西藏当雄拉屋矿区污染土壤微生物及其活性研究

通过现场采样及室内培养分析,研究了西藏当雄拉屋矿区污染土壤微生物区系组成、主要生理类群及其活性。结果表明：矿区土壤受重金属Cu、Zn、Pb、Cd不同程度污染,矿区污染土壤几种重金属质量分数比非矿区土壤有明显的增加。矿区土壤微生物区系组成和各生理类群发生了明显变化,土壤细菌、真菌、放线菌以及各生理类群数量均显著降低,且3大微生物以及各生理类群对矿区污染的敏感性大小分别表现为放线菌〉细菌〉真菌,硝化细菌〉氨化细菌〉纤维分解菌。矿区土壤酶活性较低,对照土壤的各种酶活性最高,而矿区土壤基础呼吸和代谢商则受到刺激明显提高,其中土壤脱氢酶的活性变化最大,作为矿区重金属污染的指标更灵敏。可见,土壤中微生物区系组成及参与物质转化的生理类群种类、数量及土壤酶活和微生物活性在一定程度上可反映该矿区污染生境的重金属污染特征及其生态功能的演变规律。     

铜陵矿集区土壤中污染元素对微生物特性的影响研究

通过铜陵矿集区土壤中重金属污染元素含量与土壤中微生物生物量之间的对应关系,研究其环境效应。采集深度为20cm的土样,分别制备不同微生物的培养基以期对土壤中的微生物进行分离计数,细菌和放线菌采用稀释平板涂布法计数,高铁还原菌采用最大或然数法计数。研究结果表明,铜陵矿集区土壤中As、Au、Cd、Zn、Cu、Pb元素含量与土壤中细菌、放线菌、高铁还原菌数量之间的相关关系为：As、Au、Zn、Cu与细菌和放线菌,Cd、Pb与放线菌的含量呈负相关关系,指示了土壤中高浓度污染元素对微生物的抑制作用;Cd、Pb与细菌,Cd、Zn与高铁还原菌的含量呈正相关关系,反映部分微生物受污染元素的胁迫已产生了耐受性;Au、Pb、As与高铁还原菌数量的关系不明显。通过实验数据发现,微生物在重金属含量高的区域和含量低的区域的数量下降了大约2～3个数量级,有些区域微生物数量下降了约50%。矿集区土壤中三种菌种对污染元素的敏感程度不同,其敏感程度依次是：放线菌〉细菌〉高铁还原菌。矿集区部分土壤中,细菌、高铁还原菌由于其本身的耐受性或由于受胁迫而产生了耐受性,对Cd、Zn、Pb等三种重金属污染元素的抗性水平较高,具有作为土壤重金属元素污染修复微生物菌种的潜力。     

矿粮复合区土壤-作物系统重金属污染风险性评价

为分析矿区污染农田农作物生产的生态安全性,以焦作市中马村矿区的典型农田为例,对矿区农田土壤及植物中Zn、Cr、Cd、Cu和Pb等重金属的质量分数进行了测定,并对重金属污染风险进行了评价。结果表明,根据重金属的单项污染指数,在矿井水污灌农田（F1样地）土壤中Zn和Cd的质量分数达到中度污染水平,Cr的质量分数达到轻微污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在煤矸石污染农田（F2样地）土壤中Zn、Cr和Cd的质量分数达到轻度污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在矿区公路侧农田（F3样地）土壤中各元素质量分数均未达到污染水平。采用潜在生态风险指数法对土壤重金属污染的生态风险进行评价,F1和F2样地综合生态风险指数分别为239．60和178．42,达到中等水平,F3样地土壤达到轻微生态风险水平。采用单项污染指数和综合污染指数法对小麦（Triticumaestivum）籽粒中重金属风险进行评价,在F1和F2样地中,小麦籽粒中Cu质量分数均未达到污染水平,Pb、Cd和Cr质量分数均达到重度污染水平。Zn质量分数在Fl样地中达到轻度污染水平,在F2样地中达到中度污染水平。在F3样地中,小麦籽粒中Cd和Cu质量分数未达到污染水平,Zn质量分数达到轻度污染水平,Pb、Cr质量分数达到重度污染水平。从综合污染指数评价来看,F1、F2和F33个样地小麦籽粒中重金属污染综合指数均达到重度污染水平。评价结果对科学治理矿区污染土壤,确保矿区农田生态安全、粮食生产安全具有重要意义。     

