施用堆腐有机肥对水稻土中六氯苯脱氯降解影响

采用水稻盆栽实验,供试土壤为红壤性水稻土和乌栅土,分别设定对照及添加1%和2%堆腐有机肥的处理,研究施用该有机肥对六氯苯(HCB)在种水稻土壤中还原脱氯降解的影响,并分析甲烷生成与HCB脱氯降解的关系.结果表明,18周之后,红壤性水稻土中HCB可提取态残留减少了28.6%～30.1%,乌栅土中HCB可提取态残留减少了47.3%～61.0%;水稻植株吸收的HCB及其降解产物量仅为土壤中HCB初始量的千分之几;HCB发生脱氯降解主要生成五氯苯(PeCB);由于乌栅土的pH和可溶性有机碳含量均高于红壤性水稻土,HCB在乌栅土中的脱氯降解效率较高;在红壤性水稻土中和乌栅土中,施用1%和2%堆腐有机肥分别在第6和第10周后显著抑制PeCB生成,且PeCB生成速率在有机肥的2个添加水平之间均无显著差异;产甲烷菌在脱氯降解中的作用因环境条件而异.     

小分子有机碳对土壤中六氯苯厌氧降解及挥发的影响

采用密封培养瓶装置,研究了红壤性水稻土和乌栅土在添加乙酸、葡萄糖、柠檬酸时六氯苯(HCB)的厌氧降解行为,同时分析了土壤pH变化、碳源转化过程中甲烷和二氧化碳的释放及六氯苯的挥发.结果表明,8周内红壤性水稻土中HCB减少了约20%～44%,加入乙酸抑制HCB的降解,表明低pH条件不利于脱氯反应,加入葡萄糖和柠檬酸在前期抑制后期则促进HCB的降解;乌栅土中HCB减少了约21%～23%,加入小分子有机质对其降解没有明显的效果;六氯苯降解的主要产物为五氯苯(PCB),最终检测到红壤性水稻土中PCB为23～96 μg/kg,乌栅土中为64～92 μg/kg; HCB的降解与CH4和CO2的释放量在统计学上没有显著的相关性;2种土壤中,外加小分子有机碳均减少了HCB的挥发作用,且红壤性水稻土中HCB的挥发比乌栅土中更强,表明土壤有机质是影响HCB挥发的重要因子.     

土壤中13种有机氯农药超声波提取方法研究

应用超声波提取江西红壤和南京黄棕壤中的 13种有机氯农药 (α 、β 、γ 和δ HCH ,2 ,4′ DDT ,2 ,4′ DDE ,4 ,4′ DDT ,4 ,4′ DDE ,4 ,4′ DDD ,α endosulfan ,dieldrin ,endrin ,HCB) ,固相萃取柱进行纯化 ,气相色谱进行定量分析 .对不同提取溶剂 (正己烷、二氯甲烷、正己烷和甲醇、正己烷和丙酮、正己烷和二氯甲烷 )、提取时间 (0 .5～ 2h)、提取次数 (1～ 5次 )与提取效率的关系进行了研究 .研究表明以正己烷 甲醇 (4∶1)作为混合提取溶剂 ,超声提取一次 ,提取 2h能取得较高的提取效率 .此技术节省溶剂且提取方法简单 .     

长期不同施肥土壤中残留五氯酚在水稻中的富集特征

研究长期不施肥(CK),施无机肥尿素(N),施有机肥(OM)和无机有机肥配施(N+OM)4 种处理红壤水稻土中五氯酚(PCP)的消解及其在水稻根、茎和稻谷中的富集特征.结果表明,4 个处理土壤中残留态氯代酚显著降低水稻茎和稻谷生物量,但对根生物量的影响未达显著水平.N 处理表层土壤中可提取PCP 残留量为2.42mg/kg,显著高于CK、OM 和N+OM 处理,表明长期单施N 抑制土壤中PCP 的消解.在水稻根中检测到PCP 及其脱氯降解产物2,3,4,5-四氯酚(2,3,4,5-TeCP)和3,4,5-三氯酚(3,4,5-TCP).在OM 和N+OM 处理水稻根中PCP 含量显著小于CK 和N 处理,表明长期单施OM 或N+OM 均显著减小水稻根对PCP 的富集量,而长期单施N 对水稻根富集PCP 并没有显著影响.在4 个处理中的水稻茎和稻谷中只检测到PCP,且在茎和稻谷中PCP 含量均没有显著差异,水稻茎和稻谷中PCP 浓度均值分别为164.9 和75.7ng/g.     

