叶面施硅对水稻籽实重金属积累的抑制效应

采用盆栽方法,以硅酸钠和正硅酸乙酯为硅源分别配制纳米硅制剂,以水稻(Oryza sativa L.)品种"优优128"为供试植物,在Cd(5mg·kg-1、10mg·kg-1、50mg·kg-1三个水平)、Pb(200mg·kg-1)、Cu(250mg·kg-1)、Zn(300mg·kg-1)复合污染土壤进行种植,在水稻生长期内(苗期、分蘖期、抽穗期)进行叶面喷施纳米硅,研究纳米硅对水稻籽实生长状况及吸收重金属元素的影响,并对两种不同硅源的纳米硅的使用效果进行了比较。结果表明,随Cd污染质量分数增加,水稻百粒质量及单株穗质量均显著降低(P<0.01);Cd、Pb、Zn在籽实中质量分数均增高,而Cu在籽实中质量分数降低。金属元素在籽实中的吸收系数顺序为Cd>Zn>Cu>Pb,表明Cd极易向籽实中迁移。随土壤Cd质量分数增加,水稻籽实中各金属元素的积累量都有所降低。重金属复合污染条件下,叶面施用两种硅制剂均可以缓解水稻的毒害效应,且和施无机硅相比,施有机硅对水稻重金属毒害的缓解效果更显著。表现为叶面施用硅后,水稻百粒质量及单株穗质量均显著提高(P<0.05);且籽实中Cd、Pb、Cu、Zn的吸收量在喷施硅制剂后均显著降低(P<0.05);籽实中重金属元素的吸收系数和积累量均表现出降低的趋势。尤其是随着Cd处理质量分数的增高,施硅对重金属在籽实中积累的抑制效应越显著。这表明叶面施硅在重金属污染的水稻田污染防治中具有应用价值。文章所用的纳米硅制剂,制备简单,对于大面积推广硅肥极为有利。     

改良剂对重金属复合污染土壤中菜用大豆品质及生理特性的影响

通过盆栽试验,研究了在重度Cu、Zn、Pb、Cd复合污染土壤上,分别施用凹凸棒土(25 g·kg-1)、硅藻土(25g·kg-1)、泥炭(25 g·kg-1)和腐植酸(4 g·kg-1)4种改良剂对菜用大豆(Glycine max)(以下简称大豆)植株生长、籽粒食用品质及叶片生理特性的影响.结果表明:有机物料能有效提高大豆籽粒产量和粗蛋白含量,改善大豆籽粒的食用品质,但黏土矿物对大豆籽粒产量及品质的影响不明显;有机物料、黏土矿物能缓解重金属对植物的毒害,腐植酸、泥炭、凹凸棒土处理大豆叶片苗期SOD活性显著高于对照(P＜0.05),而硅藻土处理大豆苗期SOD活性与对照之间差异不显著(P＞0.05),但成熟期SOD活性却显著高于对照(P＜0.05).除腐植酸处理外,添加其他改良剂处理苗期、成熟期大豆叶片叶绿素含量与对照之间差异均未达显著水平(P＞0.05);腐植酸降低大豆籽粒中重金属含量的效果最好,该处理大豆籽粒中Zn、Cu、Cd、Pb含量分别比对照降低28.8%、21.6 %、35.0%和12.5%,硅藻土次之,而添加泥炭、凹凸棒土对大豆籽粒中重金属含量的影响与对照相比未达显著水平(P＞0.05).     

降温期灌水和叶面喷施磷酸二氢钾对早稻产量的影响

为筛选灌水和叶面喷施磷酸二氢钾的最佳方案,防御降温对早稻的伤害,以杂交早稻‘淦鑫203’为材料进行分期播种,于2014-2015年气温下降期,开展灌水3-4 cm水层、8-10 cm水层、8-10 cm水层夜灌日排(分别记为T1、T2、T3)和叶面喷施0.1%、0.3%、0.5%浓度的磷酸二氢钾(KH_2PO_4)(分别记为T4、T5、T6)的试验处理,以稻田0-1 cm水层为对照,研究不同处理对早稻产量构成的影响.结果表明,降温期灌水和叶面喷施KH_2PO_4提高了早稻的叶绿素含量(SPAD值)、光合速率和产量.分蘖期灌水提高了有效穗数、穗粒数和结实率进而增加产量,穗分化期灌水通过提高穗粒数和结实率而增产,而穗分化期叶面喷施KH_2PO_4则提高了穗粒数、结实率和千粒重进而增产.早稻灌水增产效果排序为T3, T2 T1 CK,叶面喷施KH_2PO_4为T5 T6 T4 CK.本研究表明,降温期采取灌水(8-10 cm水层)和喷施0.3%浓度的KH_2PO_4技术措施可减少水稻6%的产量损失,有效防御降温伤害.     

