贵州水城典型铅锌矿区土壤和蔬菜中重金属累积特征及风险评价

以贵州水城茨冲永昌、仁活洞杉树林和凉山玉兰3个典型铅锌矿区为研究对象,采集了白菜、辣椒、玉米、马铃薯、黄豆、四季豆6种蔬菜样品及其对应的根际土壤样品。分析了蔬菜与土壤中Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg、Cu 8种重金属的含量及蔬菜对根际土壤重金属的累积特征,同时采用内梅罗综合污染指数法、目标危险系数法及综合质量影响指数法对土壤及蔬菜重金属污染进行评价。结果表明:根际土壤中Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg、Cu总平均值分别为1 198.2、2 378.8、53.0、7.0、122.6、56.9、0.37、107.5mg/kg,分别是贵州土壤环境背景值的34.0、23.9、1.4、10.0、1.3、2.8、3.4、3.4倍;不同蔬菜对土壤中不同重金属的富集能力有较大差异;内梅罗综合污染指数表明,研究区土壤中8种重金属均属于重污染;蔬菜中重金属对当地儿童、青壮年、中老年的总健康风险指数均大于1,存在健康风险;综合质量影响指数也表明,研究区的综合质量属于重度污染。     

污泥施用对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性的影响

为研究污泥施用对石灰性土壤细菌多样性的影响,在连续2年种植夏玉米大田系统中,施用不同量的腐熟污泥,采集根际和非根际土壤进行16S rDNA-V3-V4区高通量测序,分析污泥施用对石灰性土壤细菌丰富度、多样性指数、群落结构、功能基因在代谢途径的影响,同时对细菌群落和环境因素之间的相关性进行分析。结果表明:污泥用量分别在3.5～37.5 t·hm~(-2)和3.5～7.5 t·hm~(-2)有利于非根际和根际土壤OTU数量增加;但污泥在75 t·hm~(-2)过量施用时,根际和非根际土壤细菌的Shannon多样性指数显著降低,Simpson指数显著增加,Ace,Chao丰富度指数显著降低。主成分和门水平物种丰度分析表明:污泥施用量不同会造成根际和非根际细菌群落结构差异,并且当污泥施用量为75 t·hm~(-2)时,明显降低了非根际土壤放线菌门的丰度;污泥施用量在3.75～37.5 t·hm~(-2)时,非根际土壤中拟杆菌门丰度会明显增加。与对照相比,当污泥用量为75 t·hm~(-2)时,根际土壤拟杆菌门有明显的增加,增加丰度达1.45倍,但酸杆菌门和放线菌门丰度降低了49.74%和80.57%。冗余分析(RDA)表明,土壤TN、Cd、Cu、TP是影响土壤细菌群落最主要的因素,其中TN、Cd、Cu和细菌Shannon、Simpson多样性指数呈现显著相关性(P0.05)。由此可见,连续过量施入污泥会对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性造成不利影响,而且上述微生物多样性变化可作为污泥合理施用的判断依据。     

土壤重金属的植物污染化学研究进展

针对中国土壤重金属污染加剧的趋势,为改善土壤环境质量和保障农产品安全,提出了土壤重金属的植物污染化学研究领域.结合多年的研究工作,从土壤重金属的植物根际化学行为、土壤重金属的植物吸收与解毒机制和重金属污染土壤的植物-微生物交互作用等方面简要阐述了土壤-植物系统中重金属的分布、存在形态、迁移转化、累积及生物学效应和控制规律的研究进展,并对将来的植物污染化学理论研究提出了展望.     

陕北石油污染区土壤细菌群落结构解析

为了解陕北地区石油污染对土壤微生物群落结构的影响,采用高通量测序对石油污染土壤中细菌群落结构进行研究,考察了石油污染土样的理化性质、可培养微生物数量及细菌群落结构,探讨石油污染程度与细菌群落结构间的关系。结果表明,石油污染土样中残油量为28.7~870.0mg/kg,相对于未污染土样,石油污染土样的总碳随残油量的增加呈增加趋势。石油污染土样中可培养细菌数量大于未污染土样,而可培养放线菌数量则相反。细菌群落结构分析表明,石油污染土样中细菌群落数量显著低于未污染土样,操作分类单元(OTU)数从未污染土样的7 707个最低下降到2 034个,且物种丰富度显著降低,其中厚壁菌门、放线菌门及变形菌门为优势菌群,随土壤残油量增加,厚壁菌门、变形菌门及拟杆菌门比例显著上升,而酸杆菌门、芽单胞菌门等比例则显著降低。     

