菲和镉复合污染对土壤微生物的生态毒理效应

以土壤酶活性和微生物数量作为生态毒理指标,通过模拟试验,比较分析多环芳烃菲和重金属镉单一与复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,菲和镉复合污染对土壤蔗糖酶、脲酶和脱氢酶均具有协同抑制作用;而对磷酸酶和微生物的数量具有拮抗抑制作用.菲和镉复合污染及菲单一污染对土壤微生物的活性抑制率从大到小依次为：放线菌＞真菌＞细菌;镉单一污染则为：真菌＞细菌＞放线菌.     

埇桥环境高风险区河流沿岸土壤重金属污染及生态风险评价

以安徽省宿州市埇桥区奎河、沱河岸边2 000 m范围内的9个村庄作为研究区域,在距离河岸500 m、1 000 m、2 000 m处采集表层土壤样品.使用ICP-MS法检测土壤样品中砷、镉、铬、镍、铅、铜和锌7种重金属的含量,并通过单因子评价法、内梅罗污染指数法及潜在生态风险指数法,评价奎河、沱河周边土壤的污染等级和潜在生态风险.共采集土壤样品27个,砷、镉的超标率为100%(27个),锌超标率37.0%(10个),镍超标率29.6%(8个),铜超标率25.9%(7个),铬超标率22.2%(6个),铅不超标.砷、镉、铬、镍、铜、锌的浓度均超过其背景值.单因子评价结果显示镉为中度污染,砷、铬为轻度污染,其他镍、铅、铜、锌4种重金属属于轻微污染范畴.内梅罗综合污染指数结果显示,奎河、沱河周边土壤综合指数为3.1,属于重度污染.奎河、沱河附近土壤的土壤生态风险值为166.8,该地区生态风险等级为强烈风险.评价结果显示该地区土壤存在一定程度的重金属污染,其生态风险已经超过可接受水平,亟待治理.     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。     

甘肃某冶炼厂区土壤重金属铅、镉污染特征及其对微生物群落结构的影响

长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关。以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污染状况及土壤微生物群落结构,探究它们之间的关联性。样本采自距离污染中心由近及远的4个位置(分别命名为S1、S2、S3和S4)。采用Hakanson指数法来评估该地重金属生态风险;选用改进的BCR顺序提取法分析Pb与Cd的组分分布情况;利用SPSS和Canoco 4.5对土壤性质、重金属和细菌群落进行相关性分析和冗余分析,探究微生物群落结构与土壤性质和重金属污染之间的相关性。结果表明:白银市该处重金属污染场地3 km以内的土壤均受到严重的Pb、Cd污染。Pb主要以弱酸可提取态和可还原态的形式存在于土壤中,Cd则以弱酸可提取态为主;土壤重金属的危害生态指数均已经达到极高污染风险程度,且危害程度S1>S3>S2>S4;微生物丰度和多样性可能受到土壤性质及重金属的共同影响,与Pb、Cd的污染程度大致呈负相关(S2相似文献   

伊犁煤矿土壤重金属累积对土壤酶活性的影响

本文以伊犁地区的庆华煤矿、铁厂沟煤矿和达达木图煤矿为研究区,对矿区周边土壤4个土壤深度0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm的重金属全量(铜、锌、铅、镉、铬、镍)和土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)进行分析,结果表明:(1)3个矿区中,重金属铜的含量为21.72—31.85 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.6—0.9倍;重金属锌的含量为79.28—114.94 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.8—1.1倍;重金属铅的含量为44.39—60.19 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的1.7—2.3倍;重金属镉的含量为0.54—2.33 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.9—3.9倍,重金属铬的含量为27.71—48.08 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.4—0.8倍;重金属镍的含量为9.25—18.07 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.15—0.3倍;(2)铜、锌、铬、镍、铅与脲酶活性呈显著相关(P0.01),相关系数分别为-0.391,-0.547,-0.502,-0.656,0.477,铜、锌、铬、镍、铅与过氧化氢酶活性呈显著相关(P0.01),相关系数分别为-0.384,-0.563,-0.559,-0.693,0.447,这表明过氧化氢酶活性和脲酶活性可以反映重金属铜、锌、铬、镍、铅5种重金属元素的污染程度;蔗糖酶活性与锌、铬、镍、铅呈显著相关(P0.05),相关性系数分别为-0.359,-0.404,-0.371,0.312,这表明蔗糖酶活性能反映锌、铬、镍、铅4种重金属元素的污染程度.     

