酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响

为探索酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响,采用种子常规萌发试验的方法,模拟pH=5.93和pH=2.5的酸化土壤,并用0.182 mg·L-1和20 mg·L-1的Cd2+处理大豆种子,测定不同酸化土壤及镉浓度胁迫对大豆萌发种子过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和质膜透性的影响.结果表明,轻度酸化土壤(pH=5.93)或低质量浓度镉(0.182 mg·L-1)可激活POD与CAT活性,降低MDA含量及质膜透性,且与胁时相关;复合处理上述效应更显著,但随胁时延长4指标变幅加大,膜系统恢复时间推后.重度酸化土壤(pH=2.5)与高质量浓度镉(20 mg·L-1)胁迫下的POD与CAT活性随胁时延长而降低,MDA含量及质膜透性则随胁时延长而升高;低-高、高-高复合处理时,4指标随胁时延长变幅更大,7 d时偏离CK更显著,且CAT、MDA和质膜透性峰值推后.由此可见,酸化土壤与镉复合污染可加剧对种子萌发的伤害,二者存在协同作用.     

镉胁迫对大豆生长及籽粒中营养元素含量的影响

为了探明Cd胁迫下大豆生长发育及籽粒中Cd的积累和污染状况,采用土壤盆栽实验方法,研究了在两种土壤(红壤和河潮土)中添加不同质量比的Cd对大豆籽粒中N、P、K和Zn含量的影响,并对籽粒中Cd的累积量进行了分析.结果表明,两种土壤中添加低质量比Cd(0.25 mg/kg)均可促进大豆的生长,高质量比Cd则表现为抑制作用.不同质量比Cd的处理均降低大豆籽粒中N的质量分数.其下降幅度随Cd质量比的升高而增加;低质量比(0.25～0.50 mg/kg)Cd胁迫下,大豆籽粒中Cd-P表现为协同作用,高质量比Cd时则表现为拮抗作用;Cd-K在低质量比Cd胁迫下表现为拮抗作用;Cd-Zn在籽粒中表现为协同作用,叶片中则表现为拮抗作用.将土壤与大豆籽粒中Cd的质量比进行回归分析,表明在红壤中种植大豆,籽粒未受Cd污染(<0.20 mg/kg)的土壤的Cd临界质量比为0.157 mg/kg,河潮土则为0.769 mg/kg.     

工业区土壤和农产品镉污染状况及暴露评估

以某铅锌冶炼厂周边为研究区域,网格法采集30个表层(0～10 cm)土壤样品,对应采集46个粮食样品和69个蔬菜样品,用ICP-MS测定镉质量比。运用普通克里格法(Ordinary Krigging)预测研究区域内土壤镉质量比的空间分布,结合单因子污染指数评价土壤的镉污染级别。通过分析粮食和蔬菜的镉质量比,评估其食用安全性以及受调查居民镉的膳食暴露风险。结果表明:1)距离铅锌冶炼厂1 000m范围,或东南侧(下风向)3 000 m内土壤中镉质量比大于0.65mg.kg-1;2)研究区域土壤中镉单因子污染指数超过了警戒线(P≥1.0),个别区域受到严重污染(P=4.7);3)土壤与小麦籽粒镉质量比存在极显著正相关关系(r=0.889,p<0.01),粮食样品镉质量比超过限量标准(GB 2762—2005)的占52.2%,蔬菜样品为8.7%;4)仅以粮食和蔬菜摄入估计的THQ=0.79,对于普通人群来说,小麦、蔬菜和大豆摄入对每日镉摄入量的贡献率分别为85.1%、12.9%和2.0%。研究区域土壤2/3以上面积受到镉污染,土壤可能是小麦籽粒镉的来源之一。当地受调查人群若长期食用该地区种植的农产品,镉的膳食暴露风险在可接受的范围内,其中,小麦对镉摄入贡献最大。     

土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

黄瓜吸收积累镉的品种差异研究

选取普通型黄瓜和水果型黄瓜共15个品种,采用室内土培盆栽试验,研究在不同镉浓度土壤中,不同黄瓜品种对镉的吸收和富集能力的差异,探讨黄瓜在镉污染土壤中是否存在其果实镉含量低于国家规定限值的品种(Cd-PSC)。结果表明,在土壤镉质量浓度为1 mg/kg时,普通黄瓜品种对镉的积累富集能力更低,产量更高。有46.67%的品种果实超过国家规定的限值,其中普通黄瓜和水果黄瓜的超标率分别为25.0%和71.4%,在该土壤镉污染浓度下存在Cd-PSCs,普通黄瓜品种秀丽和粤秀三号更适合在此类土壤中推广种植。在土壤镉质量浓度为10 mg/kg时,普通型黄瓜的生物量下降更快,但大于水果型黄瓜的生物量,品种间差异也较小,所有品种的果实镉超标率为100%。     

