铬污染对辣椒叶绿素和铁含量及几种酶活性的影响

本文研究了水培和盆栽条件下六价铬污染对辣椒生长量、叶片叶绿素含量、铁含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,铬污染促进了辣椒叶片的衰老。     

陈皮对土壤中六价铬的去除效果及机理

获取廉价、易得且环境友好的高效修复药剂是Cr(Ⅵ)污染土壤修复的重要工作之一. 基于室内模拟培养试验,研究了陈皮添加量和土壤中Cr(Ⅵ)初始浓度对Cr(Ⅵ)去除过程的影响,通过Illumina NovaSeq高通量测序技术和X射线近边吸收光谱(XANES)等方法初步探讨了陈皮修复Cr(Ⅵ)污染土壤的机理. 结果表明:当土壤中Cr(Ⅵ)初始浓度为(1 600.13±298.11) mg/kg、Cr(Ⅵ)浸出浓度为(143.20±13.5) mg/L、陈皮添加量为5%时,培养30 d后,土壤中Cr(Ⅵ)浓度及其浸出浓度分别降至(10.07±2.98) mg/kg和(1.02±0.30) mg/L,去除率分别达到99.37%和99.29%. 土壤中Cr(Ⅵ)的去除效率随陈皮添加量的增加而增大,随Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而减小,且添加陈皮后土壤中的Cr(Ⅵ)转化为生物有效性较低的Cr(Ⅲ). 此外,陈皮的添加丰富了土壤细菌的营养底物,缓解了Cr(Ⅵ)对细菌生长的抑制作用. 土壤中放线菌门(Actinobacteria)为最优菌门,微杆菌属(Microbacterium)、土壤球菌属(Agrococcus)、链球菌属(Streptococcus)和链霉菌属(Streptomyces) 4种Cr(Ⅵ)还原菌不同程度富集. 研究显示,陈皮能在较短时间内有效降低污染土壤中Cr(Ⅵ)浓度及其浸出浓度,并影响了污染土壤中细菌群落结构及其组成;陈皮去除土壤中Cr(Ⅵ)的机制可能是其在土壤中水解的小分子有机物直接将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),以及作为碳源驱动Cr(Ⅵ)还原菌的富集进而间接降低Cr(Ⅵ)的毒性.      

微生物作用下土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的迁移转化

现代工业的发展使Cr(Ⅵ)土壤污染问题日益突出,针对Cr(Ⅵ)土壤污染防治的相关研究逐渐引起广泛重视。选取低风险地块土壤为实验材料,以土柱淋滤实验为基础,探究在混合芽孢杆菌的作用下,土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的迁移和转化。结果表明:水溶态Cr(Ⅵ)在土壤中的迁移动力来源于土壤中水分的迁移。在对照组中,土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的迁移呈现出随着土壤深度增加浓度下降的趋势;在混合芽孢杆菌处理组中,芽孢杆菌在前期(0~10 d)会阻碍Cr(Ⅵ)的迁移,在中后期(10~30 d)阻碍作用减弱。在迁移的过程中,混合芽孢杆菌的作用使土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的浓度降低,例如土柱淋滤30 d后,175-H土柱相比于175-D土柱在5,10,15,20 cm深度处土壤的水溶态Cr(Ⅵ)浓度分别降低了3.55,2.03,1.87,1.31 mg/kg。同时,淋滤含Cr(Ⅵ)溶液使土壤中铬耐性菌的相对丰度有所增加,例如芽孢杆菌。     

络合剂和酸度控制对土壤铬电动过程的影响

研究了添加络合剂和控制阴极池溶液酸度对铬在黄棕壤中电动过程的影响.结果表明,EDTA 柠檬酸和乳酸的加入明显改变了电动过程中电渗流的大小和铬在土柱中的分配,其中柠檬酸因可与土壤中的 Cr(III)发生较强的络合作用而显著增加了土壤总铬的去除率(29.8%);改变阴极池溶液酸度不仅影响了电动过程中电流、电渗流的大小和铬在土柱中的分配,同时也显著改变了总铬的去除率.其中在 pH 6.0 和pH 10.0 时,总铬的去除率分别达 25.3%和 24.0%,较 pH 4.0 和 pH 8.0 时增高近 1 倍.所有电动处理以后土壤中剩余的六价铬浓度均显著减少,约降低 80%,表明电动处理对土壤中六价铬(铬的主要有毒形态)的去除是非常有效的.     