浙江中部经济发达区域流域重金属污染调查与分析

为了解浙江中部经济发达区域流域重金属的污染情况.以东阳市东阳江流域为例,采集该流域37条干支流在丰水期和枯水期的水样,并对典型重金属锌、铜、铅、铬、镉、砷和汞含量进行测定及评价.结果表明:(1)东阳江流域干支流在丰水期和枯水期重金属平均含量排序均为:锌铅铜铬砷镉汞,其中锌、铜和镉含量均未超过地表水Ⅲ类标准,其他重金属均超标且超标率排序为:汞铅铬砷;(2)东阳江上游支流到下游支流的锌、镉、汞变化趋势呈现波峰和波谷交替出现的势态,高峰值出现在东阳市工业园区与经济强镇;(3)内梅罗污染指数指数评价得出,柽溪和绕溪在丰水期和枯水期均达到中度重金属污染水平;(4)健康风险评价法表明,化学致癌物引起的健康风险水平远远大于非致癌物引起的健康风险水平,通过饮水途径引起的健康风险水平大于皮肤接触,该流域致癌物的健康危害顺序:铬砷镉.     

秦岭典型停产关闭锌冶炼企业场地土壤重金属污染特征研究

秦岭作为中国重要的生态屏障,其生态环境保护问题已上升为国家战略。同时,秦岭作为中国贵金属和多金属矿产资源富集区,矿业开采效益巨大。矿山开采和冶炼不可避免带来一定的环境问题,研究矿业生产过程中土壤重金属污染污染特征及其危害对秦岭地区土壤重金属污染修复意义重大。该研究以秦岭地区某一曾从事过燃煤发电和锌冶炼、目前已停产的工业企业场地为研究对象,对土壤中砷、镉、铜、铅、汞、镍和锌7种重金属进行测定,采用Muller地积累指数、潜在生态风险指数和空间分析等方法,对土壤中的重金属元素进行污染特征分析与评价。结果表明,7种重金属在土壤中均有检出,砷、镉、汞、锌的检出最大值为对应土壤污染风险筛选值的1.54、1.29、1.49、2.45倍;在空间上7种重金属浓度均表现出由生产区向四周衰减趋势,砷、铜、铅和锌在土壤表层和深层污染程度表现不均一,镍基本无污染;镉和汞的地累计均值分别为5.72(陕西省)、5.715(国家)和6.74(陕西省)、6.71(国家),潜在生态风险指数分别为2 376.55(陕西省)、2 367.20(国家)和6 400.45(陕西省)、3 148.30(国家),属于严重污染等级且危害程度极强;将所有重金属元素指数累加,生态危害风险级别达到D,该场地生态危害程度极强,需进行严格管控及治理。该研究可为秦岭地区同类型企业土壤重金属污染监测方案的制定提供借鉴,也为构建秦岭区域矿山土壤重金属污染防控体系提供技术支撑。     

东江流域底泥重金属分析及潜在环境生态风险

对东江流域不同江段水环境的重金属底泥及底泥浸出液中铅、锌、铜、镉、铬、镍等重金属分布进行分析,结果表明铅和镉含量较高,存在一定程度污染或属于高背景值底泥;底泥的重金属因沉积引起,而锌、铜、铬和镍含量具有一定的污染同源性;利用地积累指数法和潜在生态风险指数法评价底泥重金属污染状况,镉污染较为严重,潜在生态风险大,污染程度镉>铜>锌>镍,铅存在一定的潜在生态风险,铅和铬污染风险较小,底泥和底泥浸出液中重金属含量的变化趋势较为一致,结果表明底泥是表面水重金属的重要来源.     

