燃煤烟气脱硫副产物在酸性土上的农用价值与利用原理

燃煤烟气脱硫副产物作为废弃物对环境的潜在威胁,促使人们对其资源化利用研究的重视。文章针对红壤地区土壤普遍缺乏营养元素的问题,通过分析盆栽和田间试验结果,探讨燃煤烟气脱硫副产物在酸性土壤上的农用价值与利用原理。结果表明,燃煤烟气脱硫副产物富含作物所需的营养元素,而红壤地区土壤又普遍缺乏这些元素;它具有独特的形态特征和理化性能,在酸性土壤中可以产生协同效应,因而具极高的农用价值。在酸性土壤上适量施用,可以提高土壤养分含量,改善土壤理化性质,提高土壤供肥性能和持水能力,促进作物对养分的吸收,从而达到废弃物农业资源化利用的目的。     

花生施用燃煤烟气脱硫副产物研究初报

主要研究了施用燃煤烟气脱硫副产物（石膏和粉煤灰）对花生性状的影响。结果表明，在广东浅海沉积砖红壤上，施用脱硫副产物对盆栽花生出苗、根系及其营养生长、花生花针生长发育等均产生一定的抑制作用；抑制程度与脱硫副产物施用量有关。但在添加1%、5%、10%的脱硫副产物条件下，花生根瘤数量及质量均比不施脱硫副产物的处理有成倍地增加，若添加量达到20%则会对根瘤生长繁殖产生明显的抑制。施用脱硫副产物提高了花生的产量，在施用量达到土壤质量1%的条件下，花生获得最高产量，且根瘤生长繁殖受到促进，故该施用量是该实验的最优处理。     

燃煤烟气脱硫副产物的重金属环境行为

通过理化分析、盆栽生物试验及土壤淋溶试验，探讨了脱硫副产物的重金属农业环境行为。结果表明：燃煤烟气脱硫副产物中的总Pb、Cd、Cr、As、Se、Ni、Cu等指标，基本上都低于国标最高容许量和土壤环境质量二级标准，符合国家控制标准，但普遍高于土壤自然背景值含量。8～10g／kg土的供试物量处理，花生、萝卜、甘蔗和水稻的可食部分重金属均无超常累积现象，未导致农产品重金属的富集残留污染，不影响农产品安全品质。在表土层供试物量达到40g／kg条件下，土壤淋溶试验结果表明，施脱硫副产物未导致土壤淋滤液重金属污染，不可能通过降雨淋溶过程，渗透过1m左右的土层而污染地下水源。     

烟气脱硫石膏对滩涂围垦土壤重金属解吸及残留形态的影响

滩涂围垦土壤是重金属等难降解污染物的主要最终归宿场所之一,其重金属的解吸将影响重金属的迁移性、生物有效性和潜在毒性,研究重金属的解吸对土壤污染评价、修复及环境容量预测至关重要.研究了烟气脱硫石膏对广州市南沙滩涂围垦土壤重金属的解吸效果,并分析了烟气脱硫石膏对重金属形态的影响.在离心管中称取20.0 g过0.25mm筛土样,加入20 mL水和不同量的烟气脱硫石膏,在室温下于恒温振荡器振荡,风干研碎后用原子吸收分光光度法测定重金属全量,并用Tessier连续提取法研究了处理前后重金属形态变化.研究结果表明,随着脱硫石膏施用量的增加,经过振荡离心后的滩涂围垦土壤中重金属质量分数先急剧下降,之后变化趋于平缓.与原土相比各重金属最大解吸率分别为:Cd 30.38%,Cu17.73%,Ni 15.00%,Zn 14.19%,Pb 9.46%,Cr 8.89%.比较处理前后重金属的形态变化,发现各重金属的可交换态解吸率均达50%以上,并且重金属碳酸盐结合态质量分数也有减少.说明烟气脱硫石膏能降低土壤对重金属的吸附,经振荡离心后能降低土壤中重金属的毒性和生物可利用性.     