点源排放六氯苯在植物中的分布研究

以武汉某工业区为对象, 分析了排污渠、周围大河和农田植物及根际土壤中六氯苯(HCB)的分布特征及影响因素. 结果表明, 采样区内植物和土壤均受到不同程度的HCB污染, 植物中HCB浓度(以干重计,下同)为4.45～1 189.89　μg·kg^-1, 根际土壤中为27.93～3 480.71　μg·kg^-1. 排污渠和大河沿岸植物和根际土壤中HCB含量相对较高. 排污渠内木本植物对HCB富集程度大于草本植物,富集系数(RCF)分别为0.41～2.55和0.01～1.34. 不同农田植物中HCB含量差异很大(4.45～333.1　μg·kg^-1), 而同种植物不同部位对HCB的富集也不相同,例如,芋头果实、根和茎叶HCB含量分别为318.77、 281.02和10.94　μg·kg^-1. 排污渠和农田植物中HCB含量与根际土壤中HCB含量无相关性, 与脂肪含量显著相关.大河南岸植物和根际土壤中HCB含量随着与排放口距离的增加呈现显著降低趋势, 植物根和茎叶中HCB含量与根际土壤中的HCB显著相关, 但与脂肪含量无相关性. 植物中HCB分布特征受到污染源强、脂肪含量和HCB在植物体内的分配-迁移模式影响.     

外加芘在2种水稻土及其团聚体培养中的老化及其可浸提性和生物有效性的变化

老化是指有机污染物进入土壤后,随着时间的增加,其生物有效性、毒性和可浸提性会逐渐下降的现象.采用室内培养法研究了外加多环芳烃芘在2种水稻土乌栅土(潜育型水稻土)和黄泥土(潴育型水稻土)及其不同粒组团聚体中的老化现象,并采用二氯甲烷提取和蚯蚓吸收试验比较了培养老化后外加多环芳烃芘的可浸提性和生物有效性的变化.结果表明,培养90d后芘的浸提率下降了15%~23%,蚯蚓的摄食量也下降了37%~67%,说明外加有机污染物进入水稻土后发生了显著的老化现象,从而降低了其环境移动性和生物有效性.但不同粒径团聚体中老化程度没有差异,不过对蚯蚓的生物有效性存在差异.因此,并不能根据土壤中有机污染物的含量来预测其环境风险和生物有效性.     

铁氧化物与电子供体基质交互作用对红壤性水稻土中DDT还原脱氯影响

铁氧化物与电子供体基质交互作用对电子转移及具有脱氯功能的铁还原菌生长有重要影响,进而可能影响土壤中多氯代有机物的还原脱氯降解.本研究采用土壤厌氧培养实验,分析铁氧化物(针铁矿)和电子供体基质(正丁酸和乙醇)及其交互作用对红壤性水稻土中DDT脱氯的影响及其机制.结果表明,由于DDT脱氯降解,DDT及其降解产物与土壤形成结合态残留,厌氧培养6周后,土壤中DDT可提取态残留量仅为初始量的1.29%~2.01%.DDT厌氧脱氯降解的主要产物为DDD.在培养前期,加入正丁酸和乙醇使反应体系的pH降低Eh增加,进而不利于DDT还原脱氯降解.添加针铁矿或者同时添加针铁矿和电子供体基质均使反应体系的pH增加Eh降低,并且增加土壤中二价铁的量,从而促进DDT还原脱氯降解.正丁酸和铁氧化物对DDT还原脱氯无显著交互作用,而乙醇和铁氧化物对DDT还原脱氯具有拮抗作用.本研究结果对于制定DDT污染土壤的高效原位修复技术方案具有重要意义.     

