Cd胁迫下黄土施用污泥对小麦生长及Cd富集迁移的影响

为了能给污泥资源开发利用开辟新的途径,以黄土为供试土壤,小麦（Triticumaestivum L.）为供试作物。采用盆栽试验研究了泥在不同Cd胁迫黄土中对小麦生长的影响及其对小麦各部位Cd的富集迁移规律。试验设计2个污泥处理水平,每个塑料盆中加入8.0 kg供试土壤或污泥含量为4.0%的供试土壤,土壤中以Cd（NO3）2·4H2O溶液形式加入的Cd质量分数分别为0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、25.0、50 mg·kg^-1,对应各处理为TS1-TS7。各胁迫水平均设置3个平行,同时设置对照TS0。结果表明,黄土中低水平的Cd胁迫可促进小麦的生长,且在Cd污染水平5.0 mg·kg^-1时施污泥和未施污泥土壤中小麦生物量均最大,而高水平的Cd胁迫抑制小麦的生长,且Cd胁迫水平越高,抑制作用越强烈;Cd胁迫下施用污泥可促进小麦的生长,尤其是茎叶和籽粒的生长;小麦各部位Cd的含量随土壤Cd处理水平的升高而增加且呈显著正相关（P＜0.05）,各部位最大浓度分别可以达到：45.32、14.41、9.66 mg·kg^-1,且根系＞茎叶＞籽粒,污泥的施用能促进小麦对Cd的吸收;小麦各部位对Cd的富集能力均随着土壤Cd胁迫水平的升高而先增加后减小,污泥的施用在一定程度上提高了小麦对Cd的富集能力,各部位富集系数最大分值分别为1.81、0.93、0.51,但对Cd进入小麦根系后向茎叶和籽粒的迁移影响不显著。     

污泥施入黄土后重金属Cu、Zn、Cd的淋滤迁移

污泥土地利用是目前国内外污泥处置的主要方式和鼓励方向,在中国西北黄土地区更有前景和意义.污泥富含有机质和营养元素可弥补黄土的贫瘠缺陷,改善黄土肥力、增加植物产量.污泥施入黄土后,灌溉水对污泥重金属的淋滤迁移和污染风险是值得研究的课题之一.研究旨在了解重金属Cu、Zn、Cd在黄土层中的淋滤迁移特征,为黄土地区污泥的土地利用及重金属污染控制提供实验依据.实验选择污泥中含量或毒性大的Cu、Zn、Cd 3种重金属作为研究对象,通过室内模拟土柱对表层堆肥污泥中2种源强的重金属进行1年灌溉用水量的淋滤对比实验,测定淋滤前后土柱中和渗出液的Cu、Zn、Cd总量、有机质及pH值,以期分析重金属在黄土中的淋滤、迁移特征.结果表明,淋滤作用可使堆肥污泥Cu、Zn、Cd发生少量迁移并富集于土柱中、上部,大部分或绝大部分重金属仍滞留于耕作层(0～20 cm);淋滤使堆肥污泥Cd与Cu向下迁移约30 cm,Zn向下迁移约20 cm;渗出液呈弱碱性,其中Cu、Zn、Cd 3种重金属的浓度较入渗水均有增多,但随渗出液从黄土柱中溶出的重金属量极少.实验表明,耕作层重金属源强对Cu、Zn、Cd在土柱剖面中的淋滤、迁移和滞留作用以及溶出量均有不同程度的影响,堆肥污泥土地利用可以明显改善黄土肥力,灌溉对耕作层污泥有机质的淋滤损失量较小.并得出,堆肥污泥在黄土地区的土地利用是可行的.     

干旱区绿洲土壤氟污染生态风险评估研究

以典型绿洲区土壤-植物系统为研究对象,在大田条件下创建了干旱区绿洲土壤氟生态风险评估模型,并运用此模型对白银市城郊土壤氟污染进行了风险评估,具体表现为用潜在生态风险氟有效态含量评估模型(ERbc)评估绿洲区土壤氟污染生态风险.结果表明,研究区生态风险指数介于1.37~24.81,绝大多数地点风险程度表现为很高到极高,平均生态风险指数为11.28,风险程度为极高.白银市东大沟水浇地农田土壤需关注氟污染的修复.     

工矿型绿洲农田土壤中氟和镉的剖面行为研究

以甘肃白银市城郊东区农田土壤为研究对象进行剖面取样、对土壤中氟和镉的剖面分布及行为进行研究.结果表明,在长期灌溉与降水渗水流作用下,F和Cd发生不同程度的淋溶迁移,F迁移深度达到80~100cm,Cd迁移深度在40~60cm,迁移程度为FCd;元素F和Cd都具有显著的负乘幂迁移规律,同时表现出不同的迁移态势,F为高剂量时迁移率大,低剂量时迁移率小,但Cd呈现相反的迁移趋势.污水灌溉作为土壤污染物来源之一对土壤F和Cd累积和迁移有一定影响,F元素对当地地下水污染的威胁较大.     