宁东基地不同燃煤电厂周边土壤5种重金属元素污染特征及生态风险

为了解宁东基地不同燃煤电厂周边土壤重金属污染特征,采集并测定了表层土壤样品的Cr、Cd、Pb、As和Hg等5种重金属含量,分析了土壤重金属元素的含量特征、不同风向上重金属含量的分布规律,采用单因子污染指数和综合污染指数对研究区域土壤重金属污染程度进行分析,并利用潜在生态风险指数法对其生态风险进行评价。结果表明:研究区域表层土壤中上述5种重金属元素质量分数的平均值分别为52.19~63.35、0.52~0.57、22.18~26.16、5.57~10.68和0.12~0.18 mg?kg~(-1),均没有超过《国家土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级标准(p H7.5)和《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》(HJ350—2007)A级标准限值,但Cd、Pb和Hg的平均值超过了宁夏土壤背景值,其中Pb含量略高于背景值,Cd和Hg含量明显超出背景值,分别是背景值的4.6~5.1和6.0~9.0倍;Cr、Cd、Pb和As含量在不同燃煤电厂不同风向上的变化无明显规律,而Hg含量呈现西北风向最小,东南风向最大的分布规律,明显受主导风向影响;经单因子污染指数和综合污染指数评价,不同燃煤电厂周边表层土壤重金属的单项和综合污染指数均小于0.7,污染水平属于"清洁"。潜在生态风险指数评价结果进一步表明,电厂周边表层土壤呈轻微生态风险。尽管不同燃煤电厂周边表层土壤受重金属污染影响较小,但Cd和Hg含量在当地积累明显,这2种重金属元素的防治应受到重点关注。该研究可为宁东基地不同燃煤电厂周边土壤重金属污染防治和管理提供理论依据     

不同土壤类型下Cd和Pb在水稻籽粒中累积特征及其环境安全临界值

研究水稻籽粒对土壤重金属的累积特征和水稻产地土壤重金属安全临界值,可为水稻安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。以杂交籼稻KU818作为材料,通过外源添加不同质量分数的Cd和Pb,于2008年在南京采用盆栽试验方法,研究不同土壤类型下水稻籽粒对土壤重金属Cd和Pb的累积特征及其环境安全临界值。结果显示,水稻籽粒对重金属的累积量总体上随着外加重金属质量分数的增加而呈现增多趋势,籽粒中重金属含量与处理水平及盆栽土壤中重金属有效态含量呈现显著或极显著正相关。籽粒对Cd、Pb的累积特征呈现出土壤类型之间的显著差异,水稻土栽培下,籽粒对重金属的累积高于潮土栽培下的。根据国家《食品中污染物限量（GB 2762-2005）》标准中重金属的限量标准和水稻籽粒重金属的累积特征推算出水稻产地（潮土和水稻土）安全临界值：Cd为1.63 mg·kg^-1和0.74 mg·kg^-1,Pb为230 mg·kg^-1和110 mg·kg^-1,均高于国家《食用农产品产地环境质量评价标准（HJ 332-2006）》的指标。结果表明,由于临界值在土壤类型之间差异较大,制定统一的农产品产地重金属限量标准还需结合当地土壤性质加以评价。     

施用中量微量元素对小白菜产量和硝酸盐含量的影响

为研究降低蔬菜硝酸含量的施肥技术，在不同质地的土壤上设置田间试验，对小白菜施用不同的中量和微量元素。结果表明，小白菜对施用的各种中量、微量元素在不同质地的土壤上有不同的响应；在合理施氮、磷、钾肥的基础上，有选择性地适量施用中量、微量元素，不仅可提高蔬菜的产量，而且可降低其体内硝酸盐的含量。     

中国城市污泥应用对作物产量、品质和土壤质量的影响

为了消减污泥对环境的污染,中国在污泥利用方面采用了多种制肥技术,采用单独使用、堆肥、有机无机肥、生物有机肥等处理方式制成产品,而且在各种农作物上的试验越来越多。文章探讨了污泥施用对作物生长的效果和对土壤质量的影响。研究表明,施用污泥对作物生长发育都有良好的作用,相关的生理生化指标有一定程度提高;明显促进土壤速效养分的吸收,提高收获物产量和生物产量,改善品质。作物重金属的吸收积累量除个别例外都能达到国家食品卫生标准,但污泥施用超过一定量对有些作物品种的种子发芽率有抑制作用。城市污泥富含有机质、大中微量矿物质元素等,但不同来源、不同品质和不同用量的污泥对土壤质量的影响有所差异。土壤有机质、pH、大中微量元素、团粒结构、容重、电导率,以及土壤酶和微生物活性等土壤质量指标有所提高。污泥含有重金属、有机污染物等污染物,一般而言重金属超标是不常见的。按照资源化利用的原则,污泥施用既要有利于消化污泥量又要不造成环境污染,污泥中重金属含量比原始土壤中的高,施用量越多重金属含量也越高,所以在适宜的范围内才是安全的。许多试验证明,重金属含量除某些条件下极个别超出安全指标外,基本都能达到农用污泥污染物控制标准。综合来看,在正确处理下污泥是可以用于作物生产的。     