4种草对铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性

盆栽试验的结果表明,高羊毛、早熟禾、黑麦草、紫花苜蓿在纯尾矿污染土壤或经处理的尾矿污染土壤上都能生长,但在处理的土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草坪草更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物。单位面积上 4 种植物体内重金属质量分数高低均为 w(Zn)>w(Pb)>w(Cu)>w(Cd),但每种植物对 Cd、Pb、Zn 和 Cu 的吸收质量分数和分布均不相同,一般为根系质量分数大于茎叶。加入改良剂(CaCO3)和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的 4 种草坪草生物量显著增加,植物体中的 Cd、Pb、Zn 质量分数下降,但 Cu 质量分数反而上升,结果单位面积上草坪草吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草坪草相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性。     

铅锌矿区周边耕地土壤团聚体重金属污染状况及风险评估

为了解铅锌矿区耕地土壤团聚体污染状况,以贵州省都匀范家河铅锌矿区周围耕地土壤为研究对象,研究土壤团聚体中镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)3种重金属垂直分布特征和赋存形态。采用三步连续提取法(BCR)对污染土壤团聚体中3种重金属进行赋存形态分析,利用分布因子法(DFx)和地质累积指数法(Igeo)评估其环境风险。结果表明:土壤样品中重金属Cd、Pb和Zn的平均质量分数分别为23.25、518.40、3471.83 mg·kg^-1,已分别达到贵州土壤背景值的35.23、36.35、14.73倍,且3种重金属在土壤团聚体中的含量与其主要赋存形态特征均存在明显差异。研究区域剖面土壤中各粒径Cd主要以残渣态和可还原提取态的形式存在,各粒径Pb主要以残渣态和可氧化提取态的形式存在,80%及以上各粒径Zn为残渣态,综合得出研究区域土壤中重金属潜在影响程度为Cd>Pb>Zn。分布因子法结果表明:在0-100 cm剖面深度,Cd主要富集在0.25-1 mm的颗粒中,Pb主要富集在1-2 mm的颗粒中,Zn主要富集在0.053-2 mm的颗粒中;地质积累指数法结果显示,各粒径颗粒中Cd、Zn的污染水平主要为重污染,Pb主要为偏重污染。研究矿区周围耕地土壤已受到严重的重金属污染,应采取有效措施进行修复治理。该文为范家河铅锌矿区环境风险评价提供基础,旨在为矿区环境管理提供数据支撑。     

4种鸢尾属植物对铅锌矿区土壤中重金属的富集特征和修复潜力

通过野外调查和实地修复铅锌矿污染土壤试验,研究了铅锌矿区排污渠污水及底泥中Pb、Zn、Cu、Cd含量和分布特征以及4种鸢尾属植物马蔺（Iris lactea var.chinensis）、黄菖蒲（Iris pseudacorus L.）、溪荪（Iris sanguinea Donn ex Horn.）、花菖蒲（Iris ensata Thunb.）对Pb、Zn、Cu、Cd的积累能力和土壤修复效率差异。结果表明,离污染源越近,重金属污染越严重。Pb、Zn、Cu、Cd4种重金属均大部分沉积在排污水渠的底泥中,污水中Pb严重污染,超标达120倍,底泥中Pb、Zn、Cu、Cd质量分数分别超标1.5倍、1.7倍、1.6倍和1.7倍。排污渠岸土壤Pb、Zn、Cu、Cd质量分数也明显超过了国家规定的土壤环境质量Ⅱ级标准1～5倍。种植4种鸢尾属植物后,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd质量分数有所降低。其中,种植马蔺1个月后土壤Pb、Cu、Cd修复效率分别为8.13%、2.45%和22.3%。黄菖蒲和花菖蒲对Zn的修复效率相对较高。4种鸢尾属植物中马蔺对Pb、Cd的吸收能力最强,马蔺地上部（叶、茎）Pb质量分数达983mg·kg-1,且转运系数大于1,是一种潜在的Pb积累植物,黄菖蒲、溪荪和花菖蒲对Zn的吸收能力较强,且吸收的重金属主要积累在根系。     