锰矿尾渣污染土壤商陆根际和非根际土壤酶活性

对湘潭锰矿尾渣库地区商陆根际和非根际土壤酶的活性特征进行了研究，结果表明，商陆根际土壤各种酶的活性显著大于非根际土壤。商陆根际环境对土壤酶活性的影响表现为：蔗糖酶>脲酶>脱氢酶>酸性磷酸酶>过氧化氢酶，根际效应值（R/S）分别为：1.622、1.598、1.586、1.485和1.328。除过氧化氢酶活性外，土壤各种酶活性与重金属复合污染程度显著负相关，表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应。商陆可有效改善土壤环境，提高土壤各种酶的活性，是锰污染土壤植物修复的理想植物。     

洛阳郊区蔬菜基地土壤中重金属污染现状调查与评价

为研究洛阳郊区蔬菜基地土壤重金属污染现状,采集了洛阳郊区3个主要蔬菜基地的15个土壤样品,分析了土壤中重金属镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍的含量,并采用单项污染指数和综合污染指数进行评价。结果表明,3个蔬菜基地土壤中8种重金属含量均未超标,土壤中重金属单项污染指数和综合污染指数均小于1.0。在3个蔬菜基地中,北郊和东郊基地土壤中重金属的综合污染指数分别为0.52和0.60,均小于0.7,处于清洁(安全)水平,而西郊基地土壤中重金属的综合污染指数为0.78处于尚清洁(警戒限)水平。     

生活垃圾填埋场封场后种植植物中重金属迁移研究

在上海老港生活垃圾填埋场填埋单元封场的覆盖土中掺混了矿化垃圾种植植物,分析Cd、Pb、Cu、Zn 4种重金属在土壤和植物中的迁移变化,研究表明:(1)覆盖土土质从一般耕作土变成肥沃土壤;覆盖土和种植混合土重金属Cd、Pb、Cu、Zn中Cd、Pb含量相近,但种植土的Cu含量略大于覆盖原土,Zn含量远大于覆盖原土;(2)植物能富集土壤和垃圾中的重金属,木本植物的根部富集重金属的能力强于草本植物,但重金属在草本植物根、茎、叶中的迁移速度大于木本植物;(3)植物根、茎、叶的Cu、Zn含量均远大于未受污染土壤种植植物相应部位的Cu、Zn含量,种植的植物不能供家养动物食用,以免通过食物链作用危及人体安全.     

乙草胺对土壤微生物的影响研究

研究了乙草胺在6种不同浓度下对土壤微生物种群数量及土壤中细菌、放线菌、真菌生长速率的影响.采用密闭法测定乙草胺对土壤微生物呼吸的影响.结果表明,乙草胺对土壤微生物种群数量及土壤中细菌、放线菌、真菌生长速率均有一定的抑制作用,对土壤微生物呼吸作用具有明显的抑制作用.     

孟矿尾渣污染土壤商陆根际和非根际土壤酶活性

对湘潭锰矿尾渣库地区商陆根际和非根际土壤酶的活性特征进行了研究，结果表明，商陆根际土壤各种酶的活性显著大于非根际土壤。商陆根际环境对土壤酶活性的影响表现为：蔗糖酶〉脲酶〉脱氢酶〉酸性磷酸酶〉过氧化氢酶，根际效应值（R／S）分别为：1．622、1．598、1．586、1．485和1．328。除过氧化氢酶活性外，土壤各种酶活性与重金属复合污染程度显著负相关，表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应。商陆可有效改善土壤环境，提高土壤各种酶的活性，是锰污染土壤植物修复的理想植物。     

4种茄科植物对矿区污染土壤重金属的吸收和富集

采集了湖南及江苏8个矿区或冶炼厂周边4种茄科(Solanaceae)植物及其根际土壤,分析了植物及土壤样品中Cd、Cu、Pb、Mn和Zn 5种重金属浓度.结果表明:番茄(Lycopersicon esculentum)对5种重金属可能有着较强的耐性,但不具有超积累的潜力;刺天茄(Solanum indicum)对Mn、...     

乙草胺对土壤微生物的影响研究

研究了乙草胺在6种不同浓度下对土壤微生物种群数量及土壤中细菌、放线菌、真菌生长速率的影响。采用密闭法测定乙草胺对土一生物呼吸的影响。结果表明,乙草胺对土壤微生物种群数量及土壤中细菌、放线菌、真菌生长速率均有一定的抑制作用,对土壤微生物呼吸作用具有明显的抑制作用。     

