土壤酸化和元素循环的关系

一、引言近几十年来,酸雨对陆地和水体的潜在影响已日益引起人们的关注。欧洲和北美地区酸雨对地表水化学及淡水中生物群的不利影响已被认为是一个主要的环境问题,而且,酸雨导致的土壤酸化可能在西欧的森林林冠枯萎中起了关键作用。迄今为止,酸雨在土壤酸化中的相对重复性在文献中还有争论。有的作者认为,酸雨对欧美土壤酸化的贡献与自然因素和耕作的影响相比是很小的,而其他人却提出相反的看法。     

在模拟条件下,痕量金属于水合氧化铁上的吸附/共沉淀 腐殖质的作用

在腐殖质存在下,大大地改变了镉、铜和镍(或许铅)在水合氧化铁上的吸附。在应用模拟浓度的合成淡水中,腐殖质存在时,发现增强了镍和镉(铅不太有把握)的吸附/共沉淀。也可增强铜的吸附,不过得靠一种跟可溶腐殖质与铜的络合作用的强烈竞争屏蔽某些影响。吸附过程对pH的依赖性改变,在某种意义上,与类似配位体的金属吸附一致。根据这四种模式,考虑了这个因素,可以计算出增加的吸附。这最似乎有可能是涉及到金属与吸附的腐殖质的络合作用,而这种作用,吸附的腐殖质大于可溶腐殖质。应用成分大不相同的天然水的一系列实验证明了以合成淡水得到的结论具有普遍意义。发现了由形成可溶解的铜——腐殖质络合物的竞争控制着铜的吸附,以及它不取决于碱度,并指出即不是Ca~(+2)/Mg~(+2),又不是HCO_3~-/CO_3~(-2)离子影响这个吸附或络合反应。另一方面,镉的吸附实质上不取决于腐殖质的浓度,但是取决于碱度,因为碱度增加,镉的吸附降低,这种现象可能是由于Ca~(+2)/Mg~(+2)离子的竞争作用。这些发现对研究模拟形态有着重要意义。     

瑞典中部法伦地区1000年铜生产对环境的影响

瑞典中部的法伦地区在铜生产过程中向大气中排放二氧化硫(SO2)和金属的历史至少有1000年.在17世纪,排放达到高峰,当时,法伦地区铜产量占世界铜供应量的2/3.因此,该地区为研究酸沉降和金属污染的长期效应,包括随后3个世纪降低二氧化硫排放和金属沉降的恢复提供了一个难得的机会.本文对当地二氧化硫的排放进行了1000年的回顾,估算了二氧化硫的大气浓度和干沉降,及对土壤和湖泊的酸化和金属污染.尽管长期以来二氧化硫的沉降超过了临界负荷,但土壤酸化仅局限于矿区西北和东南12km污染最严重的范围内.根据湖泊沉积物中的硅藻分析,14个湖泊中仅有8个为酸化型(0.4～0.8pH单位).可能是由于大量的硫酸盐仍然累积在土壤中,以及土地利用方式发生了变化,这些湖泊目前仍处于酸化状态.     

锰超富集植物种质资源及耐性机制研究进展

工矿业引起的土壤和水体锰污染问题正引起人们的重视,利用超富集植物清除土壤和水体环境中的重金属和类金属污染的植物修复技术因其潜在的高效、廉价及环境友好性获得政府和企业的广泛关注.超富集植物是植物修复的基础.文章对国内外文献报道的重金属和类金属超富集植物种质资源进行了分类整理,迄今发现超富集植物492种,但绝大多数属于镍超...     

评价金属形态和人体健康风险影响的方法

该文提出了一种评价土壤p H和总金属浓度变化对土壤金属形态和人体健康风险综合影响的方法。采用基于人体健康风险评估模型和MINTEQ模拟的方法,综合考虑了经口、吸入和皮肤接触3种暴露途径对人体健康的影响。结果表明,溶解率Ni~(2+)受pH值的影响。随p H值的增加,Ni~(2+)的溶解率降低,最终所有镍浓度(total-Ni)都趋于0。Ni~(2+)在pH7时是造成健康风险的主要组件,在碱性情况下,NiCO3成为优势种影响健康风险趋势。随着各total-Ni中pH值的增加,HINi先保持恒定,然后逐渐升高。在碱性条件下,镍形态的总非致癌风险高于总镍的非致癌风险。结果验证了金属形态在健康风险中是确定的,而变化因子(pH和金属总浓度)在风险评价中起着重要作用。这些结果为重金属污染的控制和修复管理提供了基础资料。     