巨菌草(Pennisetum sinese)在镉胁迫下的耐性和富集特征研究

通过盆栽试验和池栽试验研究了镉胁迫下巨菌草的生长、生理响应及耐性、吸收和累积特征。结果表明,随镉胁迫质量比增加,巨菌草的株高、根长和生物量总体上均呈指数减少,POD、CAT活性及MDA、SP、As A和GSH含量呈线性、指数、幂函数或二次项变化,地上部和根部的镉质量比和累积量呈线性增加。镉质量比为120 mg/kg时,巨菌草地上部镉质量比和累积量达到最大,分别为46.24 mg/kg和4.06 mg/pot;迁移系数和地上部富集系数分别为0.80~3.00和0.37~3.85。与盆栽试验相比,池栽试验中巨菌草株高、地上部分的生物量显著提高;地上部镉质量比和累积量分别为22.53 mg/kg和7.67 mg/plant,地上部富集系数为0.80,迁移系数为1.14。研究表明,巨菌草在镉胁迫下表现出较强的耐性和富集能力,可以作为一种镉污染土壤的修复植物。     

水稻、油菜秸秆对水中镉的吸附特性

为了解水稻秸秆和油菜秸秆对废水中Cd2+的吸附特性,研究了吸附时间、初始离子质量浓度、秸秆投加量、初始pH值和振荡速率对溶液中Cd2+去除率与吸附量的影响,通过动力学、热力学模型拟合和扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析,探讨其吸附机理.结果表明:水稻和油菜秸秆具有良好的Cd2+吸附效果,pH值为4～7时,Cd2+吸附率均可达到50％以上;在投加量为10 g/L、初始pH值为6、振荡速率为150 r/min、温度为25℃的条件下,处理200 mg/L含Cd2+废水时,水稻和油菜秸秆对Cd2+的去除率分别达到66.5％和68.2％,吸附平衡时间约为90 min;其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好,等温吸附模型符合Langmuir方程,在25℃下油菜秸秆和水稻秸秆的最大吸附量理论值分别为14.28 mg/g和13.76 mg/g;结合SEM和FTIR分析推断,两种秸秆吸附Cd2主要发生在吸附剂表层,吸附过程以化学吸附为主.研究表明,油菜秸秆和水稻秸秆是具有潜在利用价值的Cd2+吸附剂.     

张掖市蔬菜地土壤中铅锌铜镉污染现状分析

<正>引言通过对张掖市蔬菜地土壤进行采样检测,分析了该区域铅锌铜镉 的污染现状,并对其土壤环境质量状况进行了评价。结果表明,张掖市蔬菜地土壤中镉含量范围为0.192mg/kg-0.272mg/kg,算数均值0.238mg/kg;铅含量范围为25.34mg/kg-31.71mg/kg,算数均值27.87mg/kg;铜含量范围为25.74mg/kg-38.12mg/kg,算数均值31.94mg/kg;锌含量范围为78.87mg/kg-     

海泡石对Cd胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了研究海泡石钝化修复Cd污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了海泡石对水稻生物量和水稻体内叶绿素a+b、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、SOD、POD酶活性以及MDA含量的影响.结果表明,不同质量比Cd胁迫在不同程度上降低了水稻幼苗生物量和叶绿素a+b、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的质量比.其中,地上部和地下部生物量在Cd质量比为5 mg/kg时降低幅度最大,均降低了42.8％.随着土壤中Cd质量比增大,水稻幼苗叶片SOD、POD酶活性先应激性升高,然后降低,而根系SOD、POD酶活性则一直降低;水稻幼苗叶片和根系MDA含量均随着Cd质量比的升高而升高.投加海泡石均不同程度上提高了叶绿素a+b、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的质量比,促进了水稻幼苗的生长和发育,在Cd质量比为2～5mg/kg时,地上部生物量分别增加了24.3％～75.3％和20.4％～72.7％.水稻幼苗叶片和根系SOD与POD酶活性均在海泡石质量比为50 mg/kg时显著升高(p＜0.05);当Cd质量比为2 mg/kg和5 mg/kg时,投加5～50 mg/kg海泡石后水稻幼苗MDA含量分别降低了28.3％～71.0％和69.5％～84.4％,显示膜脂过氧化作用减弱.研究表明,利用海泡石原位钝化修复Cd污染农田土壤有效可行.     