海南岛西部农用地表层土壤重金属富集研究

对海南岛西部农业用地表层土壤进行了7种重金属元素含量测定,重金属元素的富集指数计算和相关性分析。结果表明：海南岛西部农业用地表层土壤中重金属元素富集程度大小依次为As〉Pb〉Zn〉Cu〉Ni〉Cd〉Cr。各采样点Cr、Cd和Cu元素处于贫乏状态,As和Pb元素达到严重富集,可能与当地农业活动密切相关。相关性分析表明,研究区土壤表层中重金属As与Pb元素可能存在复合富集与复合污染,应引起高度重视。     

锡林郭勒露天煤矿矿区草原土壤重金属分布特征

在内蒙古典型草原上,以锡林郭勒胜利煤田西一号和西二号露天矿为研究对象,采用野外样带取样和室内分析相结合的方法,研究了露天煤矿区土壤重金属含量(Cr、Cu、Mn、Ni、Zn和Pb元素)的空间分布特征,并探讨土壤重金属来源,旨在为典型草原露天矿区土壤重金属防治和草原生态系统可持续发展提供科学理论依据。结果表明:研究区土壤重金属Cr、Cu、Mn、Ni、Zn和Pb的平均质量分数分别为27.53、16.17、353.49、14.78、44.65和3.44 mg·kg~(-1),低于国家土壤环境质量二级标准,仅Cu含量高于内蒙古背景值;矿区东北方向样带,所有采样点的土壤重金属含量高于内蒙古背景值;露天矿开采对周围土壤重金属空间分布有显著影响,土壤重金属元素含量在矿区中心处最高,并向四周逐渐降低;矿区周围0.5 km范围内土壤重金属含量均超过内蒙古自治区背景值。统计分析(相关分析、主成分分析和聚类分析)结果显示,土壤重金属Cr、Cu、Mn、Ni和Zn来源可划归为一类,Pb单独为一类。     

天台铅锌矿区香根草(Vetiveria zizanioides)等几种草本植物的重金属耐性

研究了浙江天台铅锌矿区香根草 (Vetiveriazizanioides)及其群落中几种主要植物Cu、Cd、Zn、Pb的累积分布 ,对植物与土壤元素、对重金属的耐受性作了初步探讨 .结果表明 ,香根草植物中元素含量表现为Zn >Pb >Cu >Cd,其中Cu表现为根 >茎 >叶 ,Cd表现为叶 >茎 >根 ,Zn、Pb表现为根 >叶 >茎 .香根草中的Zn、Pb含量均显著地高于其它几种植物 .香根草与土壤元素关系中 ,Zn的相关性最显著 ,其次为Pb .图 1表 5参 19     

矿区周围土壤中重金属危害性评估研究

分别用总量法和连续萃取法对广东大宝山矿周围土壤、植物和沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细分析。结果发现，矿山废水流入的横石河沉积物中Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数分别为1841．02、2326．28、1522．61和10.33mg／kg；经此河水灌溉的稻田中重金属(Cu、Cd、Pb和Zn)的质量分数也远远超出了土壤环境二级标准值，其中Cu、Cd超标倍数分别为14．01和4．17倍。结果还表明，生长在矿区周围的植物也受到不同程度重金属的污染且不同植物吸收和积累重金属的能力相差很大。用Tessier连续法对土壤中重金属进行萃取发现，虽然重金属主要存在于残余态中，但在Fe-Mn氧化态、有机结合态中的质量分数也很高．说明这些土壤确实受到了有毒有害重金属元素的严重污染。     

TCLP法评价酸性矿山废水污染稻田土壤重金属的生态风险

采用美国最新的法定重金属污染评价方法TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure,TCLP)法对粤北大宝山矿山下游受酸性矿山废水长期污染的稻田土壤的重金属(Cd、Zn、Pb、Cu)污染状况进行评价,以国际规定的TCLP法标准评价重金属生态环境风险.结果表明,TCLP试剂提取的土壤重金属Cd、Cu、Pb和Zn含量分别在0.02～0.58、1.42～38.07、0.16-31.01和1.84～75.29 mg·kg-1之间.酸性矿山废水污染稻田土壤不同程度地受到Cd、Cu、Pb、Zn的污染,其中以Pb、Zn污染最为严重,其次为Cu污染,Cd污染程度最轻.     