铬胁迫对3种草本植物生长及铬积累的影响

为了阐明铬胁迫对白花三叶草（Trifolium repens）、高羊茅（Festuca arundinacea）、紫花苜蓿（Medicago sativa）3种草本植物的毒害机制,为铬污染土壤植物修复提供理论依据,采用盆栽试验,在土壤中添加不同浓度的铬[Cr（Ⅵ）]（K2Cr2O7为0、100、200、300和400 mg.kg-1）,研究重金属铬对3种草本植物生长、生理特性、重金属铬累积与分布的影响.结果表明,白花三叶草、高羊茅和紫花苜蓿的平均耐性指数分别为62.5、48.3和36.33.在铬浓度为400 mg.kg-1处理条件下,白花三叶草和高羊茅叶绿素含量、SOD和POD活性分别为对照的57.14%、51.51%、35.76%和63.27%、52.96%、41.36%,而紫花苜蓿无法生存.在铬胁迫下,3种草本植物的株高、根长、地上（下）部干重均表现降低,其降低大小顺序为紫花苜蓿〉高羊茅〉白花三叶草,但MDA含量增加,并且紫花苜蓿增加幅度最大,高羊茅次之,白花三叶草最小.三者对铬的耐受性表现为白花三叶草〉高羊茅〉紫花苜蓿.3种草本植物叶片积累的铬主要贮存于细胞壁,其次是细胞质,而在叶绿体和线粒体中含量较低.叶绿体和线粒体中铬含量与叶绿素、MDA含量、SOD和POD活性存在明显的相关性.随着铬浓度增加,3种草本植物叶片亚细胞组分中铬含量增加,并且总是紫花苜蓿〉高羊茅〉白花三叶草.当铬处理浓度为300 mg.kg-1时,与白花三叶草、高羊茅相比,紫花苜蓿叶片富集铬浓度最高,达51.44 mg.kg-1,其中分配于叶绿体（19.09%）和线粒体（18.04%）中铬的比例也明显较高.白花三叶草、高羊茅和紫花苜蓿地上部和地下部富集系数平均值分别为1.22、1.54;1.16、1.44和1.26、1.62,转运系数平均值分别为0.78、0.78和0.74.在重金属铬污染土壤治理中,白花三叶草和高羊茅有一定的潜在应用价值.     

水化氯铝酸钙对土壤铬的钝化修复及风险评估

本研究采集我国棕壤、红壤、黄壤、黑土和褐土5种典型土壤，制备成Cr （VI）浓度为80mg/kg的污染样品，首次应用极具潜力的层状双金属氢氧化物——水化氯铝酸钙对其进行钝化修复，并从土壤特定基本理化性质以及Cr的赋存形态、生态风险以及健康风险等方面对修复效果进行综合评价，对相关机理进行深入探讨，对使用成本进行简析.结果表明，水化氯铝酸钙可显著增加土壤pH值，并有效降低土壤Cr的活跃性、生态风险和健康风险；土壤Cr的活跃性降幅为59.09%~79.22%，生态风险降幅为14.17%~57.66%，在胃阶段和小肠阶段的健康风险（致癌风险）降幅分别为13.04%~63.04%和22.73%~56.60%.土壤Cr的赋存形态中，除了活跃态以外，修复前后均有部分不活跃态具有生态风险或健康风险.水化氯铝酸钙除了可将活跃态Cr转化到不活跃的沉淀态中，部分或完全地降低其生态风险或健康风险外，还能在一定程度上控制某些土壤中其余不活跃态Cr在毒性浸出实验或in vitro试验中的溶出.在相对最优使用量（m_Cr：m_{水化氯铝酸钙}=1：20）条件下，水化氯铝酸钙钝化修复1m³的Cr （VI）含量为80mg/kg的实际污染建设用地土壤，其试剂成本约为6.4元.作为新型Cr污染土壤钝化修复剂，水化氯铝酸钙有望为我国土壤环境质量和人群健康质量的改善做出贡献.     