腐殖酸对李氏禾累积铜和镍的影响

李氏禾是国内发现的第1种湿生铬超富集植物。通过水培实验,研究了不同浓度腐殖酸对李氏禾生物量、铜和镍累积量、转运系数和营养液中铜镍浓度的影响。实验结果表明:适量腐殖酸可促进李氏禾生物量的增加,高浓度腐殖酸会抑制李氏禾对铜和镍的吸收,但是低浓度腐殖酸可促进李氏禾对铜和镍的吸收;腐殖酸可提高铜和镍的转运系数,低浓度的腐殖酸能更好地促进李氏禾对铜和镍的转运;李氏禾对营养液中铜和镍的吸收主要以铜为主。     

金积水源地地下水体重金属空间分布及来源

地下水体重金属含量受其赋存介质和渗流路径共同影响,为查清金积水源地地下水体重金属分布及来源,综合运用多元统计法和地统计法对吴忠市金积水源地土壤及水体砷、镉、铬、铜、铅、镍、锰7种重金属含量及其影响因素进行分析,通过变量相关性分析和R型聚类分析探索各土壤重金属空间分布相似性与差异性,结果显示砷、铜、铅、镍、锰间呈现出较强的相关性,镉、铬与其他重金属相关性不明显。进一步采用地统计法拟合半方差函数探讨土壤重金属空间结构变异性和随机变异性,解析土壤重金属来源,拟合参数显示镉元素块金系数大于75%,随机变异占主导地位,其余重金属在空间上表现出强烈的结构性变异,主要受土壤母质影响。在土壤重金属影响因素分析基础上,对地表水、企业污水以及地下水中重金属空间分布及影响因素进行了分析,查明地下水体重金属来源及影响因素。     

铜、镍、铅、锌4种重金属对水田土壤藻类的综合效应

为确定污水、污泥的农田施用标准,使用正交试验表L₉（3⁴）研究了4种重金属铜、镍、铅和锌在低、中、高3种浓度下对土壤藻类的数量和种类的影响。混合重金属使土壤藻类的种群结构发生改变,使蓝藻数量减少,硅藻数量或减少或增加,视条件而定,裸藻成为优势种。在土壤－藻类体系中重金属临界值铜为50mg/kg,镍为50mg/kg,铅为150mg/kg,锌为300mg/kg。     

上海地区13种金属土壤背景值初探

对上海地区518组土壤金属浓度数据进行归纳和空间分析,得出了上海地区13种金属砷、铍、镉、铬、铜、铅、汞、镍、银、铊、锌、锑和硒在土壤中的背景值及空间分布图,直观地表现了上海地区13种金属的空间分布特点,为今后确定上海地区土壤污染的标准提供参考.     

用王水回流提取土壤和污水污泥中的金属

<正> 每年在英格兰及威尔士产生的干的污水污泥达1.24×10~6吨,其中约45％用于农业;而来自工业区的污泥常含大量重金属。由于在田地上施用被金属污染了的污泥,土壤中金属的含量极度增加,可能会有害于植物和(或)动物的生长。铜、铬、铜、铅、钼、镍和锌是主要考虑的金属,它们在污泥中的含量常大大高于土壤中的含量。除镉和锌外,用阴极层电弧发射光谱法可满意地测定磨细和灼烧过的污泥中的所有这些元素。镉和锌这两种元素的谱线很弱,灵敏度也很低。     

“亚洲金属项目”发布土壤风险评价模型

<正>历时五年的"亚洲金属"重点研究项目近日在北京正式发布研究成果。该项研究成果采集中国17种土壤类别进行试验,研发出一套土壤中铜和镍的风险评价方法,将为政府和科研机构提供建立相关法律规范     

农用粉煤灰中镍的控制标准研究

镍在自然界有着广泛的分布。随着工业的发展,镍及其化合物的用量日趋增长,向环境的排放在不断增加。 镍不是动植物正常生活中的必需元素。过量存在会导致人畜得病,土壤贫脊,作物受害。是重要的环境污染物之一。 因此,近代对环境中镍的研究引起了人们的注意。对于镍在土壤和植物中的动态及其影响,陆续发表了一些专题性的总结评论文章。国内尚未见到这方面的研究报道。 为了探讨土壤—作物系统镍的最高允许     

