不同钝化材料对红壤中铜有效性的影响及机理

选取3种钝化材料（赤泥、硼泥、钙镁磷肥）,通过盆栽试验,观测了在不同铜污染水平红壤上,3种钝化材料对小油菜（Brassica campestris,L var Conmunis）吸收铜的影响。结果表明：在铜污染红壤上,3种钝化材料降低土壤EDTA提取态铜含量的效果显著。其中,在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、硼泥处理降低效果最为明显,较污染对照降低了41.48%、44.44%。在低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥处理降低效果最为明显,较对照处理降低了35.83%。施用3种钝化材料均能促进小油菜生长,增加小油菜的生物量,降低小油菜对铜的吸收量。其中,低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、高量硼泥与硼泥-赤泥联合施用处理降低铜含量的效果最为明显,与污染对照相比,小油菜铜含量分别降低82.64%,72.71%,85.14%;在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥与硼泥、赤泥联合施用处理降低小油菜铜含量的效果最为明显,小油菜铜含量分别为36.37,36.32 mg.kg^-1。结果表明,用量为45 000 kg.hm^-2的赤泥是最佳的功能钝化材料。     

蜈蚣草生长对其根际铜尾矿土壤酶活性的影响

通过盆栽模拟试验,研究了蜈蚣草(Pteris vittata)生长对其根际铜尾矿土壤酶活性的影响。结果表明,蜈蚣草根际土壤中过氧化氢酶、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性均随着植物的生长而呈现不同程度的升高,其中过氧化氢酶和脲酶活性均与植物生长时间之间呈显著正相关,多酚氧化酶和蔗糖酶活性在植物生长旺盛期达到峰值,分别为对照组的3.59和2.58倍,随后逐渐下降;而磷酸酶活性却随着植物的生长而显著降低。过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性与蜈蚣草地下部分干质量的相关性大于其地上部分,且5种土壤酶活性与土壤有机质含量之间相关显著。蜈蚣草生长可有效改善根际铜尾矿的基质环境和根际土壤肥力水平,因此,在铜尾矿废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力。     

稀土元素La对油菜某些生理指标的影响及其临界浓度

通过水培试验 ,研究了稀土元素La对油菜生物量和叶绿素含量、硝酸还原酶活性、根系活力、POD活性等一系列生理指标的影响。结果表明 :喷施或根施 0 0 3～ 3mg/kg的La3+对油菜的生长起了一定的促进作用 ,表现为生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力增加 ;而高于 3 0mg/kg浓度的La3+对油菜的生长产生了抑制作用 ,油菜生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力降低 ,POD活性增高。La对油菜的临界浓度为 3 0mg/kg。     

稀土元素La对油菜某些生理指标的影响及其临床浓度

通过水培试验，研究了稀土元素La对油菜生物量和叶绿素含量、硝酸还原菌活性、根系活力、POD活性等一系列生理指标的影响。结果表明：喷施或根施0．03－3mg/kg的La^3 对油菜的生长起了一定的促进作用，表现为生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力增加；而高于30mg/kg浓度的La^3 对油菜的生长产生了抑制作用，油菜生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力降低，POD活性增高。La对油菜的临界浓度为30mg/kg。     

根表铁膜对水稻铅吸收转运的影响

通过温室土壤盆栽试验研究不同生育期水稻根表铁膜形成对水稻吸收和转运Pb的影响。结果表明,两种水稻根表铁膜形成量(以DCB-Fe含量计)及铁膜中吸附的Pb量均随着生育期的延长而减少。水稻根表铁膜Fe含量与铁膜吸附的Pb量呈显著的正相关关系(r=0.798,p0.01)。水稻根系和茎叶吸收积累Pb随着不同品种和不同生育期而变化。品种NK57籽粒Pb含量显著高于品种YD6,前者为后者的1.9倍。从富集系数和分配比率来看,Pb主要富集在水稻的铁膜和根系中,而积累在茎叶和籽粒中的比率较少。Pb从水稻根表铁膜、根系和茎叶向籽粒中的转运系数在两个水稻品种间差异均不显著。水稻分蘖期和孕穗期根表铁膜量与根系Pb含量均呈显著的正相关关系(p0.05),但是成熟期水稻根表铁膜量与根系、茎叶和籽粒中Pb含量相关性均不显著,说明根表铁膜形成对水稻分蘖期和孕穗期吸收积累Pb有一定影响,但对水稻成熟期根系、茎叶和籽粒吸收积累Pb影响不大。     