施用城市污泥堆肥对稻田温室气体排放及重金属含量的影响

随着城市污泥量日益增多,污泥农用受到极大关注。该研究,以水稻扬宁3号为供试材料,设置田间原位试验,研究不施肥(CK)、常规尿素施肥(N240)、施用污泥堆肥(OF)对稻田CH4和N_2O排放,土壤和植物重金属累积的影响。结果表明,OF处理水稻生长季CH_4排放量为68.09 kg·hm~(-2),是N240和CK处理的两倍多(P0.05);N_2O排放量为0.94 kg·hm~(-2)(以N计),比N240处理少46%(P0.05),比CK处理多6倍(P0.05);OF处理GWP(Global Warming Potential)比N240处理高37%(P0.05),二者水稻产量相当且无显著差异,OF处理GHGI(Greenhouse Gas Intensity)比N240处理高41%。水稻移栽后3个处理的土壤重金属Cr、Cu、Cd含量均无显著性差异(P0.05),Ni、Zn含量差异显著:OF处理Ni、Zn含量分别比N240高6%、16%(P0.05);水稻成熟期土壤中Cr、Cu、Cd含量无显著差异,Ni、Zn含量OF处理分别比N240处理高16%、19%(P0.05),且均低于《土壤环境质量标准》GB15618—1995二级标准。重金属在水稻不同部位的富集程度不同,Zn、Cd表现为秆壳籽粒,Cr、Ni、Cu表现为壳秆籽粒。与N240处理相比,OF处理稻米中重金属Cu含量减少10%(P0.05),而Cr、Zn、Cd含量分别增加76%、31%、50%(P0.05)。Ni在N240中未检出,在OF中含量为0.24mg·kg~(-1)。各处理稻米中重金属含量均在国家食品安全标准限值范围内。综上,污泥堆肥作为稻田施用仍需对其环境效应进行监测。     

三峡库区消落区紫色土对重金属的吸附特征

为了解三峡库区消落区紫色土对重金属的吸附特点,采用振荡平衡方法研究石灰性、中性和酸性3种紫色土对Pb2 、Cu2 、Zn2 和Cd2 的吸附特征,并比较不同环境条件对紫色土吸附重金属的影响.结果表明:(1)一定pH条件下,同种土壤对4种重金属离子的吸附能力依次为Pb2 ＞Cu2 ＞Cd2 ≈Zn2 ;(2)在一定pH条件下,石灰性紫色土、中性紫色土、酸性紫色土对同种重金属离子的吸附强度依次降低,与其表面电荷密度的大小相一致;(3)石灰性紫色土、中性紫色土和酸性紫色土表面对Pb2 和Cu2 的吸附以静电和专性方式共存,其中对Pb2 的专性吸附比例分别约为56%、67%和50%;而对Zn2 和Cd2 绝大多数情况下产生静电吸附.     

沸石、磷矿粉和石灰对土壤铅锌化学形态和生物可给性的影响

通过室内土壤培养实验,研究添加沸石、磷矿粉和石灰3种改良剂对污染土壤Pb、Zn化学形态和生物可给性的影响.结果表明,土壤Pb主要以Fe-Mn氧化物结合态为主,而Zn主要以残渣态为主.改良剂对土壤Pb、Zn化学形态的影响随着培养时间的不同而不同.培养1个月时,2%磷矿粉和2%石灰处理可分别导致土壤醋酸(HOAC)提取态Pb含量下降76.0%和25.6%,3种改良剂处理导致土壤HOAC提取态Zn含量比对照处理降低6.1%～17.0%.培养2个月时,磷矿粉和石灰处理分别导致土壤HOAC提取态Pb含量下降62.8%和39.0%,石灰处理导致土壤HOAC提取态Zn含量下降34.6%.3种改良剂对土壤Pb、Zn的生物可给性也有影响,也随着土壤重金属种类和培养时间的不同而异.培养1个月时,沸石和磷矿粉可分别导致土壤Zn的生物可给性降低15.9%和14.9%,但培养2个月后3种改良剂对Zn的生物可给性却没有影响.研究结果表明,在酸性Pb、Zn复合污染农田土壤中均可以选择这3种改良剂来进行土壤改良,减少重金属的污染风险.     