基于普通克里格和投影寻踪模型的城市土壤重金属污染评价

作为城市生态环境的重要组成部分,城市土壤对城市的可持续发展具有重要意义。然而,随着人类活动加剧,重金属元素成为城市土壤中具有重大影响的有毒污染物,尤其是铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)及其复合物在城市土壤污染中较为突出。为了探讨城市土壤中重金属的含量及污染空间分布特征,为城市环境治理和环境保护提供客观依据,以内江市城区为例,采集了203个表层土壤样本,利用单因子污染指数法、GIS技术结合投影寻踪模型评估了研究区不同土地利用方式下表层土壤铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)的污染特征及其空间污染程度。结果表明:(1)与国家二级标准限定值比较,镉元素的富集程度最大,锌元素次之,铜元素富集程度最小,铅元素无富集;(2)4种元素变异系数属于高度变异,其含量均受到人类活动的强烈影响;(3)土壤重金属综合污染指数均值表现为公共用地商业用地住宅用地工矿用地农业用地交通用地;(4)内江市城市土壤重金属污染程度的克里格插值评价等级为较清洁、轻污染,在空间展布上二者的面积比例为1.2∶1,内江市重金属综合污染水平较轻。投影寻踪模型为涉及多因素的城市土壤重金属污染评价提供了新思路。     

铜尾矿复垦后土壤微生物活性及其群落功能多样性研究

对安徽铜陵五公里尾矿区三叶草复垦后的土壤微生物活性和群落的功能多样性研究表明,复垦后每克土壤微生物细菌数已达2.3×107个,并存在一定量耐Cu2 、Cd2 、Zn2 、Cr6 、Pb2 、Ni2 的菌株,但种类少,主要为芽孢杆菌属、假单胞菌属和短杆菌属。BIOLOG测试结果显示,铜镉重金属离子的复合污染使土壤微生物群落丰富度降低;外源耐铜镉微生物菌剂的添加使尾矿区土壤微生物群落代谢剖面(AWCD)变化明显,提高微生物对单一碳源底物的利用能力,增加利用不同碳底物的微生物数量,减轻了重金属污染引起的土壤微生物群落功能多样性的下降,为尾矿区生境加速恢复提供一条有效途径。     

锰化厂土壤重金属污染及微生物群落结构特征

土壤一旦受到重金属污染,土壤微生物的生长代谢将受到影响,导致微生物群落结构发生变化。为探究不同深度土壤重金属与微生物群落结构之间的关系,对锰化厂同一污染点的不同深度(0.3~0.5、1.0~1.5、2.0~2.5、3.0~3.5 m)土壤进行样品采集,发现其重金属污染包括:锰(Mn)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)和铅(Pb),且在土壤3.5 m深度以上均超出了广东省土壤背景值。运用传统内梅罗污染指数法对采样区土壤断面进行污染评价,采用典型相关和典范对应分析法,对不同土层重金属含量和微生物群落丰度的相关性进行了分析。结果表明:该污染区土壤3.0 m深度以上伴有多种重金属复合污染,且1.5 m深度以上土壤属于重度污染;通过高通量测序对土壤微生物的分析,发现微生物群落组成大体一致,但不同重金属污染程度的土层所对应形成的微生物群落丰度不同,初步确定该污染区的优势菌为Sphingomonas;该区对土壤微生物影响较大的多种重金属复合污染因子主要包括Ni、Zn、Cd、Mn和Hg,且在土壤2.0~2.5m深度范围内富集了多种重金属抗性菌。该研究从多角度分析了不同土层重金属污染与微生物群落的关系,为同类污染矿区土壤环境质量评价提供科学依据,为重金属抗性菌的实验室分离提供一定的场地选择依据,可在一定程度上指导矿区重金属污染土壤的改良及修复。     

