黏土矿物原位修复镉污染稻田及其对土壤氮磷和酶活性的影响

分别以黏土矿物坡缕石和海泡石作为钝化材料,对重金属镉污染的酸性水稻土壤进行原位钝化修复田间示范试验,考察了两种黏土矿物在不同添加剂量下对稻谷产量、糙米镉含量及土壤中有效态镉含量等变化的影响,用以表征修复效果.同时,深入研究了两种黏土矿物对土壤pH、土壤水解氮、有效磷含量及相关酶活性的影响以表征其对土壤环境质量的影响,并对各项理化指标之间的相关性进行分析.结果表明,田间示范条件下两种黏土均提高了土壤pH,降低了土壤中镉的生物有效性,明显降低了糙米中镉含量.其中,经2.00 kg·m-2坡缕石和2.25 kg·m-2海泡石处理后,糙米镉含量最大降幅分别为54.6%和73.5%,分别降低至0.32和0.18 mg·kg-1.土壤过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶及蔗糖酶的活性均得到不同程度的提高,表明经钝化修复后土壤中相关代谢反应得到恢复;两种黏土矿物对土壤中水解氮含量无明显影响,但降低了土壤有效磷含量.综合总体表现,两种黏土矿物可被推荐作为镉污染酸性稻田土壤的原位钝化修复材料.     

纳米羟基磷灰石修复镉铅污染土壤的效果评价

文章研究以纳米羟基磷灰石为修复材料,采用人工模拟污染土壤的方法,借助Tessier五步法分析土壤中镉、铅的形态,研究了纳米羟基磷灰石对镉、铅污染土壤的修复效果,研究结果表明:n-HAP对土壤中有效态镉有一定程度的吸附钝化作用;n-HAP的投加比例为5%时,对Cd污染土壤的修复效果最好,Cd的有效态下降比率达到了49%;n-HAP对人工模拟污染土壤中有效态铅的钝化效果比较明显,对有效态铅的降低率达到了90%的水平,且平衡时间越长,修复效果越好;n-HAP对铅污染土壤的修复效果要好于镉污染的。     

磷肥对铅锌矿污染土壤中铅毒的修复作用

用连续提取法研究了不同磷肥对铅锌矿污染土壤中铅化学形态的影响、磷肥降低铅毒性的机理以及磷肥的有效使用条件.结果表明,3种磷肥都具有显著降低铅的各种非残渣形态含量的作用.磷肥用量在P/Pb摩尔比为7.0时已经足够修复土壤的铅毒,并且在该磷肥用量水平时,从非残渣形态铅总量的降低幅度上看,3种磷肥修复铅污染的效果顺序为：过磷酸钙（85%）、钙镁磷肥（83%）〉〉磷矿粉（16%）;把铅的形态与其生物有效性联系起来比较,3种磷肥修复铅污染效果顺序为：钙镁磷肥（94%）、过磷酸钙（92%）＞磷矿粉（61%）.磷肥具有原位修复铅污染土壤的潜能,其主要机理是通过磷肥中的磷与各种非残渣形态铅反应形成溶解度极小的磷（氯/羟基/氟）铅矿沉淀,从而降低铅的溶解性的结果,3种磷肥中以磷矿粉最为经济.     

塔宾曲霉胞外聚合物协同膨润土钝化处理铅污染土壤

钝化修复技术因投入低、见效快、操作简单等特点,对中低浓度土壤污染的修复具有优越性。微生物胞外聚合物（EPS）具有优异的重金属吸附能力,用EPS溶液协同膨润土钝化处理铅污染土壤,考察了EPS用量、酸雨处理、钝化处理时间对钝化效果的影响。结果表明:EPS对铅（Ⅱ）吸附容量为241 mg/g。在钝化实验中随着EPS用量增加,钝化效果先增强后减弱,加入膨润土后能与EPS产生协同钝化效果,最多能增加59%的残渣态铅,酸雨处理和延长处理时间均能增加钝化效果。针对不同污染途径进行的多种评估结果表明,EPS与膨润土能有效降低土壤中可提取态铅的比例。     