海南香蕉园土壤中重金属现状及变化趋势分析

为了解香蕉种植园土壤重金属含量及香蕉种植尤其是施肥对土壤重金属含量的影响,采集海南岛5大香蕉种植区(儋州、临高、东方、乐东、昌江)各大香蕉基地的共计49个蕉园土壤样品及与之对应的18个对照样品,分析了Zn、Cu、Hg、Cd、Pb及Ni的含量.研究表明,相对于对照土壤,全区蕉园土壤Zn、Cu、Ni含量增加(Cu上升0.02～24.24mg/kg,Zn上升6.3～58.2 mg/kg,Ni上升2.81～6.40mg/kg);Cd、Hg含量增加较少(Cd上升0.09～0.45 mg/kg,Hg上升0.01～0.04mg/kg);Pb有下降趋势(下降0.32～7.88 mg/kg).与我国土壤环境质量标准相比,蕉园土壤中Cu、Zn、Hg、Pb含量为二级,而79.6%土壤样品的镉含量和24.3%土壤样品的镍含量高于相应二级标准.     

环境激素Pb对水稻生长发育的影响及污染修复

采用盆栽实验方法,研究环境激素Pb对水稻生长发育的影响、Pb在作物体内的积累特性及采用不同方法修复Pb污染土壤.研究结果表明,在PbCd复合污染条件下,Pb含量为300 mg/kg时,影响水稻的正常生长发育,水稻的减产幅度为13.3%.Pb在水稻不同部位的吸收表明,根系积累的Pb量占植株总积累量的98.36%,茎叶积累量占1.52%,籽实积累量仅占0.117%;复合元素PbCd投加到土壤中,导致水稻籽实中的Pb含量超过食品卫生标准,共存的Cd促进了水稻籽实对的吸收.经过石灰及石灰 CaMgP肥处理,可以降低土壤中Pb的活性;水稻根系可大量吸收土壤中的Pb,将根系从土壤中清除,即可达到污染修复的目的.     

水分管理方式对水稻在Cd污染土壤上生长及其吸收Cd的影响

通过水稻盆栽试验,研究了Cd污染土壤上旱作、不同生育期烤田和全生育期淹水等不同水分管理方式对水稻生长及其吸收Cd的影响.结果表明,旱作栽培对水稻生长发育影响较大,水稻产量较低,与全生育期淹水栽培相比,产量下降了28.74%.全生育期淹水栽培具有一定的产量水平,但不是最高,分蘖期和灌浆期烤田比其产量提高14.58%和10.27%.在全生育期淹水栽培方式下,水稻糙米中Cd含量最低,旱作和不同生育期烤田,水稻籽粒中Cd的含量会增加,其中水稻旱作的增加最多,达166.31%,而灌浆乳熟期增加较少.研究表明,被Cd在一定程度上污染的土壤上种植水稻,采用旱作方式应慎重,以避免水稻旱作所带来的粮食品质的安全风险.     

电动修复法对土壤中镉的去除及形态转化研究

面对镉污染土壤日益严峻的现象以及各种土壤修复技术存在的不足,采用快速、高效、对环境干扰较小的电动修复法对自制镉含量为200 mg/kg的污染土壤进行修复,在不同电压梯度下对土壤p H值、Cd去除效果进行研究,同时采用BCR法分步提取不同形态的镉,对不同形态镉的迁移转化情况进行分析。实验结果表明,随着电压的增加,土壤中不同形态的镉去除效果明显,在靠近阳极区域去除率达到90%以上,在阴极区域以弱酸提取态为主的镉出现了富集现象。另外,酸性条件有利于不同形态的镉向弱酸提取态转化,有利于提高镉的去除率。     