南京市紫金山土壤中6种重金属的污染特征和污染水平评价

为探究人类活动对南京市紫金山国家森林公园土壤重金属污染的影响,研究了紫金山土壤中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Mn)的污染特征,并采用单因子指数法和内梅罗综合指数法进行了污染水平评价。结果表明:Cu的质量浓度范围为4.21~249.75mg/kg,平均值为64.08mg/kg;Zn的质量浓度范围为155.26~418.75mg/kg,平均值为212.34mg/kg;Pb的质量浓度范围为112.19~608.91mg/kg,平均值为319.57mg/kg;Cr的质量浓度范围为29.54~201.25mg/kg,平均值为127.36mg/kg;Ni的质量浓度范围为46.64~142.48mg/kg,平均值为76.16mg/kg;Mn的质量浓度范围为182.59~1 634.48mg/kg,平均值为1 008.93mg/kg。总体而言,上层样(0~20cm)的重金属浓度高于下层样(20~40cm),高海拔的重金属浓度低于低海拔的。内梅罗综合指数表明,所有采样点均处于重度污染状态。分析6种重金属的单因子指数发现,主要是因为Pb的单因子指数较大。     

陕北原油污染土壤不同层次重金属含量及分布特性分析

以延长油田西区采油厂原油污染土壤为研究对象,选取有代表性的6个丛式井场,采集深度为0~10、10~20、20~30cm 3个土层的土壤样品,同时设非污染对照点。重点分析了原油污染土壤中Hg、As、Cd、Pb、Zn、Cu、Cr共7种重金属的含量及其在不同土层的分布状况,重金属含量与相应土壤理化性质的关系。结果表明,油区土壤石油污染为点污染,采样点1、3、4、6土样的石油烃质量浓度在1 111.67~2 799.00mg/kg,达重度污染。虽然各土样中7种重金属均未超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)的二级标准限值,然而单因子富集指数表明,Hg、Cd、Pb、Zn、Cu均有不同程度的富集。原油污染显著改变土壤性质,土壤石油烃含量与总有机碳、速效氮极显著相关,与土壤电导率、Zn含量、Cu含量显著相关。本研究完善了陕北原油污染土壤中重金属含量及分布状况资料,为污染环境的生物修复提供了基础信息。     

资源枯竭区不同地貌类型土壤重金属污染特征及风险评价

为探究资源枯竭区不同地貌土壤重金属污染的特征及风险,以河北峰峰矿区为研究对象,分析了213个土壤表层(0～20 cm)样品中Cd、Pb、Cu、Zn含量。结果表明,研究区土壤中4种重金属均高于河北省土壤元素背景值,4种地貌类型中土壤Cd、Pb均值分别为0.39、98.23 mg/kg,分别为背景值的4.15、4.57倍;Cd、Cu形成了局部污染;研究区的内梅罗综合污染指数和综合潜在生态风险指数分别为8.95和153.71,为重污染和中等生态风险;东部倾斜平原区中南部的Cd、北部的Pb为本区域土壤重金属形成污染的重要影响因素。     

晋南铬渣堆场主要植物重金属富集特征

为筛选适合山西当地气候与土壤条件的重金属耐性植物,于山西某铬渣堆场采集草本植物及表层土壤(0～20cm)样品,从中选取6种主要植物品种,测定植物地上部分、根部及土壤中4种重金属(Cu、Zn、Pb和Cr)含量,分析6种植物对重金属的富集特征。结果表明:铬渣堆场土壤Cr污染严重,平均质量浓度为2 207mg/kg,是山西省土壤背景值(58mg/kg)的38.1倍,是《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)规定风险筛选值(250mg/kg)的8.8倍。选取的6种植物中,狼尾草(Pennisetum alopecuroides (L.)Spreng.)、羊草(Leymus chinensis (Trin.)Tzvel.)和狗牙根(Cynodon dactylon (L.)Pers.)等植物体内Cr含量相对较高,表现出较强的Cr吸收能力。根据植物对重金属的吸收机制,羊草、狼尾草和狗牙根属于根部囤积性植物;狗尾草(Setaria viridis (L.)Beauv.)、虎尾草(Chloris virgate Sw.)和牛筋草(Eleusine indica (L.)Gaertn.)属于Cr规避型植物。     

锑矿区土壤重金属污染及优势植物对重金属的富集特征

通过野外调查采样,分析了冷水江锑矿区4个采样点土壤和优势植物中重金属含量,以及矿区生长的5种优势植物对Sb、As、Cd、Pb、Cu和Zn的的吸收与富集能力及其富集特性。结果表明,矿区土壤中6种重金属元素的平均含量均超出湖南省土壤背景值和全国土壤背景值,土壤受Sb污染最严重,其次是Cd、As的污染。5种优势植物淡竹叶、苎麻、芒草、狗尾草和白背叶体内Sb、As的含量都超过正常范围,具有修复矿区土壤Sb、As污染的潜力。其中苎麻对Sb的富集系数和转运系数均大于1,满足Sb超富集植物的基本特征,可作为生态恢复的先锋植物;芒草对Cd的富集系数和转运系数都大于1,对重金属有较强的耐性,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景。     