典型农区耕作土壤重金属空间变异的稳健性分析

以鲁西北典型农区禹城的耕作土壤重金属Cr、Pb含量为例,针对其偏态分布特点与变异函数的非稳健性,研究了克瑞西-豪金斯法(C-H)、中位调节法(MA)、中位数中位偏差法(MMD)和位置的Huber估计(HB)4种稳健统计方法对土壤重金属变异函数的稳健处理效果,交叉检验了各稳健处理变异函数模型用以克里格估值的精度,分析了该地区耕作土壤重金属的空间分布特征。结果表明:研究区土壤Cr、Pb含量变异性较强且其频数分布均呈强烈偏态特征;稳健处理使得变异函数的块金值、基台值总体降低,块金值/基台值和拟合精度均不同程度升高;C-H法和MMD法稳健处理下,土壤Cr、Pb含量克里格空间预测的精度最高,是较优的稳健处理方式;研究区土壤Cr、Pb含量的空间分布呈现局部斑块状的分布格局,目前耕地土壤环境质量良好。该研究结果为该地区耕地环境质量评价和重金属污染防控提供科学依据。     

改性生物炭负载nZVI对土壤Cr(VI)的修复差异研究

考察了生物炭(BC)、酸洗生物炭(HCl-BC)和纳米零价铁负载生物炭(n ZVI-HCl-BC)对土壤中Cr(VI)还原和总Cr形态转化的影响.结果表明,生物炭对Cr(VI)还原率随土壤含水率的升高而显著提高.在较高土壤含水率(70%)条件下,各生物炭对Cr(VI)的最高还原率排序为:HCl-BC(97.26%)n ZVI-HCl-BC(88.36%)BC(87.61%).在不同Cr(VI)污染水平下(150、300、600和900 mg·kg~(-1)),HCl-BC对土壤中Cr(VI)的还原率最高.随Cr(VI)含量升高,BC和HCl-BC对Cr(VI)的还原率呈降低趋势,而n ZVI-HCl-BC对Cr(VI)的还原率为先降低后升高.形态分析表明,生物炭在不同程度上增加了土壤中Cr残渣态的比例:n ZVI-HCl-BC(11.58%)HCl-BC(9.53%)BC(1.42%),表明生物炭对土壤Cr起到稳定作用.综上,改性生物炭显著促进Cr(VI)还原及总Cr向残渣态转化,表明其具有修复Cr污染土壤的潜力.     

Response of soil catalase activity to chromium contamination

The impact of chromium(III) and (VI) forms on soil catalase activity was presented. The Orthic Podzol, Haplic Phaeozem and Mollic Gleysol from di erent depths were used in the experiment. The soil samples were amended with solution of Cr(III) using CrCl3, and with Cr(VI) using K2Cr2O7 in the concentration range from 0 to 20 mg/kg, whereas the samples without the addition of chromium served as control. Catalase activity was assayed by one of the commonly used spectrophotometric methods. As it was demonstrated in the experiment, both Cr(III) and Cr(VI) have an ability to reduce soil catalase activity. A chromium dosage of 20 mg/kg caused the inhibition of catalase activity and the corresponding contamination levels ranged from 75% to 92% for Cr(III) and 68% to 76% for Cr(VI), with relation to the control. Catalase activity reached maximum in the soil material from surface layers (0–25 cm), typically characterized by the highest content of organic matter creating favorable conditions for microorganisms.     