长三角和珠三角土壤中汞的化学形态、转化和吸附特性

为了解长江三角洲和珠江三角洲农业土壤中汞的积累可能产生的环境影响,选择10个代表性农业土壤样品,研究了土壤中汞的化学形态、积累过程中形态的转化及吸附-解吸行为.研究表明,当无外源汞加入时,长江三角洲和珠江三角洲农业土壤中,汞主要以稳定的残余态形式存在.但随着汞加入量的增加,土壤中可交换态汞显著增加,增加程度与土壤性质有关.土壤pH是影响土壤汞有效性最重要的因素,其对土壤汞的吸附、解吸、形态转化和存在形态均有很大影响.土壤酸化可促进土壤汞的释放,加剧对环境的危害,防治土壤酸化也可有效降低土壤中汞对环境的危害.     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

湛江地区农业土壤与作物砷含量及食用安全研究

为了解湛江地区农业土壤及主要作物(可食用部分)中砷的含量和分布特征,共采集了106个土壤表层样品和43个农作物样品(包括蔬菜、水果、甘蔗和稻谷),并评价了农作物食用的安全风险.结果表明,湛江地区农业土壤中砷平均质量比为4.04 mg/kg,符合国家土壤1级标准(GB 15618-1995)的样品占98.1%,与国内外不同地区土壤砷平均含量相比,湛江地区土壤中砷平均含量相对较低.湛江地区各区域土壤受砷污染程度大小依此为:雷州、廉江、霞山、赤坎、徐闻、麻章、坡头、遂溪、吴川;4种主要土壤利用类犁受砷污染程度大小依此为:水田、果园土、甘蔗地、菜地.湛江地区种植的主要农作物蔬菜、水果(含甘蔗)和稻谷可食部分砷平均质量比总体较低.分别为0.470×10~(-1)mg/kg、0.440×10~(-1) mg/kg和0.179 mg/kg,均符合我国有关蔬菜、水果及粮食的卫生标准(GB 18406-2001),与我国土壤砷清洁地区的统计数据相当.湛江地区蔬菜、稻谷和水果3大类作物可食部分通过"土壤-植物-人体"途径年平均摄入量为39.45mg/(人·a),约占允许摄取限值(547.50 mg/(人·a))的7.2%,可见.食用湛江地区出产的蔬菜、水果和稻谷等农产品砷的安全风险不大.     

大理石去除水溶液中Cd2+的性能实验研究

对大理石去除水溶液中的Cd2 进行了实验研究,结果表明,大理石对水溶液中的Cd2 具有良好的去除效果.主要研究的影响因素有:pH值,作用时间,Cd2 的初始浓度和大理石投加量.对于50 mg/L Cd2 溶液,pH=8的条件下,大理石的投加量为12.5 g/L,作用时间30 min,去除效率可达92%,吸附量为3.68 mg/g.大理石对水溶液中的Cd2 的吸附作用符合Langmiur等温吸附方程.     

贵州铜仁汞矿区主要农产品重金属污染及其健康风险评估

在贵州省铜仁市汞矿区重要的粮油和蔬菜生产基地司前大坝,采集大米、蔬菜、鸡蛋、猪肉和鱼肉等农产品样品,分析了重金属Hg、Cd、Pb和Mn含量,利用单项污染指数和危害指数对农产品的重金属污染状况及其潜在的健康风险进行评估。结果表明,司前大坝农产品中Hg、Cd、Pb和Mn的平均质量比分别为大米9.53μg/kg、34.19μg/kg、33.16μg/kg、22 125μg/kg,蔬菜5.38μg/kg、24.76μg/kg、41.83μg/kg、2 299μg/kg,猪肉146.2μg/kg、8.32μg/kg、30.86μg/kg、2 757μg/kg,鱼肉155.5μg/kg、25.00μg/kg、16.66μg/kg、1 065μg/kg。鸡蛋中Hg和Mn的平均质量比分别为61.74μg/kg和71.33μg/kg,Cd和Pb质量比低于检出限。所有农产品Pb的污染指数小于1,没有受到Pb污染。但青菜、鸡蛋、猪肉和蒜苗Hg的单项污染指数分别为1.07、1.23、2.92和3.27,辣椒Cd的单项污染指数为1.29,表明青菜和鸡蛋受到Hg的轻度污染,猪肉受到Hg的中度污染,蒜苗受到Hg的重度污染,辣椒受到Cd的轻度污染。司前大坝居民经农产品摄入重金属的危害指数HI为3.26,当地居民长期食用这些农产品会对其健康造成不利影响。其中,大米的危害指数为2.14,占总危害指数的65.6%,是居民健康风险的主要来源。Mn和Hg的危害指数为1.57和1.03,分别占总危害指数的48.2%和31.6%,是影响居民健康的主要因素。