矿区周围稻米重金属积累及健康风险分析

选用杂交稻、常规稻和糯稻3个水稻品系共21个水稻品种在广东大宝山矿区周围重金属污染土壤中进行大田试验,研究Cu、Zn、Pb、As和Cd 5种重金属元素在不同水稻品种(品系)稻米中的积累状况,并进行健康风险评价分析。结果表明,供试水稻稻米中Cd和Pb超标率很高,分别为100%和71.43%;Cu和As超标现象不严重,超标率分别为4.76%和14.29%;Zn含量均不超标。供试水稻品系中常规稻和糯稻稻米对Cu、Zn、Pb、Cd的积累能力较高,杂交稻则较低;但杂交稻稻米对As的积累能力高于其他2个品系。稻米中Cu、Zn、Pb、As和Cd含量与稻谷生物量均呈负相关关系,其中Pb含量与稻谷生物量呈显著负相关。供试水稻稻米对5种重金属的富集能力由高到低排序为Cd>Zn>Cu>As>Pb。本研究表明供试土壤中Cd和Pb对人体健康存在比较严重的潜在威胁,Cu、Zn和As对人体健康的潜在危害较小,应重点关注大宝山矿区稻米Cd和Pb的重金属污染问题及其对人体健康的潜在危害。     

施用石灰对Pb、Cd、Zn在土壤中的形态及大白菜中累积的影响

重金属的不同形态对于作物吸收重金属及受害具有十分密切的关系,通过施用石灰改变重金属的形态、毒性以及对作物的影响具有重要的意义。以大白菜(Brassica pekinensis)为研究对象,通过盆栽试验,探讨了在铅、镉和锌污染土壤上,施用石灰对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在大白菜中累积的影响。结果表明,施用石灰后,土壤中碳酸盐结合态Pb、Cd和Zn含量明显减少,铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Pb、Cd和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用,石灰用量为5g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好。     

期施用有机肥对棕壤中主要重金属积累的影响

以沈阳农业大学棕壤长期定位试验地为研究对象,分别选取不同年限CK、M_2、M4、N_4P_2、M_4+N_4P_2等10个处理的0～20 cm土壤,测定土壤中Cu、Zn、Pb和Cd等重金属的含量.结果表明:随着年限的增长,土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的含量均呈现增加的趋势,以施用有机肥M4和Mz及有机肥化肥配施M_4+N_4P_2对土壤中重金属Cu、Zn、Pb和Cd含量影响最为明显,而在无肥对照CK和单施化肥N_4P_2处理下四种元素均有少量增加;几种重金属元素增长的相对大小为:Cd>Cu>Zn>Pb,其中目前Cu含量还未达到国家二级环境质量标准,Cd含量超标应引起足够重视.几种元素的相关分析表明,Cu、Zn之间具有极显著相关性,表明它们的来源具有一定的相关性. u、zn、Pb和Cd等重金属的含量.结果表明:随着年限的增长,土壤中Cu、Zn、Pb和Cd的含量均呈现增加的趋势,以施用有机肥M4和Mz及有机肥化肥配施M_4+N_4P_2对土壤中重金属Cu、Zn、Pb和Cd含量影响最为明显,而在无肥对照CK和单施化肥N_4P_2处理下四种元素均有少量增加;几种重金属元素增长的相对大小为:Cd>Cu>Zn>Pb,其中 前Cu含量还未达到国家二级环境质量标准,Cd含量超标应引起足够重视.几种元素的相关分析表明,     

