH值差异均不显著;2）除了NPK处理土壤脲酶活性最高外,平衡施肥配施有机肥土壤转化酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶活性与土壤全P量呈负相关,过氧化氢酶、脲酶、转化酶与全N、有机质、速效N、速效P呈显著或极显著正相关;因此,水田土壤长期平衡施肥配施有机肥,能显著提高土壤肥力,增加土壤酶活性,有益于土壤生产力的持续提高。     

秸秆还田下改良剂对水稻生长和Cd吸收积累的影响

土壤中的镉（Cd）易在水稻中积累而威胁人体健康,秸秆还田下不同化学改良剂对水稻Cd 吸收累积特性的影响效应值得关注.选取成都平原德阳市旌阳区Cd 污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆（油菜、小麦）直接还田下添加石灰、钙镁磷肥、海泡石3 种改良剂对水稻生长和Cd 吸收累积的影响.结果表明：与对照相比,油菜秸秆＋钙镁磷肥和小麦秸秆＋海泡石处理均能增加水稻株高、分蘖数和产量,其中产量提高了6.34%和12.64%,达显著水平（P〈0.05）.秸秆还田下,配施改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）均能显著降低（P〈0.05）水稻糙米Cd 含量,较对照降幅分别为21.65%-36.75%（油菜秸秆还田）和21.11%-33.87%（小麦秸秆还田）.油菜秸秆＋改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）促进了土壤Cd 向茎叶的累积,较对照增加1.31-2.41 倍,这对水稻秸秆（茎叶）还田利用有不利影响.小麦秸秆＋石灰或海泡石处理均显著降低了茎秆、谷壳Cd 积累,较对照降幅为6.28%-19.63%和70.16%-78.68%.综合水稻产量及其对土壤Cd 吸收累积效应,油菜秸秆配合改良剂（海泡石、石灰和钙镁磷肥）、小麦秸秆＋海泡石是较为理想的秸秆还田与改良剂配合处理技术.     

水稻土甲烷氧化菌对镉胁迫的响应

重金属污染影响土壤微生物群落结构与活性,间接影响土壤碳（如CO2、CH4）的生物地球化学循环和全球气候变化。甲烷氧化菌氧化消耗CH4,降低大气中CH4含量,在缓解由温室气体导致的全球温暖化方面起着重要作用。本研究通过短期土壤培养实验,比较研究了不同强度重金属镉（Cd）胁迫下,水稻土中甲烷氧化菌的多度、群落组成及其氧化CH4潜势的差异。结果表明,添加Cd含量越大,水稻土氧化CH4潜势越弱,甲烷氧化菌pmoA基因拷贝数显著减少;甲烷氧化菌多度与水稻土氧化CH4潜势之间存在显著正相关关系（P〈0.001）。群落组成分析发现,在相对低含量Cd（1 mg.kg-1）条件下,有新的甲烷氧化菌菌属出现,而添加较高含量Cd（10 mg.kg-1）时甲烷氧化菌种类减少。总之,Cd胁迫降低水稻土中甲烷氧化菌多样性及其氧化CH4潜势,可能导致原位CH4消耗减少,从而增加稻田CH4排放。     

Cadmium distribution in rice plants grown in three different soils after application of pig manure with added cadmium

A glasshouse pot experiment was conducted to investigate Cd concentrations in the aboveground parts of two consecutive crops of rice and Cd availability in three different soils (loam, silt loam, and sandy loam) after application of pig manure with added Cd. Soil pH tended to increase with increasing application rate of pig manure from 1 to 3% (w/w, oven dry basis). Soil diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) extractable Cd showed a clear positive correlation with soil total Cd content and increased with increasing Cd amendment of the manure but showed no difference between the two manure application rates. Cd concentrations in the grain, husk, and straw were significantly and positively correlated with soil DTPA-extractable Cd (p < 0.001). Within each level of manure Cd, the higher rate (3%) of manure produced lower Cd concentrations in the grain, husk, and straw on all three soils than did the lower rate (1%) after the first crop, but this no longer occurred after the growth of the second crop. Grain Cd concentrations exceeded the Chinese National Food Quality Standard (0.2 mg kg(-1)) most often on the loam, with intermediate frequency on the silt loam, and least often on the sandy loam, the soil with the highest pH and lowest organic carbon content and cation exchange capacity.     