盐碱地施用脱硫石膏对土壤养分及油葵光合特性的影响

通过分析宁夏平罗西大滩不同改良年份盐碱地土壤养分含量,测定油葵(Helianthus annuus)光合日变化曲线、光响应曲线和油葵产量,研究了施用脱硫石膏对盐碱地土壤改良及油葵光合特性的影响.结果表明,在盐碱土壤上施用燃煤电厂脱硫石膏后,土壤电导率、pH值随土壤改良年限增加而逐年下降,土壤有机质含量、碱解氮、有效磷和速效钾则逐年上升.随着土壤改良年限增加,油葵叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度均明显下降,气孔限制值和水分利用效率也明显下降(P<0.01).同时,随着改良年限增加,油葵叶片暗呼吸速率、光饱和点和最大净光合速率增加,而光补偿点降低.施用脱硫石膏后油葵盘径、百粒重和产量随土壤改良年限增加也显著提高(P<0.05).因此,施用燃煤电厂脱硫石膏能够显著地改良盐碱地土壤、提高油葵叶片光合能力,从而促进作物生长、提高作物产量.图2表3参29     

燃煤烟气脱硫石膏在新疆盐碱土壤改良中的应用研究

以燃煤烟气脱硫石膏作为化学改良剂,在新疆克拉玛依地区进行碱化土壤改良,土壤改良后种植新疆杨（Populus bolleana Lauche）、白榆（Ulmus pumila L.）、沙棘（Hippohgae rhamnoides L）。分析了烟气脱硫石膏对盐碱地土壤理化性质和树木生长状况的影响。结果表明：处理区土壤的pH值和全盐量比对照区有明显降低,处理区的原始碱化度越高,改良后碱化度的下降幅度越大,而且表层土壤中碱化度的下降最为明显,从29.9%下降到1.43%。改良后树木的平均成活率为71%,比对照区树木的成活率高41%,用燃煤烟气脱硫石膏改良新疆克拉玛依地区碱化土壤种植树木具有极大的推广应用价值。     

有机肥中重金属特征及其控制技术研究进展

随着工业的快速发展,农药、肥料及地膜等系列农用化学物质的广泛使用,农田土壤重金属污染越来越严重。重金属进入土壤后,其难移动性导致大量积累,造成土壤环境污染,影响植物生长,危及人类的健康。有机肥是我国农业生产中非常重要的肥料,其来源也十分广泛。施用有机肥是提高作物产量的必要措施,同时也是土壤重金属的主要输入途径之一,研究有机肥的重金属特征及其有关控制技术对农产品安全和有机废弃物的再利用具有重要意义。文章就畜禽排泄物堆肥、污泥堆肥、生活垃圾堆肥和沼肥等主要有机肥料的重金属来源、含量以及不同溯源有机肥料对土壤中重金属有效性的影响进行综述,重点介绍了畜禽排泄物堆肥中重金属含量和饲料添加剂之间的关系,为农田土壤重金属污染防治和农产品安全提供科学依据。除从有机肥的源头控制重金属外,文章主要介绍了化学法、生物吸附法、生物淋滤法和电化学法等重金属控制技术,针对各种控制方法,阐述了其原理、应用实例、优缺点及研究进展情况,提出了解决有机肥重金属污染问题的思路和方法,为有机肥料的资源化利用提供了参考。最后指出,为了实现养殖业与种植业的安全链接,除选用重金属含量低的有机肥,通过相关技术有效控制有机肥中的重金属外,还要注重肥料用量、施肥时间、施肥技术的合理选择,从最大程度上避免有机肥料给作物和人类带来的副作用。     