重金属钝化剂对蔬菜-土壤系统Cd和Pb的钝化效果研究

农产品重金属污染问题日益受到人们的关注。采用土培盆栽试验方法,以还原铁粉、硫磺、氢氧化钙等为主要原料,按一定的质量比例(1:0:0,Fe_1;15:1:0,Fe_2;3:0:10,Fe_3;15:1:50,Fe_4)制备成几种含铁复合重金属钝化剂,研究了施用几种含铁重金属钝化剂对蔬菜(小白菜Brassica campestris L.ssp.和空心菜Ipomoea aquatica Forsk)产量、蔬菜重金属Cd和Pb含量及其土壤重金属Cd和Pb形态含量的影响规律。结果表明:在污染土壤常规施用化肥处理(污染土PS+化肥CF)的基础上,添施几种含铁的重金属钝化剂处理(即PS+CF+Fe_1、PS+CF+Fe_2、PS+CF+Fe_3和PS+CF+Fe_4)均可在一定程度上提高蔬菜的生物产量、降低蔬菜重金属Cd和Pb含量,并提高蔬菜收获后土壤p H值、减少土壤有效态Cd和有效态Pb的含量。其中,PS+CF+Fe_4处理效果最佳,与对照(PS+CF)处理相比,提高了蔬菜生物产量48.54%,降低蔬菜重金属Cd含量51.15%~71.31%、Pb含量10.63%~68.68%,提高土壤p H值42.03%、减少土壤中有效态Cd含量18.01%、Pb含量41.04%;通过对蔬菜收获后土壤重金属Cd、Pb组分进行X射线衍射分析可知,PS+CF+Fe_4处理后土壤Cd、Pb主要以Cd_3(PO_3)_2、Pb(PO_2)_2、Pb_3O_2SO_4、CdCa_2(PO_4)_2等几种难溶性化合物形态存在,这进一步验证了该复合重金属钝化剂的钝化效果。因此,该含铁重金属钝化剂(Fe_4)对Cd、Pb污染农田土壤具有较好的推广应用前景。     

水稻重金属污染研究进展

从水稻植株和籽实对重金属的吸收富集规律、重金属的分析方法、重金属的赋存形态、受重金属污染后水稻的生理生化效应等四个方面，介绍了水稻中重金属污染的研究进展，并对今后控制水稻受重金属污染的方向提了一些建议。     

重金属和油处理剂对水稻根系的影响

试验了Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｒ和Ｃｕ等６种重金属及油处理剂对水稻根系的影响，结果表明．水中含Ｎｉ０．００７ｍｇ／１、Ｃｕ０．００５ｍｇ／１时，能阻碍根系的伸长；含Ｚｎ０．５ｍｇ／１以上时。不利于根系的伸长；水中含Ｍｎ２０ｍｇ／１，Ｓｎ、Ｃｒ￣（６－）各５ｍｇ／１时，对根系有明显危害；水中含Ｃｒ￣（２＋）＋Ｃｒ￣（６＋）时，当１种离子浓度保持不变，根系的抑制程度随着另１种离子浓度的增加而增大。水中含油处理剂１０００ｍｇ／１时，能抑制水稻发根。     

Removal of heavy metals by biosorption

Industrialization and urbanization have resulted in increased releases of toxic heavy metals into the natural environment comprising soils, lakes, rivers, groundwaters and oceans. Research on biosorption of heavy metals has led to the identification of a number of microbial biomass types that are extremely effective in bioconcentrating metals. Biosorption is the binding and concentration of adsorbate from aqueous solutions by certain types of inactive and dead microbial biomass. The novel types of biosorbents presently reviewed are grouped under fungal biomass, biomass of non-living, dried brown marine algae, agricultural wastes and residues, composite chitosan biosorbent prepared by coating chitosan, cellulose-based sorbents and bacterial strains. The reports discussed in this review collectively suggest the promise of biosorption as a novel and green bioremediation technique for heavy metal pollutants from contaminated natural waters and wastewaters.     

Removal of heavy metals by leaves-derived biosorbents

Environmental Chemistry Letters - Among various remediation technologies, biosorption is promising for the removal of heavy metals from water and wastewater, since in many cases, it is fast,...     

Distribution,removal and chemical forms of heavy metals in polluted rice seed

In this paper, the distribution, removal and binding forms of heavy metals in polluted seeds of rice were studied using the methods of histochemistry and biochemistry. The results indicate that the distribution of heavy metals in rice grains was very uneven. The heavy metals in rice grains chiefly exist in association with the parts of high protein. Separation of proteins by Sephadex chromatography and subsequent analysis by atomic absorption spectroscopy revealed that Cd, Pb and As were mainly bound to protein of 54.5 and 5.50 kD molecular weights. During the rice processing, the concentrations of heavy metals in the edible rice decrease greatly, for some heavy metals in these parts of chaff, coarse rice bran and fine rice bran were removed.     

Inhibition of marine algal photosynthesis by heavy metals

The orientation of the opportunist, sublittoral barnacle Balanus trigonus is investigated. Water movement is the primary orientation stimulus for this species, but this effect may be modified by the influence of light acting in opposition to it. The barnacles orientate at right angles to the axis of wave-surge movement, and observations of feeding behaviour showed that in this position the cirral net could be swivelled 90° each way to make best use of both the advancing, and the reversing, water flow. In a steady unidirectional tidal current the barnacles aligned themselves so as to beat with the water flow, and observation suggests that stroking with the flow is more efficient than forcing the cirral net against the motion of the water. It is suggested that, for an opportunist short-lived species such as B. trigonus which is subjected to high predation rates, there is considerable selection pressure for rapid growth and early sexual maturity. To achieve this in a filterfeeding organism for which food is limiting, food collection must be as efficient as possible. B. trigonus has adopted a system of orientation to a variety of water movement regimes that allows efficient food collection over a wide range of conditions.     