软水中EPS对铜管/硅酸盐体系溶解性铜释放影响

以海藻酸钠模拟水体中的EPS,研究了软水体系中海藻酸钠对铜管,硅酸盐体系缓蚀效果的影响.结果表明,当有低浓度海藻酸钠存在时,体系中的溶解性铜浓度显著增加,且老化1 a的铜管溶解性铜释放浓度明显高于老化3 a和10 a的铜管,释放溶解性铜浓度大小顺序为c1a>c3a>c10a;但随着海藻酸钠浓度的增加,老化1 a的铜管的溶解性铜释放浓度增加,而3 a和10 a铜管的溶解性铜释放浓度减小,表明水体中EPS的存在降低硅酸盐对铜管的缓蚀效果.在pH值7.5和海藻酸钠为16mg/L条件下,不同停留时间溶解性铜释放呈现逐渐增加-降低-逐渐增加的趋势,表明海藻酸钠、硅酸盐、铜离子和管壁进行了复杂的相互作用.在低pH值条件下,海藻酸钠对铜管溶解性铜释放影响更加显著,随着pH值增加和铜管老化时间延长,其溶解性铜释放浓度降低,表明海藻酸钠对溶解性铜释放影响降低.     

模拟淹水条件下紫色土镉的释放特征及影响因素

研究了在模拟淹水条件下紫色土镉的释放迁移特征及影响因素 .结果表明 ,土壤初始镉污染水平、水体初始酸度和有机酸组成显著影响土壤镉向水体的迁移释放 .土壤初始镉浓度每增加 1mg·kg-1,淹水平衡后水体中镉的浓度增加 0 0 0 6—0 0 0 7mg·L-1.当水体初始pH <6时 ,镉的释放量随pH的降低呈线性增加 ,每降低一个pH单位 ,水中镉浓度平均将增加 0 0 6mg·L-1.水体中多种有机物共存时对土壤重金属的释放存在复杂的交互作用 .草酸、柠檬酸、EDTA以及草酸、柠檬酸、富里酸、EDTA共存时显著促进土壤镉的释放 ;而草酸、柠檬酸、富里酸共存时 ,反而抑制了土壤镉的释放 .讨论了淹水过程中镉的释放与体系pH、Eh 变化之间的关系 .     

重庆酸雨地区森林生态系统土壤、植被与地表水现状分析

酸沉降现象在重庆已成为一个严重的长期环境污染问题，本文根据东亚酸雨监测网土壤、植被监测技术规范的方法-研究了酸沉降对森林生态系统土壤、地表水以及植被的影响和危害。通过对土壤的分析：3个采样点的土壤pH值较低，这可能与大气S和N的输入有关，导致了土壤酸化。而南山采样点的盐基饱和度(BS)均值少于10％，盐基离子交换量(CEC)也较低．土壤中Al^3 浓度相对较高，土壤中C／N较低，南山可能存在土壤酸度增加的危险，以及土壤中Al浓度增高并伴有S或N沉降增加的危险。对地表水分析结果表明，南山采样点地表水的酸中和能力(ANC)较大，但是该采样点土壤剖面的盐基饱和度并不高，由此可推测该地表水可能是经由盐基离子丰富的土壤或岩石径流而来。通过对植被的分析，酸雨可能对杉木和柳杉这两种酸敏感性植物有一定的危害作用。     

北欧湖泊的重金属调查:浓度、地理模式及与临界界限的关系

1995年秋天,北欧各国同时对本国的湖泊进行了调查,包括俄罗斯西北的科拉半岛.在大约3000个湖泊中,被调查的11种金属(铅、镉、砷、锌、铜、镍、钴、铁、锰、铬、钒)一般浓度较低,并具有明确的地理模式.对于铅、镉、锌和一定程度上钴的分布,远程迁移的空气污染带来的直接和间接影响是最重要的因素.湖中总有机碳(TOC)浓度对于铁和锰,并在一定程度上对于砷、铬和钒是重要的.对于铜和镍,基岩地质概况是最重要的控制因素,但在科拉半岛很多冶炼厂周围地区是个例外,在那里由于当地空气传播的污染,湖泊中铜和镍的浓度很高.基岩和地表的地质概况对于控制砷、钴、铬和钒的浓度也是重要的因素.调查结果表明在北欧国家湖泊中重金属污染在区域尺度上是一个较轻微的生态问题.     