黑麦草在修复铜-芘复合污染水体过程中对污染物的富集效应

采用水培实验的方法,研究了黑麦草对铜和芘复合污染体系的修复能力、黑麦草不同部位对铜和芘的富集效应.结果表明,黑麦草能在96 h内使水体中铜和芘的浓度显著降低,分别由5 mg.L-1和0.1 mg.L-1降低至0.49 mg.L-1和0.009 mg.L-1;黑麦草根部对铜和芘的积累量和富集系数明显大于茎叶,随着铜处理浓度的增加,根和茎叶中铜的积累量随之增加,而根中铜的生物富集系数却随之降低,黑麦草根和茎叶中芘的积累量分别在4.65—5.39 mg.kg-1和0.81—1.08 mg.kg-1之间,铜对水体中芘的去除以及根和茎叶中芘的积累均无显著性影响.     

铜污染土壤添加有机物质的生物效应Ⅰ. 对黑麦草生物量的影响

试验研究了泥炭和堆肥对铜污染土壤盆栽黑麦草生物量的影响。结果表明，在未添加有机物质的情况下，随着污染土壤铜含量的增加，黑麦草生物量呈明显减少的趋势（呈显著负相关），地下部分对铜毒害的反应比地上部分更敏感；导致黑麦草生物量减产20%的土壤铜含量在200～400 mg/kg之间。添加有机物质能显著促进黑麦草尤其是其地下部分的生长，使中度、重度铜污染土壤上的三茬黑麦草生物量平均增加80%～200%，并提高了导致黑麦草严重减产的土壤铜临界浓度。堆肥的增产效果好于泥炭。在试验的9个月内，有机物质仍能维持对受铜污染的土壤上的黑麦草生长的促进作用。     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％;投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.     

铜尾矿对5种豆科植物根系生长的影响

针对铜陵市铜尾矿废弃地的复垦，选用了5种乡土豆科植物在5种不同的尾矿改良方式上进行盆栽试验。5种供试物种为：大豆(Glycine max)、赤豆(Phaseolus angularis)、赤小豆(P.calcaratus)、绿豆(P.radiatus)、山绿豆(P.mininus)。盆栽基质是以尾矿与正常土壤按体积100：0、75：25、50：50、25：75、0：100比例混合而成，分别标记为：TAl00、TA75、TA50、TA25、TA0005种豆科植物生长时间为70d。结果发现：随铜尾矿在混合基质中比例的增加，5种豆科植物根系的主根长逐渐变短、根系一级侧根的数目逐渐减少；铜尾矿对5种豆科植物根瘤的形成产生抑制作用，特别是山绿豆和绿豆在全尾矿的基质上，无根瘤生成；地下根部的生物量表现为随着尾矿含量比例的增加。地下部分的生物量逐渐下降，但根冠比表现为随尾矿含量比例的增加而增加；植物对铜尾矿中铜的积累，主要含集中根部，地上部分与地下部分差异明显。     