重金属污染土壤植物修复研究进展

土壤重金属污染是当今世界面临的主要环境问题之一.植物修复定义为利用绿色植物去除环境中的污染物或使其无害化的生物技术.与传统环境修复技术相比,植物修复技术具有治理成本的低廉性,环境美学的兼容性,治理过程的原位性.本文主要对超富集植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述,并对植物修复的近期研究工作进行了展望.     

利用硫杆菌淋滤电镀污泥中的重金属(英文)

从广东云浮硫铁矿矿山酸性废水中分离得一株氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxdans),从新兴县含硫化氢温泉中分离得一株氧化硫硫杆菌 (Thiobacillus thiooxidans), 并将其应用于电镀污泥的生物淋滤的研究,该污泥含铬、镍及铜分别为80.74 g/kg自然风干污泥、37.34g/kg自然风干污泥和13.42 g/kg自然风干污泥.利用未经驯化的氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌,以底物类型、菌液比、初始pH值和污泥浓度为四个因素,设置3个水平进行L9(34)正交实验,得出电镀污泥的最适淋滤条件:污泥浓度0.1%、硫酸亚铁和硫代硫酸钠作底物、菌液比T.f:T.t=:1:1、初始pH值2.0.为了将分离得的两种硫杆菌应用于更高浓度的电镀污泥,对所得菌进行驯化,以提高该菌种的重金属耐性,并应用于高浓度污泥的生物淋滤.经过驯化后的细菌,成功地适应了电镀污泥环境.结合上述最适条件,加入了合适的营养底物及还原剂之后,电镀污泥中的重金属,如铜、镍等,在30℃酸性好氧的环境中,能够在7天内被有效地淋滤出来,混合菌对污泥浓度为0.5%的污泥中铜的滤出率达90%以上,镍的滤出率40%以上;对1%的污泥的淋滤效果较差;对铬的淋滤效果不明显.本文还讨论了两株硫杆菌对高毒性电镀污泥的适应性.即在一定的污泥浓度范围内,氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌能够氧化底物,并产生硫酸将污泥中的重金属溶解,两株硫杆菌能够加快镍和铜的滤出效率.     

水稻不同生育期土壤砷形态分布特征及其生物有效性研究

采用田间原位试验和Tessier连续提取方法,在水稻（Oryza sativa L.）不同生育期研究了重金属复合污染高、中、低3个水平下的土壤砷的形态分布特征及其生物有效性。结果表明：在水稻不同生育期中,土壤各种形态的砷质量分数均表现为高污染水平土壤〉中等污染水平土壤〉低污染水平土壤;土壤中砷在水稻整个生育期均以残留态为主,占90%以上,交换态砷所占比例最低,不到0.5%;不同形态砷之间大都显著正相关,但是两种有效性较高的砷形态（交换态和碳酸盐结合态）与有机态砷之间的相关性较差;土壤砷的生物有效性表现为高污染水平土壤〉中等污染水平土壤〉低污染水平土壤,且随着水稻生育期的延长,土壤砷的生物有效性逐渐升高。     

Reuse of heavy metal-accumulating Cynondon dactylon in remediation of water contaminated by heavy metals

Phytoremediation technology is regarded as a simple and efficient way to remove heavy metals from contaminated soil. A reasonable disposal of metal hyperaccumulators is always and resource-saving. The a major issue in waste reuse heavy metal-accumulating Cynondon dactylon （L.） was investigated where heavy metals were desorbed by a facile acid-treatment. The result indicated that more than 90% of heavy metals （Zn, Pb and Cu） was extracted from Cynondon daetylon with 0.2 mmol· L^-1 HCl. The plant residue was used to adsorb heavy metals ions. The adsorption fitted the Langmuir isotherm model with the saturation adsorption capacity of 9.5 mg·g^-1 Zn^2＋, 36.2 mg·g^-1 Pb2＋ and 12.9 mg·g^-1 Cu^2＋, and the surface eomplexation and the backfilling of heavy metal imprinting cavities existed simultaneously during the adsorption. The treatment of wastewaters indicated that the plant residue exhibited a high removal rate of 97% for Cu. Also, the material could be recycled. The method offers a new disposal approach for heavy metal hyperaccumulator.