环境中的重金属

比重大于五的金属称为重金属。这类金属通常以不同含量分布在地壳的各个部分,金属含量特别高的地壳即称为金属矿。重金属具有不同的理化性质,它们在生物体内的效应则更是各种各样。很多重金属对生物体都很重要,即使它们在生物体内只有痕量存在也是如此。当某种重金属在给定浓度下能损害细胞生长或代谢作用时,即可认为这是有毒物质。几乎所有的重金属在高浓度下都是有毒的,有的即使在低浓度下也是剧毒物质。例如,铜是一种微量营养元素,对所有的有机物都是一种不可缺少的组分,但是,如果摄入的铜量超过了正常水平,即成为剧毒物质了。与铜一样,每种金属在生物体内都有一个适当浓度范围,一超出这个范围时即成为毒物了。各种金属的毒性取决于其进入生物体内的途径以及与之相结合的化学物质的组分。一种金属与有机化合物结合后,可增大或减小其对生物细胞的毒性效应。另一方面,一种金属与硫化合形成的硫化物,其毒性比这种金属的氢氧化物或氧化物的毒性小,因为金属硫化物在生物内比其氧化物更难溶解。金属的毒性来自: (1)当一种金属在生物体内以高浓度存在并超过了一定的时间; (2)当一种金属是以非一般的生物化学形式存在时; (3)当一种金属是以非正常途径被摄入生物体时。人们还不够了解,但却是相当重要的问题是某些金属的     

我国不同土壤铜的生物可利用性及影响因素

选取我国8种典型类型土壤,运用生态毒理学的方法研究土壤中铜的生物可利用性。选取大麦根长和生物量为反应终点,运用计算Dose-response的S-Logistic模型计算出引起反应终点比对照减少10%和50%时的土壤总铜浓度(EC50、EC10)和外源铜浓度(EC10a、EC50a)。结果表明,由根长数据得出的EC10a、EC50a为最佳的分析8种土壤铜的生物可利用性的指标。8种土壤的EC10a在25.3～170.2mg/kg,EC50a在58.1～429.5mg/kg,数值分布范围较宽,说明8种土壤中铜的生物可利用性存在差异,生物可利用性的大小依次为:漳州>海口>烟台>武威>西藏>上海>铜仁>洛阳。ECX与pH和CaCO3呈显著正相关,而这两个指标都是土壤酸碱度的表征,说明土壤的酸碱性能显著影响土壤中铜的生物可利用性。土壤对铜的最大吸附量xmax与ECxa呈显著正相关性,提示土壤对铜的吸附能影响铜的生物可利用性。     

天然水体中铜的形态及其对Q67淡水发光菌的毒性作用

通过铜加标实验,运用两步酸化阳极溶出伏安法(DAM-DPASV)得到官厅水库各水样对铜的络合容量,同时测定了水样在铜加标前后对Q67淡水发光菌的96h急性毒性.官厅水库各水样对铜的络合容量为26～128μg/L,与水样中DOC的含量成正比,络合容量随DOC含量的增加而升高.铜对Q67淡水发光菌的毒性随着水样对铜络合容量的增加而降低,相对于用总铜浓度表示的EC50而言,由电极有效态铜浓度(无机铜浓度)表示的EC50能够更好地预测天然水体中铜对Q67淡水发光菌的毒性.      

铜对两种农药在砂土上吸附的影响

为了考察了铜与有机农药在土壤中吸附行为的交互作用,以阿特拉津(Atrazine,AT)、氰戊菊酯(Fenvalerate,Fen)为研究对象,进行批量平衡吸附实验。实验结果表明,AT的吸附符合线性吸附等温线,氰戊菊酯在土壤上的吸附变异性较大,可能原因是菊酯农药存在一定程度的降解。铜离子的存在使AT的吸附常数Koc由262.3减小为55.22L/kg,AT在土壤上的吸附量减小。氰戊菊酯吸附常数Koc为282.9(L/kg),铜离子与氰戊菊酯共存时,氰戊菊酯吸附Koc值增加为440.1L/kg,实验Cu2+浓度范围内,吸附量明显增加。两种农药土壤吸附实验结果不同,这种差异性可能是由于两种农药具有不同的水溶性和辛醇-水分配系数(Kow)值,铜与AT可能形成可溶性络合物从而减小其吸附。铜与氰戊菊酯可能形成不溶性络合物而使溶剂萃取率降低。