渤海湾表层沉积物重金属含量及潜在生态风险评价

海洋沉积物中重金属元素的释放可能影响海水质量及海洋生态健康。于2013年8月采集了渤海湾24个点位的表层沉积物,检测了汞、砷、铜、锌、铅、镉、铬7种重金属的含量,并用Hankanson法分析其潜在生态风险。结果表明,渤海湾沉积物中重金属含量均值可达到国家一类海洋沉积物标准(GB 18668-2002),其中汞、砷、铜、锌、铅、镉、铬的浓度分别达到0.03、16.15、23.15、89.45、38.84、0.24和60.60 mg·kg-1。渤海湾不同点位中,表层沉积物重金属含量符合海洋沉积物质量一类标准的占83.3%,其余点位可满足二类标准,超一类标准的点位的主要超标因子是砷和铅。渤海湾重金属的综合生态风险指数达到95.01,属于轻微生态风险等级。不同重金属所产生的生态风险排序为镉汞砷铅铜铬锌,除镉外均属于轻微生态风险等级。镉的潜在生态风险值为47.00,达到了中等生态风险等级,其风险占所有重金属总风险的49.5%。镉的潜在生态风险高与镉的生物毒性较高及其近年来在渤海沉积物中积累速度较快有关。重金属潜在生态风险在河口地区和天津港工业区附近呈现高值,而南部渔业区和远离海岸的中心区的生态风险相对较低,说明近海工业活动和陆源污染排放渤海湾沉积物中的重金属生态风险的主要来源。因而,调整近海的产业结构,严格控制入海河流和近海经济活动的重金属特别是镉的污染排放,对保障渤海沉积物的生态安全至关重要。     

重金属复合污染土壤中耐铅镉微生物的筛选及鉴定

为获得复合重金属高耐性微生物资源菌株,采集广西桂西北尾矿区重金属污染的土壤样品,采用改良的马丁氏培养基分离和筛选既耐铅又耐镉的高耐性微生物.结果获得了一株耐铅浓度为1 200 mg/L、镉浓度为120 mg/L的铅镉复合耐性真菌——菌株K-3.该菌株(K-3)最适生长环境为温度30℃、p H值7.0、盐浓度3%.通过形态结合分子生物学鉴定得知,K-3菌株与已知分类地位的标准菌株Uncultured Westerdykella的18S rDNA序列一致性为99%.本研究获得的铅镉复合耐性真菌——菌株K-3是重金属铅和镉的最强双耐真菌之一,可为微生物或微生物联合植物修复重金属污染土壤提供重要的微生物种质资源.(图8表3参39)     

重金属积累对土壤酶活性的影响

研究了华北平原某铅冶炼厂附近农田33个土壤样品中重金属积累对土壤酶活性的影响。结果表明,样品中Pb和Cd全量的平均值分别为144和5.59mg·kg-1,DTPA态Pb和Cd含量平均值分别为54.1和0.964mg·kg-1,均超过了未污染农田潮土的正常范围,而Cu、Ni和Zn的有效性和全量与未污染土壤接近;土壤过氧化氢酶活性与DTPA态Pb和Cd含量、全Pb含量均呈显著的负线性关系(P<0.01);与磷酸酶和脲酶相比,土壤脱氢酶活性更易受到土壤中Pb和Cd积累的影响;随DTPA-Ni含量增加,土壤蛋白酶和碱性磷酸酶活性增加(P<0.1);土壤脲酶活性与重金属全量或有效态重金属含量无显著相关性(P>0.1)。以上结果说明,利用土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性能够表征基本性质较为一致的土壤中重金属污染程度;与重金属全量相比,有效态重金属对土壤酶活性影响更大。     

重金属Cd和Pb对土壤生物活性影响的初步研究

利用不同浓度的Ｃｄ、Ｐｂ溶液模拟污水农用，淋浇于蔬菜盆栽土壤上，研究其土壤生物活性的变化。结果显示，在试验所设置的浓度范围内．重金属Ｃｄ、Ｐｂ对土壤微生物三大菌和土壤酶中的蔗糖酶、脲酶等都有一定的抑制作用，三大菌对它们的敏感程度：Ｃｄ为细菌＞放线菌＞真菌，Ｐｂ为放线菌＞细菌＞真菌；而它们对土壤酶的抑制程度则都为蔗糖酶＞脲酶。研究还表明，土壤微生物总量的变化与重金属浓度有一定的相关性。     

石灰泥炭对镉铅锌污染土壤上小白菜生长和元素吸收的影响

采用盆栽方法研究了在镉、铅、锌污染土壤上,石灰和泥炭对小白菜生长状况及对污染元素(Ｃｄ,Ｐｂ,Ｚｎ)和养分元素(Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃｕ,Ｍｎ,Ｆｅ)吸收的影响。结果表明,石灰消除了重金属的毒害症状．显著促进小白菜的生长、显著抑制小白菜对镉、铅、锌的吸收。石灰对氮、钾、铜、锰的吸收也有显著抑制作用。泥炭对小白菜生长的改善效果及对铜、铅、锌吸收的抑制效果较石灰差。提高酸性土壤ｐＨ值是减少作物对重金属吸收的有效方法。     