臭椿治理铜污染土壤的实验测定

臭椿（Ailanthus altissima）具有很强的抗逆性，能适应多种不良的环境，在中国广泛分布，是一个很有潜力的修复铜污染土壤的物种。通过种植实验检验臭椿修复铜污染土壤的能力。臭椿实生苗移植于4种不同铜的质量分数（0、29、57和86 mg·kg-1）、3种不同的施肥处理（对照、有机肥、无机肥）的土壤，经过5周种植，测量臭椿根、茎、叶的铜含量及各部分生物量。试验结果表明：1）土壤铜浓度的差异对臭椿生长没有显著影响；2）土壤施肥处理显著影响臭椿生长，施加无机肥生长最佳，对照次之，施有机肥最低；3）随土壤铜浓度增加，臭椿根、茎、叶的铜含量增加，然后趋缓，但似乎根、茎、叶的铜含量变化不同步；4）土壤肥力对臭椿茎、叶的铜含量没有显著影响，但对根的铜含量影响显著，施加无机肥的根中铜含量显著增加。臭椿经过短短5周处理，其体内铜的质量分数就到达120μg·g-1，且铜在各组织中的分布比为根：茎：叶＝2?1?2。相比一些超富集铜的草本植物，臭椿的铜吸收能力尚有距离，但其高生长、高抗逆性、深根系的特点，加之其对其他众多重金属元素的吸收能力使得这个物种在生物修复污染土壤方面的作用不容小觑。本研究丰富了治理土壤重金属污染的物种库，为进一步寻找重金属“超富集植物”，更有效的治理土壤污染提供一定的参考价值。     

铜尾矿区9种优势植物体内重金属和氮磷含量研究

以杨山冲铜尾矿废弃地人工覆土上生长的9种优势植物为研究对象,探讨不同植物对尾矿基质中重金属和氮磷的吸收特性以及与基质理化性质之间的关联。土壤样品采集时沿基质垂直方向分为4层：A层（覆土层0~5 cm）、B层（覆土层5~20 cm）、C层（尾砂层20~25 cm）、D层（尾砂层25~40 cm）,植物样品采集时草本植物分地上和地下2部分、木本植物分根、茎和叶3部分采集。结果表明：随着9种植物生长,A层和B层基质理化性质得到明显的改善。主要表现在A层中w（总氮）、w（氨氮）、w（硝氮）、w（有效磷）和w（有机质）显著高于C、D层（P〈0.05）,B层中w（有效态Cu）、w（有效态Zn）显著低于A、C、D层（P〈0.05）。9种优势植物对Cu、Pb、Zn的吸收和积累能力具有明显差异性,其中草本植物以根系积累为主,木本植物以叶片积累为主。草本植物对尾矿基质表现出较强的适应性和耐性,其中毛叶荩草（Arthraxon prionodes）根系中Cu、Pb、Zn的富集量均最大,耐性表现最突出,是较为理想的铜尾矿基质的修复物种。另外,本研究还发现,9种植物体内氮磷质量分数也各不相同,其中木本植物叶中氮磷质量分数均大于根、茎。木本植物体内w（总氮）与w（总磷）、w（Cu）、w（Zn）相关性较好,草本植物体内w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）之间相关性较好,表明彼此之间存在一定的促进作用。     

铜胁迫对两种地衣植物生理生化特征的影响

以中国树花（Ramalina sinensis Jatta.）和亚花松萝（Usnea subfloridana Stint.）为材料,研究了铜胁迫对这两种地衣植物生理生化特性的影响。结果表明：在Cu2＋的作用下,中国树花和亚花松萝体内叶绿素质量分数和过氧化物酶（POD）活性发生一系列的变化,且表现出明显的剂量效应关系和时间效应关系。随着处理浓度的加大和处理时间的延长,中国树花体内叶绿素质量分数呈现先降后升再降。在处理的48 h,当Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时中国树花体内叶绿素a质量分数下降为0 mg.mL-1时的16.34%,叶绿素总质量分数下降为42.54%,而当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时叶绿素a质量分数下降为22.95%,叶绿素总质量分数下降为60.39%,亚花松萝体内叶绿素质量分数呈现先升后降的趋势,当Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时,处理48 h后的亚花松萝体内叶绿素质量分数比36 h下降18.82%;当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时,处理48 h后的亚花松萝体内叶绿素质量分数比36 h下降23.52%。随着处理浓度的加大和处理时间的延长,中国树花过氧化物酶活性呈现上升的趋势,当Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时,处理24、36、48 h后过氧化物酶的活性分别增加为88.1%、64.83%和65.49%;当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时,分别增加为69.83%、82.05%和82.57%。而亚花松萝过氧化物酶活性呈现先下降后上升等波动性变化,Cu2＋质量浓度为0.1 mg.mL-1时,处理24、36、48 h后过氧化物酶的活性先下降62.56%,后增加7.93%,又下降42.28%;当Cu2＋质量浓度为0.5 mg.mL-1时,比对照组分别下降72.92%、33.49%和62.56%。对比两种地衣植物发现,中国树花体内生理指标的变化较亚花松萝的明显,说明中国树花对铜胁迫反应较敏感,有利于监测重金属铜污染。     