海螺沟冰川退缩区中铬的分布、累积与来源

以青藏高原海螺沟冰川退缩区为研究对象,借助其长达160a的植被演替序列,探讨Cr的时空分布和累积循环特征,并解析其潜在来源。结果表明,退缩区C层土壤Cr含量为(155.17±32.68)mg/kg,显著高于O层(48.23±10.21)mg/kg(P<0.05)。随着植被的演替,O层土壤Cr含量随淋溶作用的增强而逐渐降低。在植被系统中,各演替阶段优势种对Cr均无显著富集特征(ω<1)。此外,土壤是冰川退缩区生态系统的主要Cr库(2269.90±234.57)mg/m²,而各样地O层土壤Cr储量约为植被的9~20倍。随着演替的进行,土壤有机质含量升高而植被的“归还作用”减弱,导致Oi、Oe层土壤Cr储量逐渐减小而Oa层和植物Cr储量逐渐增大。研究发现,“高循环强度-低吸收利用”为冰川退缩区生态系统中Cr的主要循环策略。根据主成分解析结果,贡嘎山土壤Cr以母质土壤风化来源为主(68.89%),而大气沉降对其影响并不显著。     

β-环糊精壳聚糖改性生物炭固化稳定化土壤中镉和铬

镉(Cd)和铬(Cr)是在土壤中普遍存在的重金属污染物,固化稳定化作为一种处理土壤中金属污染的方法,具有快速、经济、有效等特点.该试验以稻壳生物炭(BC)为原材料,利用β-环糊精壳聚糖(β-CC)对其进行改性,制备得到一种环保廉价且能有效固化稳定化土壤中重金属离子的有机复合吸附材料β-环糊精壳聚糖生物炭(β-CC BC),其与硅酸盐水泥复配后可以固化稳定化土壤中的Cd、Cr.利用控制单因素变量对改性生物炭的处理效果进行探究,结果表明：(1)以β-CC BC添加量为变量时,添加量为10 g/(0.1 kg)左右时,Cr浸出浓度最低,为1.92 mg/L,添加量为12.5 g/(0.1 kg)时,Cd的浸出浓度最低,为0.61 mg/L;以养护时间为变量时,养护时间为28 d时,Cr浸出浓度最低,为2.13 mg/L,养护时间为21 d时,Cd浸出浓度最低,为0.55 mg/L.(2)通过对5种材料进行浸出试验,并对处理后土壤中Cd、Cr的浸出浓度进行测定,发现与磷酸钾(K₃PO₄)、碳酸钙(CaCO₃)、硅酸钠(Na     

电动力和铁PRB技术联合修复铬(Ⅵ)污染土壤

考察了电动力学方法对模拟铬(Ⅵ)污染土壤以及天津市原同生化工厂遗留下的铬渣山周边土壤的修复效果,并将该技术与铁可渗透反应格栅(permeable reactive barrier,PRB)技术联用,找出了较好的联用方式,与单一电动修复进行了对比.研究表明,电动力学技术能有效地修复被铬(Ⅵ)污染的土壤,模拟污染土壤铬(Ⅵ)的去除率达98%～100%,总铬去除率在阳极室附近为80%左右,而阴极室附近则为90%以上,恢复到土壤背景值;铬(Ⅵ)去除的同时伴随着铬(Ⅵ)向铬(Ⅲ)的转化,修复结束时土壤中残留的铬90%以上为铬(Ⅲ);污染极其严重的铬渣山下土,由于含约28%的铬(Ⅲ),修复结束时铬(Ⅵ)的去除率达98%以上,而总铬去除率仅为75%～77%;阳极室附近土壤pH降低而阴极室附近土壤pH升高,处于两极中间位置的pH变化不大.电动力学与铁PRB原位联用方式能充分地利用这2种技术的优点,修复后,土壤任意位置的总铬去除率接近90%,阳极室附近尤为好于单一电动修复,对土壤pH的影响也较小.     

碱矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤

使用碱激发矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤。通过改变磨细矿渣掺量、碱激活剂的种类以及液固比,处理得到不同的土壤固化体,测定相应的无侧限抗压强度、Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度,以研究碱矿渣胶凝材料的固化/稳定化效果及其影响因素。结果表明:随着磨细矿渣掺量增加,土壤固化体强度增加,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度下降。KOH与固体钠水玻璃组合作为碱激发剂时土壤固化体强度较高,浸出浓度较低。土壤液固比过低对降低浸出浓度不利,而过高则降低固化体强度。在碱的激发作用下,当矿渣掺量30%,液固比0.22时,处理后土壤固化体强度高达10MPa,Cr(Ⅵ)和总铬浸出浓度分别从57mg/L和65mg/L降至0.05mg/L和0.2mg/L以下。     