Trace elements in wild grasses: a phytoavailability study on a remediated field

There have been significant efforts to establish a widely usable method for the prediction of trace element bioavailability in soil. In this work, we used extraction with 0.01 M CaCl₂ and 0.05 M ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) to estimate bioavailable concentrations of As, Cd, Cu, Pb, and Zn in a soil moderately contaminated with trace elements 1 and 2 years after the application of three amendments. The experiment took place in a field plot of a soil affected by the toxic spill of the Aznalcóllar mine. Four treatments were established: three with amendments (biosolid compost, sugar beet lime, and a combination of leonardite plus sugar beet lime) and a control without amendment. Trace element concentrations of two representative species in each year (Lamarckia aurea and Poa annua in 2004 and Lamarckia aurea and Bromus rubens in 2005) were analyzed. The results showed a positive effect of the amendments both on soil and vegetation. Trace element concentrations in plants growing in the amended subplots were lower than those in plants from nonamended subplots. As a rule, concentrations of CaCl₂-soluble Cd, Cu, and Zn in soil were positively correlated with trace elements in plants, whereas EDTA extraction was scarcely correlated with plant concentration. For species of grasses, especially L. aurea, CaCl₂ seems to be a more suitable extractant to predict trace element bioavailability in this contaminated soil.     

Long-term stability and risk assessment of copper and cadmium in a smelter-impacted soil treated by four amendments

In an effort to address public concerns of the long-term stability and ecological risk reduction of Cu and Cd in a farmland located at the Guixi, Jiangxi Province, China, containing ～ 800?mg?kg^?1 Cu and 0.8?mg?kg^?1 Cd soil, were treated in situ by attapulgite, apatite, montmorillonite and lime at the rate: 10, 10, 10 and 4?g?kg^?1 soil, respectively. Field experiment consisted of 2?×?3-m plots arranged in a randomised complete block design with each treatment. Soil and plant samples were collected in sixth years post-treatments and analysed for Cu and Cd bioaccessibility, chemical fraction and Cu, Cd concentration in plant tissue. The results indicated that the apatite and lime treatments significantly reduced bioaccessible and exchangeable fractions Cu and Cd in the soil at sixth years post the treatments. Cu and Cd concentration in plant tissue was positively related to the bioaccessibility of Cu and Cd. The treatment used 10?g apatite kg^?1 soil appeared to be most effective for overall risk reduction. The Cu and Cd stabilisation and risk reduction by the apatite treatments were accomplished by the induced transformation of labile Cu and Cu species to relatively insoluble forms. This study illustrated that in situ Cu and Cd stabilisation by apatite would be long-term and ecologically safe, which could safeguard human health and ecosystem from Cu and Cd contamination in mining areas.     

衡阳紫色土丘陵坡地土壤酶活性对植被恢复的响应

以典型的衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段为研究对象。采用空间代替时间序列的方法,选用立地条件基本相似的裸荒地、草本群落、灌木群落和乔木群落4种类型表示恢复的4个阶段,通过调查取样和实验分析,探索不同恢复条件下0-10、10-20、20-40 cm土层酶活性的分布特征,以及土壤酶活性对植被恢复的响应。结果表明：1）随着恢复的进行,脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性显著增加（P＜0.05）,过氧化氢酶活性显著减小（P＜0.05）。2）随着土层的加深,脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性显著减小（P＜0.05）,过氧化氢酶活性显著增加（P＜0.05）。3）脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶之间呈极显著正相关（P＜0.01）,且均与土壤含水量、物理性黏粒、土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效钾、阳离子交换量呈极显著正相关（P＜0.01）,与容重及pH值呈显著或极显著负相关（P＜0.05或P＜0.01）。4）过氧化氢酶与脲酶呈极显著负相关（P＜0.01）,与蔗糖酶与碱性磷酸酶相关性不显著（P＞0.05）,与土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效钾及阳离子交换量呈显著或极显著负相关（P＜0.05或P＜0.01）,与 pH 值呈显著正相关（P＜0.05）。5）土壤脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶可敏感地反映植被过程中土壤质量的变化,植被恢复可改善表层与深层土壤的生物学性质。     