铜陵市铜尾矿土壤动物群落生态研究

对安徽省铜陵市铜尾矿地6种生境中土壤动物群落进行野外调查和室内分析，研究不同弃置堆放时间的铜尾矿地土壤的动物群落结构及其与尾矿基质理化性质、植被状况等生境条件之间的关系。结果表明，尾矿堆放时间、区位地貌和植被状况的不同，尾矿基质的理化性质发生变化，导致土壤动物的种类组成和数量分布具有明显差异。土壤动物在土体中的表聚性强，绝大部分集中分布于A层(0～5cm)；土壤的物理性质越稳定，土壤动物越丰富；土壤肥力越高，土壤动物越丰富多样。即尾矿地土壤的生境条件越优越，土壤动物群落的物种丰富度越大，个体数量分布越多，群落多样性越高。这些研究结论为尾矿区的生态修复和可持续利用提供了参考依据。     

Geographical distribution and risk assessment of heavy metals: a case study of mine tailings pond

ABSTRACT

In China, a large number of tailings deposited on natural surfaces, the potential risk of tailings attracts people’s attention. In this study, heavy metals distribution, geo-accumulation index, ecological risk index, microbial diversity and community were examined to evaluate the risks of a tailings pond. Results indicated the tailings pH is about 8.17, and the redox potential was lower than zero. Heavy metals could be leached and migrate from the tailings. The tailings pond had more influence on the distribution of Pb, Zn, As, Cu, and S. The influence distance of Pb, Zn, and Cu was less than 10?m, and the influence distance of As and S was less than 50?m. S and As had stronger migration capability than other elements in the soil. The biggest potential ecological risk resulted from Pb, and the distances more than 100?m had low ecological risk. The tailings decreased microbial richness and diversity of the surrounding environment. Oxidising bacteria and reducing bacteria existed in both the tailings and the surrounding soils; however, there were more oxidising and reducing microbes in the tailings than in the surrounding soils. The tailings pond currently has little impact on the environment, but the potential risk still exists.     

花背蟾蜍性腺抗氧化酶对稀土尾矿库污染胁迫的响应

本研究以花背蟾蜍(Bufo Raddei)作为实验动物,以某稀土尾矿库周边受污染的水域湿地为研究样地,以相对无污染的小白河黄河湿地自然保护区为对照样地。通过检测两地花背蟾蜍精巢和卵巢的脏器系数、MDA和GSH含量、SOD、GSH-Px、GST、CAT和GR活性、T-AOC等相关指标。研究花背蟾蜍性腺抗氧化酶对该稀土尾矿库污染胁迫的响应效应。结果显示:与黄河湿地相比,稀土尾矿库湿地复合污染对花背蟾蜍精巢和卵巢脏器系数的影响差异不显著。稀土尾矿库花背蟾蜍精巢和卵巢中MDA含量、GPx、GST和CAT活性显著高于黄河湿地(P0.05),而GSH含量表现出相反的趋势。精巢中T-AOC显著高于卵巢(P0.01),但相同组织在两地间差异不显著。结果表明该稀土尾矿库复合污染对花背蟾蜍精巢和卵巢抗氧化能力有一定的毒害效应,且精巢和卵巢对污染胁迫的响应有明显的差异性。在应对稀土尾矿库湿地复合污染胁迫时,精巢更倾向于调用SOD-CAT系统的抗氧化机制,而在卵巢内GSH系统发挥作用更大。     