Heavy metal contamination in soils and food crops around Dabaoshan mine in Guangdong,China: implication for human health

This study was designed to investigate heavy metal (Cu, Zn, Pb, and Cd) contamination levels of soils, vegetables, and rice grown in the vicinity of the Dabaoshan mine, south China. The concentration of Cu, Zn, Pb, and Cd in paddy soil exceeded the maximum allowable concentrations for Chinese agricultural soil. The heavy metal concentrations (mg kg⁻¹, dry weight basis) in vegetables ranged from 5.0 to 14.3 for Cu, 34.7 to 170 for Zn, 0.90 to 2.23 for Pb, and 0.45 to 4.1 for Cd. The concentrations of Pb and Cd in rice grain exceeded the maximum permissible limits in China. Dietary intake of Pb and Cd through the consumption of rice and certain vegetable exceeded the recommended dietary allowance levels. The status of heavy metal concentrations of food crops grown in the vicinity of Dabaoshan mine and their implications for human health should be further investigated.     

芜湖市龙窝湖湿地土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

分析了不同人类活动方式下芜湖市龙窝湖湿地土壤镍（Ni）、铬（Cr）、镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）和锌（Zn）含量差异,采用污染指数法、潜在生态风险指数法和沉积物质量基准（SQG）比较法对湿地土壤重金属污染特征和潜在生态风险进行评价。结果表明：6个样地土壤重金属含量只有Cd含量（0．76—3．67mg／kg）显著超过土壤环境质量二级标准（GB15618—1995）;6个样地土壤Cd和Cu含量与塘式水产养殖湿地、网式水产养殖湿地、垃圾倾倒地下游湿地和垃圾倾倒地土壤Pb和Zn含量超过土壤背景值,而6个样地土壤Ni和Cr含量与湖泊底泥和耕地土壤Ph和Zn含量未超标;土壤6种重金属综合污染指数为垃圾倾倒地下游湿地（25．4）〉网式水产养殖湿地（25．3）〉塘式水产养殖湿地（23．1）〉垃圾倾倒地（19．2）〉耕地（8．2）=湖泊底泥（8．2）;土壤6种重金属综合潜在生态风险指数为网式水产养殖湿地（603．6）〉垃圾倾倒地下游湿地（595．5）〉塘式水产养殖湿地（538．4）〉垃圾倾倒地（439．9）〉耕地（145．6）〉湖泊底泥（136．6）。土壤cd含量高是导致湿地土壤重金属较高污染（Cd单项污染指数占综合污染指数：49％～76％）和存在严重潜在生态风险（Cd单项潜在生态风险指数占综合潜在生态风险指数：88％～96％）的关键元素。基于沉积物质量基准比较法的潜在风险评价结果表明湿地土壤存在M、Cd和Cu污染的中等潜在生态风险。     

蔬菜土壤微生物种群数量与土壤重金属含量的关系

对呈贡县蔬菜土壤微生物种群数量和土壤重金属质量分数进行大田调查分析，结果表明，土壤微生物种群数量和微生物多样性指数变化较大，土壤微生物种群数量总体水平较高，但微生物多样性指数偏低，其中以细菌占较大的优势；土壤重金属对土壤微生物数量和微生物多样性均有一定的影响，其中土壤中Pb和Cu的质量分数与土壤微生物种群数量显著相关；土壤重金属综合污染指数与真菌／细菌个数比例、真菌／放线菌个数比例与微生物多样性指数均呈显著的指数相关。随着重金属综合污染指数的增加，微生物多样性指数呈指数式地迅速下降。     

不同来源重金属污染的土壤对水稻的影响

采用人工污染土壤、尾矿砂、污泥等不同载体的污染源来模拟土壤污染 ,研究其对水稻生长、吸收养分和吸收重金属的影响。结果表明 ,不同污染载体对水稻生长的影响不同 ,其影响的大小顺序为人工污染土壤 >尾矿砂 >污泥 >尾矿砂 +污泥。不同污染载体对水稻吸收重金属的影响亦不同 ,以纯化学试剂的形式添加到土壤中的重金属最易被提取出来 ,植物从中吸收的Cu、Zn、Pb、Cd最多 ,而从以污泥为污染载体的土壤中吸收的Zn、Pb、Cd最少。研究表明 ,用添加纯化学试剂的方法来模拟污染土壤对生态与环境的影响是可行的 ,确定土壤负载容量是安全的 ,因为在实验条件下它对供试植物的影响最明显     