生物炭复配海泡石钝化修复弱碱性镉污染土壤

通过大田试验,研究了生物炭复配海泡石对弱碱性土壤镉(Cd)有效性、赋存形态和土壤质量以及Cd在玉米体内吸收累积的影响.结果表明,复配材料表面粗糙且含有纤维状结构,结合了海泡石和生物炭的矿物晶体组成.不同钝化处理降低了土壤Cd的有效性,其中,添加0.2%生物炭+0.2%海泡石时土壤有效态Cd含量由0.38 mg·kg^-1下降至0.25 mg·kg^-1,Cd赋存形态由活性较高的可交换态和碳酸盐结合态转化为更稳定的残渣态.施用不同复配比的生物炭和海泡石后,显著降低了玉米各部位Cd含量,与对照相比,3种玉米籽粒中Cd含量分别下降了37.14%～40.55%(蠡玉16)、59.46%～68.78%(郑单958)和40.94%～47.84%(三北218).添加钝化材料较对照处理显著升高了土壤可溶性有机碳含量、土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性.其中,0.2%生物炭+0.2%海泡石处理对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性提升效果最好,0.2%生物炭+0.5%海泡石处理对土壤过氧化氢酶活性提升效果最好.综合考虑,施用0.2%生物炭+0.2%海泡石复配材料对弱碱性Cd...     

牡蛎壳粉对酸性土壤的修复及其对镉的钝化作用研究

农业土壤重金属镉污染具有浓度低、面积大的特点,因此,原位钝化修复技术逐渐成为农业土壤镉污染治理的研究热点。针对目前农业土壤酸化及镉污染比较严重的状况,研究施加牡蛎壳粉对酸性土壤及镉形态转化的作用,以期达到对酸性镉污染土壤的修复。结果表明,添加5%、150目的牡蛎壳粉后,土壤p H值可由5.56提高至7.74;有效态镉含量由1.66 mg/kg降至0.801 mg/kg,钝化率达到51.7%。同时,交换态钙含量由0.998 g/kg升高至9.11 g/kg,可有效缓解酸性土壤钙流失的问题。对不同镉污染水平的土壤添加牡蛎壳粉后,镉的酸可溶态、可还原态和可氧化态分别降低了12.92%~20.97%、18.99%~31.10%和18.02%~47.80%,而残渣态则增加了124.2%~175.9%。因此,施加牡蛎壳粉可有效矫正土壤酸化的现象,并显著降低酸性土壤镉的生物活性,达到对镉钝化的效果。     

稻-麦轮作模式下不同钝化材料对镉污染农田土壤的原位钝化效应

为明确大田条件下施用钝化材料对镉(Cd)污染农田土壤的原位钝化效应及其持续性,以秸秆生物炭、 YH粉、粉煤灰、海泡石和页岩粉(粒径均<0.2 mm,施用量均为2.25kg·m^-2)这5种钝化材料为研究对象,连续监测3 a稻-麦轮作模式下原位钝化处理对土壤养分、土壤酸碱度、土壤Cd污染状况和种植作物籽粒Cd含量的影响,探讨其钝化效应及持续性,为有效控制农田土壤Cd污染、保证作物安全生产提供理论依据和数据支撑.结果表明：(1)稻-麦轮作模式下,施用5种钝化材料对土壤养分含量影响较小,但均可提高土壤pH,促使土壤Cd由酸提取态向残渣态转化,降低土壤Cd有效性,其中秸秆生物炭与YH粉处理下当季土壤有效Cd含量的降幅最大(20.42%～22.53%),是其它钝化处理的1.07～1.84倍.(2)稻-麦轮作模式下,首年施用5种钝化材料后均显著降低了水稻和小麦籽粒Cd含量,降幅分别达19.88%～48.77%和5.06%～24.00%.施用秸秆生物炭、粉煤灰和YH粉后作物籽粒Cd含量显著低于对照和其它钝化材料,该处理条件下的水稻籽粒ω(Cd)(0.195、0.197和0....     

桉树遗态磷灰石材料对铅污染土壤的钝化修复效应

以自制桉树遗态羟基磷灰石复合材料(PBGC-HAP/C)为钝化修复剂,探究PBGC-HAP/C对铅污染土壤的修复影响过程和机制.结果表明,随着钝化剂的投加比例增大和钝化时间延长,钝化效果逐渐上升;钝化剂粒径减小有利于钝化效果提升.pH对钝化有较大的影响,随pH升高,钝化效果呈上升趋势,碱性环境下对铅含量为500 mg·kg~(-1)土壤的钝化率可以达到99%以上;含水率的增加有利于钝化效果提升,但贡献效果较小;结合作用前后材料的XRD、 FT-IR和XPS等对比分析得知, PBGC-HAP/C对铅的钝化作用主要通过吸附作用、化学配合作用和离子交换沉淀作用, pH值可间接增强其钝化效应.     