沪宁高速公路两侧土壤和小麦重金属污染状况

以沪宁高速公路为研究对象,分路段采集公路两侧土壤及小麦样品进行重金属污染监测。结果表明,沪宁高速公路两侧距路肩250m范围内土壤和小麦已受不同程度铅污染。土壤中铅最大污染指数达3.26,铜、镍、铬、镉污染不显著。公路两侧小麦籽粒中铅含量超标率99%以上,最大超标倍数达1.73倍,锌有部分样品超标,镉及铜无超标现象。多数地段土壤铅含量在距路肩100m处较高,而小麦籽粒铅含量则多以距路肩50m和100m处较高。公路交通铅污染仍然是影响公路两侧农产品质量安全的重要因子之一。     

大宝山矿水外排的环境影响:Ⅱ.农业生态系统

大宝山外排酸性矿水对周边农村地区农业生态系统具严重的负面影响，表现在：农田所用的灌溉水酸度很强，灌溉水中多种重金属含量高于国家农田灌溉水质标准，其中Cd超标约16倍；土壤严重酸化，pH值可低至3．9，总实际酸度平均达47mmol／kg，比水溶性酸度高147倍，表明由矿水带进土壤的无机酸通过土壤的缓冲作用暂时转化为非水溶态并在土壤中累积；土壤重金属含量超标，以Zn、Cu和Cd为甚；粮食和果蔬等作物重金属污染严重，其中尤以Cd最为突出，最高可超标近150倍。     

Zur Problematik der Anwendung von Hintergrundwerten beim Vollzug des Bodenschutzrechts

The knowledge about background levels of heavy metals in soils is essential for the use of the precautionary values for heavy metals as provided by the German Soil-Protection-Act. In the northeast of Bavaria the 90th percentiles in the back-ground levels of heavy metals in the soil exceed the precautionary values in many cases. Background levels were determined separately for soils of different parent materials of rocks, soil horizons and land use (agricultural or forest soils), with the parent material of rock having the strongest influence on the content of heavy metals in different soils. Precautionary values are highly exceeded by chrome and nickel in basic and ultrabasic rocks. High variability of heavy metal contents was found even in soils of the same parent material (C-horizons), which is due to the natural geochemical variability of rocks and the mixing of different parent materials during the Pleistocene. For an effective use of the German Soil-Protection-Order, areas must be defined where the probability is high that the 90th percentiles of the background levels of heavy metals exceed the precautionary values. It has to be determined, how the risk of mobilisation of heavy metals can be estimated within these areas and what has to be done if heavy metal contents in soils exceed not only the precautionary values but also the background levels.     

施用石灰对Pb、Cd、Zn在土壤中的形态及大白菜中累积的影响

重金属的不同形态对于作物吸收重金属及受害具有十分密切的关系,通过施用石灰改变重金属的形态、毒性以及对作物的影响具有重要的意义。以大白菜(Brassica pekinensis)为研究对象,通过盆栽试验,探讨了在铅、镉和锌污染土壤上,施用石灰对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在大白菜中累积的影响。结果表明,施用石灰后,土壤中碳酸盐结合态Pb、Cd和Zn含量明显减少,铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Pb、Cd和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用,石灰用量为5g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好。     

Role of plant growth promoting rhizobacteria in the remediation of metal contaminated soils

Pollution of the biosphere by the toxic metals is a global threat that has accelerated dramatically since the beginning of industrial revolution. The primary source of this pollution includes the industrial operations such as mining, smelting, metal forging, combustion of fossil fuels and sewage sludge application in agronomic practices. The metals released from these sources accumulate in soil and in turn, adversely affect the microbial population density and physico-chemical properties of soils, leading to the loss of soil fertility and yield of crops. The heavy metals in general cannot be biologically degraded to more or less toxic products and hence, persist in the environment. Conventional methods used for metal detoxification produce large quantities of toxic products and are cost-effective. The advent of bioremediation technology has provided an alternative to conventional methods for remediating the metal-poisoned soils. In metal-contaminated soils, the natural role of metal-tolerant plant growth promoting rhizobacteria in maintaining soil fertility is more important than in conventional agriculture, where greater use of agrochemicals minimize their significance. Besides their role in metal detoxification/removal, rhizobacteria also promote the growth of plants by other mechanisms such as production of growth promoting substances and siderophores. Phytoremediation is another emerging low-cost in situ technology employed to remove pollutants from the contaminated soils. The efficiency of phytoremediation can be enhanced by the judicious and careful application of appropriate heavy-metal tolerant, plant growth promoting rhizobacteria including symbiotic nitrogen-fixing organisms. This review presents the results of studies on the recent developments in the utilization of plant growth promoting rhizobacteria for direct application in soils contaminated with heavy metals under a wide range of agro-ecological conditions with a view to restore contaminated soils and consequently, promote crop productivity in metal-polluted soils across the globe and their significance in phytoremediation.     