砷尾矿污染土壤的细菌群落结构多样性及其相关环境影响因子分析

以湖南石门雄黄尾矿污染土壤为对象,研究纵向不同深度、横向不同距离土样中的重金属污染程度以及细菌群落结构变化规律,查明砷污染土壤的核心微生物组成并将其与土壤理化指标进行共存网络图分析。结果表明:该尾矿区的土壤各项重金属指标严重超标,尤以铅(626.54 mg·kg^?1,Ei=105.48)、砷(1804.75 mg·kg^?1,Ei=565.75)、镉(31.46 mg·kg^?1,Ei=7491.5)的生态危害性最强;土壤采样深度与重金属综合潜在生态风险指数(RI)呈显著正相关(r=0.79,P=0.000),而横向样品中RI与采样距离显著负相关(r=?0.85,P=0.000)。在污染土壤中,变形杆菌门(Proteobacteria,54.35%±17.16%)和放线杆菌门(Actinobacteria,22.39%±10.64%)占主导地位,属层级中假单孢杆菌属(Pseudomonas,16.47%±11.84%)、不动杆菌属(Acinetobacter,8.07%±7.11%)以及硫酸状杆菌属(Acidithiobacillus,7.53%±14.68%)相对丰度较高;而26个共享类群占据了该尾矿污染土壤中微生物群落总平均相对丰度90%以上,尽管不同属的具体相对丰度在不同样品间的分布趋势差异较大。纵剖采集的污染土样中,铁原体属(Ferroplasma)、硫酸状杆菌属(Acidithiobacillus)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)占优势,与理化的共存网络图分析(相关系数|r|≥0.6,P<0.05)显示部分类群与亚铁、游离态砷和镉成显著正相关,而与pH成显著负相关;横向采集的土样中,以嗜酸菌属(Acidiphilium)、假单孢杆菌属(Pseudomonas)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、硫杆菌属(Thiobacillus)等为主,部分类群与总砷、铅成显著正相关,而与结合态或包蔽型砷成显著负相关。综上,该研究不仅对目标区域尾矿不同重金属污染程度进行了分析,同时探讨了污染土壤中核心响应类群的组成多样性,为筛选潜在重金属抗性菌群或工程菌群提供理论基础。     

稀土尾矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征

矿山废弃地不仅占用大量土地,而且还是严重的污染源,因此,矿山废弃地的生态恢复己成为一项紧迫而重要的研究课题。对广东省河源市和平县下车镇内的稀土矿区土壤的重金属污染情况进行调查,并对该区优势植物对重金属的富集特征进行分析,以期对稀土尾矿区的生态系统的恢复和重建提供理论依据。主要研究的3种植物分别是：马唐草（Digitaria sanguinalis）,香根草（Vetiveria zizanioides）,望江南（Cassia occidentalis）。采用原子吸收分光光度法测定稀土矿区废弃地土壤和植被中Mn、Pb、Zn的含量,并计算优势植物对重金属的生物富集系数BAC（Biological Accumulating Coefficient）和生物转移系数BTC（Biological Transfer Coefficient）。结果表明：研究区域的土壤中重金属含量Mn、Pb、Zn的平均含量均超出广东省土壤背景值和中国土壤背景值,土壤受Mn污染最严重,其次是Pb、Zn的污染。3种草本植物对于Pb的BAC和BTC均小于1,说明这3种植物对Pb的富集和运输能力都很弱。香根草对于Mn和Zn的BAC分别为0.9和0.4,小于1,BTC分别为3.7和1.1,大于1,说明香根草对Mn和Zn的富集能力不强,但吸收后的运输能力很强。马唐草和望江南2种植物对于Mn和Zn的BAC和BTC均大于1,说明它们对重金属Mn和Zn具有较强的吸收和转移能力,是Mn和Zn的超富集植物。马唐草覆盖率高,抗病虫能力强,可作为该矿区生态恢复的先锋植物,望江南可以间作种植。