针铁矿-富里酸复合材料对铅镉污染土壤的钝化修复性能

珠三角地区作为粤港澳大湾区的重要经济区域,工矿企业多,土壤重金属污染状况较为严重,且多以铅镉复合污染为主,研发安全高效的重金属修复材料与技术对保障区域环境质量和人居安全具有重要意义.本文拟采用钝化修复技术,以南方红壤中典型矿物针铁矿为主体,制备了针铁矿-富里酸复合材料,并将其应用于铅镉复合污染土壤的钝化修复.结果表明,复合材料中富里酸所占的质量分数越高,对铅镉钝化作用效果越好;土壤中铅镉的钝化率(IE)随钝化时间的延长而增加,并趋于稳定;钝化修复后可交换态及碳酸盐结合态Pb含量降低,残渣态Pb含量增加,土壤中Cd可交换态含量降低,铁锰氧化态及残渣态含量显著增加;钝化修复后土壤CEC、速效钾及铵态氮含量均有所提高;综合评价认为针铁矿-富里酸复合材料应用于红壤铅镉钝化修复有效可行.     

生物炭和磷肥复合修复有色矿区重金属污染土壤的效果

以有色矿区污染土壤为研究对象,考察了生物炭和磷肥单施及复合施用对土壤重金属的钝化修复效果。单施生物炭或与磷肥复合处理土壤pH显著升高。单施磷肥及与生物炭复合处理显著提高了土壤TCLP提取态磷。生物炭和磷肥是较好的钝化土壤中Pb、Zn和Cd的修复材料,尤以P+HB处理的效果最好,使土壤TCLP提取态Pb、Zn和Cd分别降低39.4%、18.3%和41.8%,降低了重金属的迁移性和生物有效性。Pb的酸可提取态和可还原态主要向残渣态转化,而Zn和Cd主要向可氧化态转化。生物炭和磷肥复合对污染土壤中Pb、Zn和Cd的钝化有协同作用。     

改良剂对污染土壤上蔬菜生长及吸收重金属的影响

通过盆栽试验研究了石灰、钙镁磷肥、海泡石3种改良剂对重金属As、Cd、Pb和Zn复合污染土壤上蔬菜生长及其吸收重金属的影响,并表征了土壤有效态重金属含量、pH及脲酶活性等指标变化。研究结果表明,施加石灰和钙镁磷肥可以促进蔬菜生长,其中,石灰处理下小白菜生物量较对照提高了99.0%;石灰和钙镁磷肥处理下,西红柿茎叶生物量分别比对照提高了80.7%和82.3%。施用改良剂提高了土壤pH和脲酶活性,土壤有效态重金属含量不同程度降低,特别是海泡石的后期修复效果明显。与对照相比,石灰和钙镁磷肥处理显著降低小白菜叶中As含量,明显抑制西红柿茎叶对As、Cd和Pb的吸收(p<0.05);施加石灰明显降低小白菜叶中Cd和Pb含量(p<0.05)。然而,海泡石对抑制蔬菜吸收重金属的效果不明显。石灰和钙镁磷肥能有效抑制重金属从蔬菜根部向地上部转运,可作为重金属污染土壤上种植农作物优先考虑施用的改良剂。     

广州市蔬菜中重金属污染特征研究与评价

蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物,但蔬菜受重金属污染会对人体健康造成直接的威胁.于广州市12个区(市)采集116个蔬菜样品,检测分析Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr这6种元素,通过单因子评估、内梅罗综合指数分析广州市蔬菜中重金属的超标因子与污染特征,采用暴露风险分析评价食用当地种植蔬菜引起重金属对人体的健康风险.结果表明,8种蔬菜中Cu与Zn的含量未超标;Cr的超标率高达91.67%;Pb超标蔬菜为莴苣、丝瓜、番茄和胡萝卜,超标率高达35.71%,以胡萝卜超标最为严重;Cd超标的蔬菜为番茄,超标率达31.25%;Ni超标的蔬菜包括油麦菜、空心菜与菜心,超标率最高为8.33%.8种蔬菜污染程度表现为:空心菜、油麦菜、菜心、白萝卜和胡萝卜均处于警戒级,而莴苣、丝瓜和番茄则处于安全级别;4类蔬菜的重金属综合污染程度呈现叶菜类肉质根类茎类菜茄果类的趋势.健康风险评估表明,广州市居民中日常多食用空心菜、菜心和油麦菜的人群重金属累积的健康风险较高,且经膳食摄入重金属Cr对人体健康可能会造成危害,摄入Cd对人体具有潜在的健康风险.经口摄入蔬菜重金属对儿童可能造成的暴露风险要高于成年人.     