佛山农业表层土壤磁化率特征及其与重金属含量的关系

环境磁学方法针对城市、矿区、工业区等特定区域土壤的研究现已比较普遍,但在农业土壤重金属研究中的应用还比较少。本文对采自佛山市的532件农业表层土壤样品进行低频（976 Hz）和高频（15616 Hz）磁化率测试,在分析其空间分布特征的基础上选取175件（其中,旱地土样149件,水田土样26件）代表性样品进行重金属（Cd、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg、As）含量的分析测试。在分析不同土壤样品磁化率与重金属含量之间相关关系的基础上,从旱地和水田土壤中分别挑选出6种与低频磁化率高度相关的重金属元素（旱地Ni、Cu、Cr、Zn、Cd、Pb,相关系数分别为0.599、0.492、0.279、0.510、0.445、0.225;水田Ni、Cu、Cr、Zn、Cd、Hg,相关系数分别为0.728、0.699、0.606、0.602、0.764、0.450）进行回归分析,列出回归方程,并得到一些初步认识。主要有（1）低频磁化率与频率磁化率在空间分布上总体呈现相反趋势;（2）重金属含量与低频磁化率总体呈正相关,但正相关的元素种类在旱地和水田土壤中有所差异;（3）所研究的旱地土壤重金属含量与频率磁化率呈负相关关系,但这种相关关系在水田土壤中没有明显表现;（4）Pb 元素在旱地土壤中与低频磁化率表现出显著正相关（P〈0.01）,在水田土壤中却与低频磁化率和频率磁化率表现出一定的负相关性。（5）通过测定农业土壤的磁化率即可初步推算出相应的重金属含量,为磁学方法在农业表层土壤重金属快速监测领域的进一步应用提供了数据支持和科学依据。     

改良剂对铜矿尾矿砂与菜园土混合土壤性质及黑麦草生长的影响

用蒙脱石、稻草、鸡粪作为改良剂 ,研究不同改良剂对铜矿尾矿砂与菜园土混合土壤pH、有效态重金属含量、脲酶和磷酸酶活性以及混合土壤上种植的黑麦草生长的影响。结果表明 :添加蒙脱石对不同生长期黑麦草的生长量没有显著影响 ;使用稻草和鸡粪处理尽管在开始阶段不利于黑麦草 (第 1茬和第 2茬 )的生长 ,但随时间延长 ,黑麦草的生物量 (第 3茬和第 4茬 )明显增加 ,表现出很好的后效。黑麦草的根重与鸡粪的添加量关系显著 ,施用稻草的纯尾矿砂处理组 (处理 2 2 )根重最大 ,而且蚯蚓只能在使用适量稻草的处理条件下才能在混合土壤中生长。土壤酶的分析发现 ,磷酸酶的活性除了在蚯蚓能够生长的处理组表现出较高外 ,其它处理之间无明显差异 ,但脲酶的活性则随着稻草和鸡粪施用量的增加而显著提高。各处理之间土壤的 pH值变化不大。添加稻草减少了土壤中有效态重金属的含量 ,而使用鸡粪处理明显增加了土壤中包括铜、铅和锌等有效态重金属的含量 ,说明在施用含有重金属的畜禽粪便时务必小心谨慎 ,以防二次污染。