Evaluation of remediation process with soapberry derived saponin for removal of heavy metals from contaminated soils in Hai-Pu, Taiwan

The use of a biodegradable natural plant-based surfactant extracted from soapberry is proposed for the remediation of Ni, Cr and Mn from industrial soil site in Hai-Pu, Taiwan. Batch experiments were performed under variation of fundamental factors (saponin concentration, pH, and incubation time) for metal remediation. Removal of Ni and Mn were increased with increasing saponin concentration (0.015-0.150 g/L), whereas the removal of Cr was increased upto 0.075 g/L saponin. The Ni, Cr and Mn were removed significantly (p ≤q 0.05) at near to the neutral and slightly acidic (pH 5 to 8) conditions. Removal efficiency of Ni (99%) from the soil was found to be greater than that of Cr (73%) or Mn (25%) in the presence of saponin at a concentration of 0.150 g/L at pH 5. The removal percentage increased with incubation time where the removal of Ni was faster than that of Cr and Mn. The result indicates the feasibility of eco-friendly removal of heavy metal (Ni, Cr and Mn) from industrial soil by soil washing process in presence of plant derived saponin.     

太滆运河流域农田土壤重金属污染特征与来源解析

为探明太滆运河流域农田土壤重金属污染分布特征及主要影响因素,保证土壤环境质量及农产品安全.采集并分析了太滆运河流域118个农田表层土壤样品中Cr、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Pb和Cd等8种重金属元素含量.以太湖流域土壤背景值为评价标准,利用单因子指数和内梅罗指数评价土壤重金属污染状况,利用多元统计分析与地统计分析相结合的方法,对土壤重金属空间分布及来源进行解析.结果表明:8种重金属元素(Cr、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Pb和Cd)的平均含量分别为63. 25、0. 25、7. 83、35. 24、77. 25、31. 48、38. 37和0. 16 mg·kg~(-1),除Cr和As外,其余元素含量均超过太湖流域土壤背景值.土壤样点重金属含量多低于国家农用地土壤污染风险筛选值.内梅罗综合指数显示87. 29%样点的土壤重金属呈现轻度污染,5. 93%样点呈现中度污染,6. 78%样点呈现重度污染,整体已经超过警戒值,处于轻度污染状态.流域农田土壤中Hg、Cu、Zn、Pb和Cd受到农业活动和大气沉降的共同影响; Cr和Ni则受成土母质以及工业生产活动的共同影响; As则主要来源于成土母质.     

土壤-植物系统中铬的环境行为及其毒性评价

由于铬及其化合物的使用和含铬废弃物的大量排放,空气、土壤、水和食品都不同程度地受到了铬污染.对于铬污染,尤其是与人体健康密切相关的土壤系统铬污染的研究,已成为国内外相关领域的热点.其中铬在土壤-植物系统中的迁移转化规律备受关注.本文详细介绍了铬的基础化学、土壤-植物系统中铬迁移转化的影响因素(土壤理化性质、铬的供给形态、浓度、植物种类等)以及该系统中铬的生态毒性,总结了通过综合分析土壤-植物系统中植物、土壤微生物、土壤动物的生态毒理数据来评估土壤-植物系统中铬生态风险的方法,并指出了这一领域研究工作的不足之处,对今后的研究重点进行了展望.     

基于统计分析的太湖流域某市农业活动区重金属污染特征及来源

对太湖流域某市农业活动区具代表性的14个监测点的土壤(0～10、20～30和50～60 cm)进行采样分析,利用多元统计和地统计学方法,研究了该地区Cd、Pb、Cr和Mn等重金属的空间分布特征及其主要来源. 结果表明,各采样点和各层土壤之间重金属的含量变化较大,变异系数为39.05%～243.52%. 各层土壤中w(Cd)和w(Pb)以及底层土壤中w(Cr)均超过土壤背景值,尤其是w(Cd),表层、中层和底层分别为19.92、17.41和19.97 mg/kg,远高于背景值. 地统计学分析表明,各层土壤中w(Cd)、w(Pb)以及表层土壤中w(Cr)的高值区主要分布在研究区北部,而中层和底层土壤中w(Cr)的高值区主要分布在研究区南部. w(Mn)受自然因素的影响较大,分布较为均匀. 表层、中层和底层土壤中w(Cr)和w(Mn)的相关系数分别为0.715(P<0.01)、0.632(P<0.05)和0.602(P<0.05),w(Pb)与w(Cd)的相关系数分别为0.842(P<0.01)、0.590(P<0.05)和0.874(P<0.01). 主成分分析表明,研究区耕地土壤中w(Mn)主要受地球化学的影响,Cd、Pb和Cr的污染主要来源于工厂所排放的废气、废水,机动车尾气,以及农业活动施入的化肥、农药.      