土壤中铜、铅离子的竞争吸附动力学

研究了Cu²⁺、Pb²⁺在2种土壤上的竞争吸附动力学过程.结果表明,Cu²⁺、Pb²⁺在乌栅土上的吸附量均高于在红壤上的吸附量,Pb²⁺又较Cu²⁺在土壤上的吸附量大.分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程和幂函数方程对该吸附动力学过程进行了拟合,其中幂函数方程拟合结果最好.Cu²⁺、Pb²⁺在乌栅土上的吸附主要是通过与土壤中的Ca²⁺、Mg²⁺进行交换,其累积吸附量与Ca²⁺、Mg²⁺的累积解吸量线性关系显著(R2为0.990～1);在红壤上是通过与土壤中的H+进行离子交换而吸附.Pb²⁺对Ca²⁺和Mg²⁺的交换能力比Cu²⁺强,其存在显著降低了Cu²⁺在2种土壤上的吸附量;Cu²⁺的存在略降低Pb²⁺在土壤上的吸附量.     

EDTA强化黑麦草对铅污染土壤的诱导修复效应

文章采用盆栽土培的方法,研究螯合剂EDTA强化黑麦草对土壤中铅的富集效应、富集规律及其对土壤铅的溶解效应和残留效应的影响。结果表明,黑麦草对不同浓度的铅污染呈明显的剂量效应关系,富集规律为根茎叶;土壤铅浓度为1 000 mg/kg,EDTA施入量为6 mmol/kg土时,土壤中水溶性铅的含量为对照的近500倍,黑麦草地上部铅提取量为对照的3.84倍。表明EDTA可以提高土壤水溶性铅的含量,促进铅从根部向地上部转运,增加黑麦草地上部铅的含量和提取量。但EDTA在土壤中难以降解,在施用后第38天,土壤中水溶性铅含量仍无明显下降,因此在使用中应注意其残留效应及其对环境的风险。     

施用鸡粪和猪粪对2种土壤As、Cu和Zn有效性的影响

在水稻土和赤红壤中分别以质量分数2%和4%施人含As、Cu和Zn的鸡粪和猪粪,以不施肥为对照(CK)进行通菜盆栽试验,研究施入鸡、猪粪对土壤As、Cu和Zn有效性的影响.结果表明,施用鸡、猪粪几乎均比CK显著提高通菜地上部生物量,而且水稻土中生物量显著高于赤红壤.施用粪肥显著提高通菜As含量和As吸收量,呈高量处理>低量处理、猪粪>鸡粪处理且在水稻土>赤红壤的规律.除水稻土中Cu含量外,施用粪肥也显著提高通菜Cu、Zn含量及吸收量.通菜收获后,所有处理土壤总A6含量比试验前稍微降低、有效As含量及有效As占总As质量分数则大幅下降,但几乎所有粪肥处理土壤Cu和Zn的总含量、有效含量及有效质量分数均提高.与CK相比,粪肥处理土壤总As、有效As分别提高0.3～3.0 mg·kg-1和0.01～0.034 mg·kg-1,有效As质量分数增加0.033～0.178个百分点;总Cu、有效Cu提高3.1～30.4 mg·kg-1和5.2～19.4 mg·kg-1,有效Cu质量分数增加1.2～34.1个百分点;土壤总Zn、有效Zn提高-10.6～79.6 mg·kg-1和4.0～65.9 mg·kg-1,有效Zn质量分数增加1.0～64.2个百分点.如以土壤重金属有效含量增量及有效质量分数提高来评价其有效性变化,则粪肥提高土壤As、Cu和Zn有效性的作用为高量处理>低量处理且在赤红壤中作用大于水稻土.     

生物质炭对土壤中氯苯类物质生物有效性的影响及评价方法

通过室内培养实验,设定对照和添加1%小麦秸秆生物质炭处理,研究生物质炭对土壤中氯苯类物质老化残留的影响,并通过丁醇、HPCD和Tenax这3种化学提取方法以及蚯蚓富集实验评价土壤中氯苯类物质生物有效性的变化.老化4个月后,对照处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为29.87%、18.02%、5.16%,而添加1%生物质炭处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为68.25%、61.32%和58.02%,表明添加生物质炭能够抑制氯苯的消减.丁醇、HPCD和Tenax提取和蚯蚓富集实验结果表明,添加生物质炭显著降低土壤中氯苯的生物有效性(P<0.05),并随老化时间延长,降低效果更为显著.不同提取剂对氯苯的提取效率不同,丁醇和Tenax对氯苯的提取率为六氯苯>五氯苯>1,2,4,5-四氯苯,而HPCD对氯苯的提取率为1,2,4,5-四氯苯>五氯苯>六氯苯.添加生物质炭可显著降低蚯蚓对氯苯的生物富集因子(P<0.05).本研究表明,生物质炭能降低土壤中有机污染物的生物有效性,但高污染残留存在潜在的环境风险.     