Evaluation of phytoextracting cadmium and lead by sunflower, ricinus, alfalfa and mustard in hydroponic culture

Soil contaminated with heavy metals cadmium(Cd)and lead(Pb)is hard to be remediated.Phytoremediation may be a feasible method to remove toxic metals from soil,but there are few suitable plants which can hyperaccumulate metals.In this study,Cd and Pb accumulation by four plants including sunflower(Helianthus annuus L.),mustard(Brassica juncea L.),alfalfa(Medicago sativa L.), ricinus(Ricinus communis L.)in hydroponic cultures was compared.Results showed that these plants could phytocxtract heavy metals, the ability of accumulation differed with species,concentrations and categories of heavy metals.Values of BCF(bioconcentration factor)and TF(translocation factor)indicated that four species had dissimilar abilities of phytoextraction and transportation of heavy metals.Changes on the biomass of plants,pH and Eh at different treatments revealed that these four plants had distinct responses to Cd and Pb in cultures.Measurements should be taken to improve the phytoremediation of sites contaminated with heavy metals,such as pH and Eh regulations,and so forth.     

磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化修复研究

通过模拟实验,研究磷酸二氢钾、磷酸二氢钙和磷酸二氢铵3种磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化效果,采用重金属形态分析和X-射线衍射法(XRD)探讨了钝化剂的修复机制。结果表明:3种磷酸盐处理可使土壤TCLP提取态Pb、Cd含量显著降低,其中磷酸二氢钙钝化效果最好,且随着投加量的增加,在n(P)/n(Pb+Cd)=5∶1时,钝化效率最高,对Pb、Cd的钝化率分别达到69.81%、35.18%。施加磷酸盐可使污染土壤中Pb、Cd从可交换态和碳酸盐结合态向残渣态转化,显著降低Pb、Cd的生物可利用性。X-射线衍射仪(XRD)检测发现,钝化后的土壤中有羟基磷铅矿、磷酸铅、磷酸镉等矿物晶体生成,表明3种磷酸盐对土壤中铅镉的钝化机理主要是生成难溶性磷酸盐沉淀和羟基磷铅镉矿物。     

不同钝化剂对鸡粪堆肥重金属钝化效果及其腐熟度指标的影响

为探究不同钝化剂对畜禽粪便处理效果,以鸡粪和稻草秸秆为原料,采用高温酵素快速堆肥方法,研究添加海泡石(SE)、钙镁磷肥(NP)、生物炭(BI)单一及复配钝化剂海泡石+钙镁磷肥(S+N)、海泡石+生物炭(S+B)、钙镁磷肥+生物炭(N+B)、海泡石+钙镁磷肥+生物炭(SNB)对鸡粪有机肥的理化性质、重金属形态分布及有机质变化的影响.结果表明,添加不同钝化剂堆肥后显著增加鸡粪有机肥pH(P 0. 05),种子发芽率有所增加(80%以上),发芽抑制率相应降低,而电导率(EC)、有机碳全氮含量和碳氮比(C/N)均较堆肥前有所降低,各项指标均达到有机肥腐熟标准.但堆肥后各组间差异为:在pH方面复配处理pH增加较高,在电导率方面单一海泡石和钙镁磷肥处理下EC值降幅较大,而有机碳全氮含量和碳氮比各组差异不明显.虽然由于"浓缩效应"导致鸡粪有机肥重金属总量有所增加,但鸡粪有机肥中重金属可溶态比例下降,残渣态比例均有所增加,添加钝化材料后发现复配钝化剂对重金属钝化效果好于单一钝化剂,其中SNB处理对Ni、Zn、As和Pb钝化效果最好.堆肥处理后,腐殖酸(HS)和胡敏酸(HA)浓度均显著上升(P 0. 05),最高分别增加19. 8%和78. 9%,富里酸(FA)则较初始条件下降低4. 47%～20. 11%.红外光谱分析发现堆肥后多糖小分子类物质均不同程度增加.综上所述,投加钝化剂对鸡粪有机肥重金属钝化有一定的促进作用,从而使堆肥达到无害化效果.     

新型杂化材料钝化修复镉铅复合污染土壤的效应与机制研究

采用盆栽实验,研究了新型杂化材料及其与磷酸盐复配使用对镉铅复合污染土壤的钝化修复效果,并通过重金属形态分析、吸附平衡实验以及X射线光电子能谱(XPS)探讨了杂化材料钝化修复重金属污染土壤的机制.结果表明,杂化材料单一处理对油菜生长没有明显的促进作用,而杂化材料与磷酸盐复合处理则能显著提高油菜地上部和根部生物量,分别比对...     