制革行业土壤铬污染特征及其影响因素

为了解制革场地土壤Cr(Ⅵ)污染情况和分布特征,选取我国3种典型制革企业用地的土壤和污泥样品,分析了制革行业土壤铬污染特征。结果表明:调查的Ⅰ型制革企业场地土壤Cr(Ⅵ)含量最高为48 mg/kg,超过GB 36600—2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》筛选值,存在环境风险。调查的Ⅱ型制革企业环保设施完善,场地土壤Cr(Ⅵ)含量低于GB 36600—2018筛选值,土壤Cr(Ⅵ)环境风险低。Ⅱ型制革企业危险废物暂存间污泥总铬含量高达85377 mg/kg, Cr(Ⅵ)含量最高为1455 mg/kg。调查的Ⅲ型制革企业场地泥土混合物总铬含量为1564~28000 mg/kg, Cr(Ⅵ)含量最高为250 mg/kg,相较于Ⅰ型和Ⅱ型制革企业场地,受到严重污染。总体上,制革企业用地土壤铬污染物以Cr(Ⅲ)形态为主,Cr(Ⅵ)形态占比少,不足1%。     

难溶态Cr (Ⅵ)对重度铬污染土壤淋洗还原修复效果的影响

通过对某铬渣堆场的重度铬污染土壤进行解吸动力学和难溶态Cr (Ⅵ)还原实验,揭示限制重度铬污染土壤有效修复的关键因素。结果表明:室温下,采用柠檬酸淋洗可显著降低土壤中难溶态Cr (Ⅵ)浓度,将淋洗温度提高至90℃,可进一步显著降低难溶态Cr (Ⅵ)浓度。淋洗后土样中难溶态Cr (Ⅵ)浓度越低,其还原效果越好。供试土样经柠檬酸高温淋洗+FeSO₄高温还原工艺修复后,Cr (Ⅵ)浓度从(1813.2±59.8) mg/kg降至(99.1±8.8) mg/kg。此外,淋洗实验中柠檬酸对难溶态Cr (Ⅵ)的还原可忽略不计;土样中残留的柠檬酸对土壤Cr (Ⅵ)的检测结果无显著影响。研究证明了难溶态Cr (Ⅵ)的还原效果是重度铬污染土壤修复的关键限制因素,结果可为铬污染土壤修复工艺研发提供参考。     

污泥堆肥施用对土壤及地下水影响研究

为探究北京市污泥堆肥产品施用对土壤和地下水的影响,采用原状土柱模拟降雨试验方法,研究了在污泥堆肥产品年施用量为3、6、12kg/m²的条件下,Cu、Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As、Hg 8种重金属元素的迁移和淋溶特征.结果表明,Cd淋溶后残留最少（6.1%~11.9%）,进入淋溶水最多（4.5%~7.3%）;Hg淋溶残留最多（16.0%~22.1%）,进入淋溶水最少（<0.1%）.Hg、Pb、Ni、Cd、Cu在0~20cm土壤层积累最多（52.0%~78.7%）;Cr、Zn、As则在20~40cm层积累最多（42.7%~53.2%）.8种元素在土壤中的含量均符合《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）限值.淋溶水中测得的6种重金属浓度由大至小依次为Zn > As > Cd > Cu > Pb > Cr,受堆肥施用量及降雨量共同影响.淋溶水中Cu、Cr、Ni、Zn、Pb 5种元素的浓度始终在《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）Ⅰ类水质范围内,Cd、As、Hg在Ⅲ类范围内.