Tracing the behaviour of hexachlorobenzene in a paddy soil-rice system over a growth season

Hexachlorobenzene (HCB), a persistent organic pollutant (POP), has been found in paddy soils. To improve the understanding of HCB contamination in paddy soils, a laboratory simulative study was carried out to investigate the behavior of HCB in a paddy soil and rice plants. This study was divided into three experiments. First, an experiment aimed to examine the evaporation of HCB in paddy soil. In the second experiment, rice was planted in 10 mg/kg HCB contaminated soil and after pot culture at 3, 6, 9, and 27 weeks (at maturity), both soil and plant samplings were scheduled to be sampled. The soil samples comprised rhizosphere soil, nonrhizosphere soil, and unplanted contaminated soil, whereas plant samples included shoots, roots, and rice grains (dehusked). Lastly, in this part, HCB in xylem saps was designed to be examined. The results showed that (1) the HCB translocation from paddy soil to rice by vaporization; (2) the HCB concentration in rice grains was surprisingly high; (3) the observed HCB decrease in rice rhizosphere offers a potential means for in situ HCB degradation; (4) HCB might not be transported along transpiration in rice.     

危险废物焚烧厂环境污染控制与风险管理水平评价指标体系研究与应用

采用德尔菲法、层次分析法和五分制综合评分法,构建了危险废物焚烧厂环境污染控制与风险管理水平评价指标体系。从选址、技术和管理的角度,制定了31个评价指标,并归纳为8个准则层指标群,通过计算权重和对评价指标的赋分,实现对危险废物焚烧厂环境污染控制与风险管理水平的量化评价。应用结果表明:华南某市两家危险废物焚烧厂的环境污染控制与风险管理水平分值分别为3.34和4.38,分别处于良好和先进的水平。     

施用水溶性有机肥条件下水稻对稻田土壤砷镉的提取效能

为了对砷(As)、镉(Cd)复合污染稻田土壤进行清洁修复,开展了田间试验,在施用水溶性有机肥强化As、Cd溶出条件下利用水稻作为修复稻进行提取. 为了评估水溶性有机肥的作用以及水稻的提取效能,分别在水稻分蘖期、抽穗扬花期和灌浆成熟期,利用扩散梯度薄膜技术(DGT)原位监测土壤剖面有效态As、Cd浓度的变化;收获时利用分级提取方法揭示土壤As、Cd赋存形态的变化,并分析植株各部位As、Cd的积累量;为了阐明去除根系的重要性,对比分析了保留和去除根系处理间土壤As、Cd浓度的差异. 结果表明,施用水溶性有机肥(OF)促进了土壤As、Cd的溶出释放,例如,OF处理39 d后土壤DGT-As (扩散梯度薄膜提取态As)和DGT-Cd (扩散梯度薄膜提取态Cd)平均浓度分别较空白对照升高了34.2%、54.9%. 水稻单株提取As、Cd总量分别为12.63、1.18 mg,其中根系As、Cd积累量占比分别为97.6%、81.3%. 与保留根系处理相比,移除根系使土壤As、Cd总量分别降低了5%、10%,土壤剖面DGT提取态的As、Cd平均浓度分别降低了41.9%、56.4%,作物易利用态As(F1+F2)和Cd(F1+F2)浓度分别降低了9.8%、6.1%. 研究显示,水溶性有机肥可促进土壤As、Cd的溶出,可作为利用水稻生长及根系移除来降低稻田土壤作物有效态As、Cd的强化策略,为As、Cd复合污染稻田土壤清洁与安全利用提供了一条有益路径.      

北京地区土壤中有机氯农药类POPs残留状况研究

2004年5—7月采集了北京地区115个土壤表层样品,利用ASE萃取技术,使用GC/MS方法测定了样品中的六氯苯、氯丹、滴滴涕(DDT,DDE和DDD)、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯和灭蚁灵的检出率及残留量.结果表明,北京土壤中六氯苯、滴滴涕的检出率很高,狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵未检出.总有机氯农药类POPs物质质量分数平均值为77.7 μg/kg.其中滴滴涕占总有机氯农药类POPs物质的98.9%,是北京地区土壤中残留有机氯农药类POPs物质的主要成分,城市公园、园林土壤是城市滴滴涕的主要污染源.六氯苯是北京地区土壤中普遍存在的一类持久性有机污染物,但残留量很低.氯丹检出率和残留量均很低,六氯苯和氯丹没有对土壤质量造成危害.      