原油污染土壤中蒿属植物与丛枝菌根真菌共生性研究

通过盆栽试验研究原油污染条件下艾蒿(Artemisia argyi)、黄花蒿(Artemisia annua)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)和白叶蒿(Artemisia leucophylla)4种蒿属植物根系丛枝菌根(AM)真菌侵染率及形态特点。每种植物各设0、5、10、20、40g/kg 5种原油污染质量浓度,分离鉴定植物根围AM真菌,测定孢子密度、菌丝侵染率、丛枝侵染率以及植物株高和干质量。结果表明,原油污染条件下蒿属植物根围共分离鉴定出2属10种AM真菌,7种属于球囊霉属(Glomus),3种属于无梗囊霉属(Acaulospora),其中地球囊霉(Glomus geospora)为优势种,4种植物中艾蒿根围AM真菌多样性最丰富。形态观察结果表明,4种蒿属植物的根系都具有疆南星型菌根结构。AM真菌孢子密度、菌丝侵染率和丛枝侵染率都与原油浓度呈显著正相关;植物株高和干质量随原油浓度增加而下降。     

宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属污染特征与风险评估

采用实地采样与室内测试方法对宝鸡市长青镇冶炼厂周边居住区土壤重金属(Pb、Zn、Cd、Cr)的含量进行了测定分析,利用地质累积指数法和改进的综合污染指数法对其土壤环境质量进行了评价,应用美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对研究区土壤重金属在3种暴露途径下的健康风险做出了初步评价,并用相关性分析法和聚类分析法对污染源进行了解析。结果表明,研究区域13个采样点表层土壤中重金属元素Pb、Zn、Cd和Cr的质量浓度分别为52.43~96.42、82.54~151.32、0.065~0.309、59.26~104.13mg/kg,平均值分别为67.55、107.20、0.120、75.23mg/kg,其值均高于陕西和中国的背景值,说明土壤受到不同程度污染;地质累积指数法进一步证实研究区域土壤已经受到4种重金属不同程度的污染,且处于中等污染及以内;而4种重金属的综合污染评价显示,除4号村庄、7号村庄处于中等污染外,其余均处于轻污染至中污染;研究区域中,4种重金属在3种暴露途径下对儿童的非致癌健康风险均大于成人,但对成人和儿童均不存在显著的非致癌健康影响和非致癌健康总风险,其风险顺序是经口摄入经皮肤接触经呼吸吸入;其次,Cd对成人和儿童经呼吸暴露途径均不存在致癌健康风险,而Cr对成人和儿童经呼吸暴露所致的致癌健康风险处于不可接受状态;另外,源解析结果显示,Pb和Zn具有相同的污染源,而Cd和Cr具有不同的污染源。     

四川某金属制品厂周边土壤重金属分布特征及污染评价

为考察四川某金属制品厂对周边土壤的重金属污染情况,对厂区周边不同方位、不同距离土壤进行取样,测定土样中Zn、Cr、Pb含量,应用单因子污染指数法和内梅罗综合指数法评价土壤环境质量,并运用Hakanson潜在生态危害指数法评估该区域土壤潜在生态风险。结果表明,厂区周边土壤Zn、Cr质量浓度平均值超过成都市土壤背景值,土样中Zn、Cr、Pb超标率分别为58.7%、94.1%、18.3%;0~10cm表层土样Zn质量浓度显著高于10~20cm亚表层土样,两土层Cr、Pb浓度没有显著差异;3种重金属在土壤中迁移能力为CrPbZn,风向不是影响土壤重金属分布的主要因素;研究区域土壤Zn、Cr处于轻度污染水平,总体处于中度污染水平;研究区3种重金属的潜在生态风险程度依次为PbCrZn,整体处于轻度综合潜在生态风险水平。     

四川省某铅锌矿尾矿库周边环境重金属污染特征

对四川省某铅锌尾矿库周边土壤、地表水和地下水中的重金属含量及其相关性进行了研究。结果表明:(1)尾矿库周边土壤中Pb、Zn、Cd、As分别为19.8~187.0、11.6~249.0、0.01~3.44、2.6~9.3mg/kg。土壤中重金属元素都存在一定的相关性,Pb与Zn相关系数为0.951,达到极显著相关。(2)尾矿库周边土壤并未受到大面积的重金属污染,综合污染指数平均值为0.98,而选矿厂废水排放至尾矿库的明渠、尾矿库渗滤液排水沟附近土壤污染达到中污染水平。(3)尾矿库尾砂堆积处两翼地下水中有一定Pb污染,推断因为尾砂深度堆积与地下水直接接触。(4)含高浓度硫酸盐的尾矿库废水携重金属沿尾矿库重力坝下渗,对尾矿库渗滤液排放口下游区土壤、地下水造成了重金属和硫酸盐污染。