铜陵铜矿尾矿理化性质的变化对植被重建的影响

通过野外调查和室内分析,对铜陵不同弃置堆放时间的铜矿尾矿的理化性质及植被定居状况进行了研究。结果表明,随着堆放时间的推移,表层尾矿的稳定性增加,基质结构改善,持水肥能力提高,有机质,全氮、有效磷、速效钾、有效铜及水溶性盐类含量上升,ｐＨ值降低,有的甚至出现酸化现象。铜矿尾矿的植被定居状况与其堆放时间及理化性质的变化有着密切关系。     

植物群落对铜尾矿废弃地土壤微生物量和酶活性的影响

以铜尾矿废弃地为对象,研究了铜尾矿废弃地上植物群落发展与表层尾矿微生物量C、N和脱氢酶、过氧化氢碱性磷酸酶和脲酶活性的变化,探讨了植物群落-微生物量C、N_土壤酶活性之间的相互关系.结果表明,随着植物群落的发展,铜尾矿废弃地表层尾矿微生物量和酶活性在不断增加;铜官山老尾矿废弃地白茅群落下表层尾矿(TBM)微生物量和酶活性与杨山冲尾矿废弃地及铜官山新尾矿废弃地表层尾矿微生物量和酶活性存在显著差异性(p<0.05).相关分析表明铜尾矿废弃地表层尾矿微生物量C、N与土壤有机质、总氮之间呈显著正相关(P<0.01);脱氧酶、碱性磷酸酶及脲酶与微生物量C、微生物量N、土壤有机质、总氮之问呈显著正相关(P<0.01),但过氧化氢酶与微生物量C、微生物量N、土壤有机质、总氮之间呈显著负相关(P<0.01).     

Constitutional tolerance and chlorophyll fluorescence of Boehmeria nivea L in response to the antimony (Sb) and arsenic (As) co-contamination

The metal tolerance and metabolic changes in Boehmeria nivea colonized in mining areas are not well known. A hydroponic experiment was conducted to evaluate the impact of antimony (Sb)+arsenic (As) in following combinations (control (no metal), 20+0, 10+10, 40+0, 20+20, and 40+40 mg/L) on phytotoxicity, metal tolerance index (MTI), and chlorophyll fluorescence in B. nivea. This constitutes an initial investigation of metal tolerance and chlorophyll fluorescence in Sb and Sb+As contaminated B. nivea. The high Sb+As 40+40 mg/L produced significant phytotoxicity and MTI in the plant. Progressive higher Sb and Sb+As levels resulted in decreased chlorophyll fluorescence of B. nivea. Exposure to intermediate and high Sb+As levels induced damage in the photosynthesis apparatus of the plant.     

Phytostabilization of mine waste: growth and physiological responses of Vigna unguiculata (L.) Walp

Greenhouse experiments were carried out for phytoremediation of the Pb/Zn abandoned tailings (pH 3.2 and high metal content) of Rampura-Agucha Mines, Rajasthan. Vigna unguiculata (L.) Walp. (cowpea) was chosen as a test crop. On unamended tailings, the seeds of the test plant showed no germination. The tailing was amended with lime (3% on weight basis), 3% lime + NPK (diammonium phosphate at 60 kg/ha, muriate of potash at 40 kg/ ha) and 3% lime + FYM at 15 t/ha and used for experiments. Quantification of various parameters viz. shoot-root length, shoot-root dry weight, chlorophyll contents (a', 'b' and total) and peroxidase activity of test crop revealed T+ S + 3% lime + NPK to be the most suitable amelioration followed by FYM. The above treatments helped in improving the growth and productivity of the test plants by providing a favorable environment.     

城市垃圾肥在锡矿尾砂库植被重建中的应用

在广西大厂矿区废弃的锡矿尾砂库上进行植被的重建试验。设对照组、垃圾肥处理组和覆土组,种植固氮植物银合欢(Leucaenaleucocephala)。100d时采样分析,垃圾肥处理组的银合欢生长状况最好,重金属从土壤到植物的迁移明显降低,说明在锡矿尾砂库植被重建中,可以利用垃圾肥替代土壤,银合欢可以作为锡矿尾砂库植被重建的先锋树种。