Spatial distribution and controlling factors of heavy metals contents in paddy soil and crop grains of rice–wheat cropping system along highway in East China

There is consensus concerning the heavy metal pollution from traffic emission on roadside agricultural land. However, few efforts have been paid on examining the contamination characteristics of heavy metals in roadside paddy-upland rotation field, and especially in combination with detailed quantitative analysis. In this study, we investigated the concentrations of heavy metals (Pb, Cd, Cr and Zn) in soil and crop grains of the rice-wheat cropping system along a major highway in East China in 2008 and analyzed the spatial distribution characteristics of heavy metals and their influencing factors with GIS and Classification and Regression Trees (CART). Significantly elevated levels of heavy metals in soil, rice and wheat grains indicated the heavy metals contamination of traffic emission in roadside rice-wheat rotation field. The contamination levels of Cd, Cr and Zn in wheat grain were higher than rice grain, while that of Pb showed an opposite trend. Obvious dissimilarities in the spatial distributions of heavy metals contents were found between in the soil, rice and wheat grains, indicating that the heavy metals contents in the roadside crop grains were not only determined by the concentrations of heavy metals in the paddy soil. Results of CART analysis showed that the spatial variation of the heavy metals contents in crop grains was mainly affected by the soil organic matter or soil pH, followed by the distance from highway and wind direction. Our findings have important implications for the environmental assessment and crop planning for food security along the highway.     

中国蔬菜地土壤重金属健康风险基准的研究

对我国目前土壤和蔬菜中重金属污染评价情况进行了综述,根据全国已报道蔬菜地土壤和蔬菜中重金属含量的数据和相关资料,探讨了蔬菜地土壤和蔬菜中重金属含量之间的关系以及不同的蔬菜种类和品种中重金属的积累差异,并在已有土壤和蔬菜中重金属污染的评价指标基础上,对蔬菜地土壤和蔬菜中重金属的健康风险基准值进行了讨论,尤其对我国各地区蔬菜地土壤中重金属的污染指标值进行了统一的限定,可为制订蔬菜地土壤重金属健康风险标准提供科学依据.     

中国城市土壤重金属污染研究现状及对策

中国城市土壤重金属污染的主要来源是工业“三废”排放，金属采矿和冶炼，家庭燃煤，生活垃圾，汽车尾气排放。重金属在城市土壤中的分布规律表现为城市土壤重金属含量高于郊区，人类活动密集区和交通拥挤区重金属含量较高；人类活动的干扰导致土壤剖面重金属污染特征不明显。应采取预防与治理相结合的措施综合控制土壤重金属污染，并加紧制定我国的城市土壤健康评价标准。     

长三角和珠三角农业土壤对Pb、Cu、Cd的吸附解吸特性

研究了长江三角州和珠江三角州10种代表性农业土壤对重金属Pb、Cu和Cd的吸附与解吸特性。结果表明:大多数土壤对重金属有较强吸附能力,土壤性质对重金属吸附与解吸行为有很大影响。其中,pH值是影响土壤对重金属吸附与解吸的最重要因素,土壤重金属吸附量随pH值增加而增加。土壤pH值和有机质或粘粒含量较高的土壤(如乌栅土、青紫泥田、黄斑田),其对重金属吸附能力高于pH值和有机质或粘粒含量较低的土壤(如黄筋泥、粉泥田)。重金属解吸量随重金属吸附量和土壤重金属饱和度增加呈指数增加趋势;土壤对重金属的吸附能力从强至弱依次为Pb、Cu、Cd;当3种重金属共存时,重金属之间竞争能力强弱顺序与吸附能力顺序相同。重金属之间竞争作用随土壤酸度和重金属污染程度的增加而增强。