Chemical fractionations and bioavailability of cadmium and zinc to cole （Brassica campestris L.） grown in the multi-metals contaminated oasis soil, northwest of China

A pot experiment was conducted to study the relationship between distribution of cadmium (Cd) and zinc (Zn) and their availability to cole (Brassica campestris L.) grown in the multi-metal contaminated oasis soil in northwest of China. The results showed that Cd and Zn in the unpolluted oasis soil was mainly found in the residual fractionation, however, with increasing contents of Cd and Zn in the oasis soil, the distribution of Cd and Zn changed significantly. The growth of cole could be promoted by low Cd and Zn concentration, but significantly restrained by high concentrations. There was antagonistic e ect among Cd and Zn in the multi-metals contaminated oasis soil. Stepwise regression analysis between fractionations distribution coe cients of the two meals in the soil and their contents in cole showed that both Cd and Zn in the exchangeable fractionation in the oasis soil made the most contribution on the uptake of Cd and Zn in cole. The bio-concentration factor (BCF) of Cd was greater than Zn in cole, and BCFs of the two metals in leaves were greater than those in roots. The translocation factors of the two metals in cole were greater than 1, and the two metals mainly accumulated in the edible parts in cole. Therefore, cole is not a suitable vegetable for the oasis soil because of the plants notable contamination by heavy metals.     

改性椰壳炭钝化修复农田土壤镉、铅的长期稳定化效果及生态风险评估

为探究改性椰壳炭钝化修复土壤中镉、铅的长期效果及生态风险,采取硝酸-高锰酸钾改性方法优化椰壳炭表征,通过设置不同改性椰壳炭用量,探究其对土壤中镉、铅生物有效性的长期影响,结合土壤-农产品综合质量影响指数评价结果,最终验证其场地应用的可行性。结果表明:改性椰壳炭可显著提高土壤镉、铅的稳定性,当用量>20 g/kg时,钝化培养12周,土壤中镉、铅以残渣态为主,固定率较对照组分别提高了8%~23%和11%~24%。钝化培养15~18周,土壤镉、铅有效态含量均低于安全阈值,且种植蔬菜未检测到重金属超标,不存在生态风险。采用改性椰壳炭进行土壤重金属场地修复具有一定应用价值。     

磷肥和稻草对土壤重金属形态、微生物活性和植物有效性的影响

采用原位化学固定法,通过向土壤中添加修复剂磷肥和稻草,研究其对土壤中重金属形态、植物有效性和土壤微生物活性的影响.结果表明:添加磷肥和稻草可改变土壤中重金属Cu、Cd、Zn和Pb的形态分布,使土壤中重金属高植物有效性的酸提取态比例降低;其中以磷肥+稻草组下降最多,酸提取态Cu比例从对照的50.4%降至8.7%,酸提取态Cd从56.2%降至29.5%,酸提取态Zn从32.9%降至25.1%,酸提取态Pb从21.1%降至检测限以下.磷肥、稻草及磷肥+稻草修复土壤后,4种重金属在油菜(Brassica napus L.)中的含量显著降低,且油菜干生物量由对照的0.46 g分别增至0.97、1.53和2.28 g.同时土壤中微生物活力得到提高,土壤微生物生物量碳由对照的19.16 mg/kg最高增至966.71 mg/kg,而代谢呼吸率由对照的21.95 mg/(kg.h)最大升至158.63 mg/(kg.h).证明磷肥和稻草可降低重金属对油菜和土壤微生物的毒性胁迫,改善污染土壤质量,促进植物和土壤微生物的生长.      

紫云英对污染土壤上叶菜生长及其镉和铅含量的影响

为降低城郊菜地土壤叶菜可食部分Cd、Pb含量,通过3茬盆栽试验研究了紫云英(Astragalus sinicus L.)绿肥对重金属污染菜地上的叶菜生长、叶菜镉铅含量及土壤Cd、Pb活性形态(土壤溶液中Cd、Pb浓度及DTPA浸提态)的影响.结果表明,与对照相比,紫云英显著提高了供试生菜和苋菜的地上部生物量;但对DTPA-Cd和DTPA-Pb没有显著影响,对土壤溶液Cd、Pb浓度影响较小,没有显著影响供试生菜和苋菜地上部Cd、Pb含量.因而紫云英可以施用到供试菜地土壤上以提高叶菜产量,且不会提高叶菜Cd、Pb的食物链风险.