镉、铜、铅复合污染对枇杷园土壤微生物的生态毒理效应(Ecotoxicological Effect of Cd-Cu-Pb Compound Pollution on Loquat Soil Microbe)

以土壤微生物生化过程与数量、土壤酶活性为指标,通过正交实验,在室内培养条件下探讨了Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物的生态毒理效应.结果表明,1)Cd、Cu、Pb复合污染可显著降低土壤脲酶、蔗糖酶活性,对土壤过氧化氢酶和磷酸酶则表现出协同抑制或激活效应,不同重金属对土壤酶抑制效应顺序为Cd>Cu>Pb,土壤脲酶、蔗糖酶活性可作为指示土壤Cd、Cu、Pb复合污染程度的预警指标;2)不同微生物对Cd、Cu、Pb复合污染的敏感性为:细菌>放线菌>真菌,对微生物种群数量的影响强度为Cd>Cu>Pb;3)Cd、Cu、Pb复合污染对土壤微生物呼吸强度的影响较小,抑制率普遍较低,个别组出现激活作用.     

污泥中锌对土壤酶活性的影响及评价

以磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、转化酶等四种土壤酶为考察指标,研究了重金属Zn浓度为0～6000 mg·kg-1时对水稻土和施加污泥的土壤中酶活性的影响.结果表明,污泥堆肥施入土壤后可以显著提高土壤磷酸酶的活性,同时还能缓解外源金属Zn对土壤酶的产生的抑制作用.4种酶对Zn抑制作用的敏感性由大到小依次为:过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶,转化酶,过氧化氢酶和磷酸酶受到的抑制作用可以用sigmoidal剂量一效应模型表征和计算生态剂量值,将过氧化氢酶作为评价施泥土壤Zn污染程度的指标具有一定的可行性.     

广州市蔬菜地土壤重金属污染状况调查及评价

探讨了广州市蔬菜地土壤重金属污染状况,测定了95份土壤样品中铅、镉、铬、砷、汞的含量水平。土壤中铅、镉、铬、砷、汞的含量分别在6.44～153.10mg/kg、0-0.682mg/kg、5.82～101.60mg/kg、0.04～45.36mg/kg、0.01～O.32mg/kg之间。就污染的普遍性而言,铅污染最为普遍,其次是砷污染;就污染的程度而言,镉污染最严重.其次为砷、汞。对比今昔污染变化.广州市土壤污染治理已取得显著成效,但仍需努力。土壤中镉、砷、汞三种元素的变异系数,特别是镉的变异系数较大,这可能预示着点源性污染的存在。     

珠江三角洲地区典型农村土壤重金属污染现状分析

珠江三角洲地区农村土壤重金属污染状况不容忽视,除化肥农药、畜禽养殖等污染源外,还有工业污染等其他污染源。本研究以该地区工业型和种植型两类典型农村为例,通过对农田和菜地两种耕地以及企业周边、养殖场周边和垃圾点周边三类污染场地土壤重金属污染现状进行监测与评价,深入分析重金属污染成因。结果表明,该地区工业型农村耕地以铜超标为主(超标率22.2%),种植型农村耕地以镉超标为主(超标率16.7%),其余重金属超标率低或不超标;耕地中农田的重金属污染程度重于菜地。工业型农村污染场地以铜超标为主(超标率33.3%),其次是镉和锌(超标率均为11.1%),其余重金属不超标;种植型农村污染场地以镉、镍超标为主(超标率均为26.1%),其次为铜和砷(超标率分别为17.4%和8.7%),其余重金属不超标。三类污染场地中,工业型农村土壤重金属超标情况相对最重的是垃圾点周边,而种植型农村土壤重金属超标程度相对最重的是养殖场周边。高度集约化的农业生产方式是造成珠三角农村耕地土壤重金属污染的主要原因,同时,众多的制造业"三废"排放加剧了土壤重金属累积。此外,畜禽养殖废弃物、生活垃圾的无序堆放也是造成农村土壤重金属污染的原因。