固相膜萃取-气相色谱法测定地表水中有机氯农药研究

研究了固相膜萃取对地表水中有机氯农药(OCPs)物质的提取效果,并与液液提取法(LLE)进行比较.建立了固相膜萃取/气相色谱法检测地表水中20种有机氯农药的方法.结果表明:当萃取膜为HLB膜,洗脱液溶剂为丙酮和正己烷,萃取效果最理想,20种OCPs的回收率稳定在74.1%~94.3%之间,固相膜萃取法与传统液液提取法相比,既提高了萃取效率同时又减少了有机萃取溶剂的用量.该法检测实际样品时,同时加入2种内标指示剂对方法的性能进行了验证,2种内标示踪剂的回收率分别为71.6%~94.8%和69.9%~109.5%,样品中20种OCPs均未检出.     

Rapid evaluation of arsenic contamination in paddy soils using field portable X-ray fluorescence spectrometry

Arsenic (As) in paddy fields is deteriorating food security and human health through rice ingestion. Rice is the dominant food source of arsenic exposure to half of the world''s population. Therefore, an in situ effective method for As risk evaluation in paddy soil is strongly needed to avoid As exposure through rice ingestion. Herein, we developed a rapid analytical methodology for determination of As in plant tissues using field portable X-ray fluorescence spectrometry (FP-XRF). This method was applied to rice roots in order to evaluate the As contamination in paddy soils. The results showed that rice roots with iron plaques were superior to rhizosphere soils for generating FP-XRF signals, especially for field sites with As concentrations lower than the soil detection limit of FP-XRF (30.0 mg/kg). Moreover, the strong linear relationships of As concentrations between the rice roots and corresponding leaves and grains proved that the rice root, rather than the soil, is a better predictor of As concentrations in rice grains. The research provides an efficient As monitoring method for As contaminated paddy fields by using wetland plant roots with iron plaques and XRF-based analytical techniques.     

铁氧化物与丙酸对土壤中六氯苯厌氧降解影响

采用红壤性水稻土进行厌氧培养试验,设定灭菌对照、对照、丙酸、针铁矿、丙酸+针铁矿5个处理,分析铁氧化物、丙酸及其交互作用对土壤中六氯苯还原脱氯过程的影响及其反应机制.结果表明,培养40d后,5个处理的土壤中六氯苯可提取态残留量分别减少了26.9%、48.5%、63.4%、56.9%和72.9%;六氯苯还原脱氯主要生成五氯苯;添加丙酸在整个培养过程均显著促进六氯苯还原脱氯降解;添加针铁矿在培养前期促进六氯苯还原脱氯的效果明显;同时添加丙酸和针铁矿对促进六氯苯还原脱氯具有协同作用.     

2种组配改良剂对稻田土壤重金属有效性的效果

为研究2种组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)和HZ(羟基磷灰石+沸石)对土壤重金属的生物有效性以及水稻吸收累积重金属的影响,在湘南某矿区附近污染稻田中施用了不同添加量(0,2,4,8g/kg)的两种组配改良剂,并进行了水稻种植的田间试验.结果表明,施用2~8g/kg组配改良剂LS和HZ均能使土壤pH值和CEC含量显著增加,有机质含量变化不明显,LS比HZ更能提高土壤pH值和CEC含量.施用2~8g/kg组配改良剂LS能使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低25.7%~52.2%、12.7%~25.7%、6.4%~17.2%和8.6%~23.4%,施用2~8g/kg HZ使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低57.6%~80.1%、7.0%~40.9%、2.3%~22.7%和4.5%~33.2%.两种组配改良剂能显著降低土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的生物有效性,抑制水稻植株对Pb和Cd的吸收,土壤Pb、Cd和Cu的TCLP提取态含量与水稻根系和糙米中Pb、Cd和Cu的含量之间存在显著或极显著的正相关关系,TCLP提取态含量能较好的表示重金属在土壤中的生物有效性.