干旱区绿洲土壤镉、铅、锌、镍的形态转化

以我国西北干旱区绿洲土壤为供试土壤,采用Tessier形态连续浸提方法,研究了土壤中Cd、Pb、Zn、Ni单一胁迫下的形态分布及再分配趋势.试验结果表明,原状土壤中Cd的主要赋存形态为铁锰氧化态,Pb、Zn、Ni则以残渣态为主;外源可溶性重金属进入土壤后,Cd、Pb、Zn、Ni的主要赋存形态和形态分布特征均发生显著改变,各形态的响应程度因元素而异;重金属的活性均有不同程度的提高,Cd的活性最大;重金属的形态分布是不稳定的,尤以Zn、Pb为甚,尽管会随着时间和作物的影响继续向着稳定的方向转化,但过程是缓慢的.因此,重金属污染对土壤环境的影响是持久的.     

绿洲土壤Cd-Ni复合污染对油菜生长及吸收的影响

以干旱区绿洲灰漠土为供试土壤,油菜(Brassica campestris L.)为供试蔬菜,采用盆栽试验及Tessier连续浸提形态分级方法,研究了Cd-Ni复合污染在干旱区绿洲土壤中的形态分布规律及其对油菜的生物有效性.结果表明,当土壤受外源Cd-Ni复合污染后,Cd、Ni的活性随着胁迫浓度的增加而增大.与对照相较,外源Cd-Ni复合胁迫后,Cd的主要赋存形态仍为碳酸盐结合态,而Ni的主要赋存形态由残渣态转化为铁锰氧化物结合态.Cd-Ni复合胁迫对油菜的生长表现为先促后抑;油菜各部位的Cd、Ni含量均随着Cd-Ni复合胁迫水平的升高而增加,Cd主要富集在油菜茎叶中,而Ni则主要富集在油菜根部.富集系数结果表明,油菜各部位Cd的富集系数均大于1,而Ni的富集系数均小于1;迁移系数结果表明,Cd的迁移系数大于Ni,Cd更易从土壤中进入油菜根部,并转运至茎叶,Ni的生物可利用性低于Cd.对油菜吸收Cd最重要的形态为碳酸盐结合态,根系和茎叶吸收Ni最重要的形态分别为有机结合态和可交换态.     

城市污泥对Cd在黄土中的形态分布及再分配的影响

以黄土和小麦为供试对象,通过盆栽试验研究了不同胁迫水平Cd在施用污泥黄土中的形态分布特征及其再分配.结果表明,原状土壤中Cd以碳酸盐结合态及残渣态为主要赋存形态.随着外源Cd添加量的增加,土壤中可交换态和碳酸盐结合态Cd分配系数持续增加,而有机态与残渣态分配系数则持续减小,土壤Cd的主要赋存形态转变为可交换态和碳酸盐结合态,Cd的活性不断增强,加大了对作物的潜在危害.土壤中碳酸盐结合态Cd含量随Cd胁迫水平的增加而增加的幅度最大,施用污泥黄土中铁锰氧化态Cd含量随Cd胁迫水平的增加而增加的幅度高于可交换态Cd;黄土与施用污泥黄土中Cd的总再分配系数均随Cd胁迫水平的增加呈递增趋势,而结合强度系数均随Cd胁迫水平的增加呈递减趋势.污泥的施用可增加土壤中残渣态Cd的含量,有助于提高Cd各形态间再分配的稳定性,相对降低了土壤Cd的活性.     

曝气生物滤池两种填料挂膜的对比试验

粉煤灰加气颗粒和沸石颗粒作为曝气生物滤池填料在相同条件下进行挂膜试验,结果得出:粉煤灰加气颗粒的挂膜速度与沸石颗粒大体相同,最终其CODCr去除率(60%)比沸石填料(55%)略高;沸石填料的NH4+-N处理率高于粉煤灰加气颗粒,达70%左右。     

超声波强化电动法修复铜污染土壤的室内研究

采用超声波强化电动法对铜污染土壤进行室内修复研究,探讨了超声波强化电动法修复铜污染土壤的可行性,并对其影响机理进行初步探讨.结果表明,超声波可以强化铜污染土壤的电动修复效果,提高Cu2+的迁移和富集效率.在试验开始后连续施加频率为50 kHz的超声波3 h时,随着超声波声强的增大,修复效果增强.当声强(以超声波电压表示)达到150 V时,阴极附近的Cu2+富集质量比 C/C0 比未施加超声波时提高了43%.土壤含水量对试验结果的影响较大,在超声波作用下,含水量为14%时,土壤的修复效果较好;含水量增加到16%时,修复效果无明显提高.增加超声波辐照时间也可以提高土壤修复效果,但当辐照时间超过5 h后,土壤修复效果无明显增加.研究表明,施加超声波可以强化电动法修复铜污染土壤的效果.     

干旱区灰钙土和风沙土对Zn的吸附与解吸特性

以自然土壤灰钙土和风沙土作为试验供试土壤,研究了Zn在两种土壤样品中的吸附-解吸特性.结果表明:(1)当平衡液中Zn浓度较低时,土壤对Zn的吸附量随浓度的增加而增加,但增加速度较慢;平衡液中Zn浓度继续增加时,吸附量增加速率变大(曲线斜率逐渐增大),由于灰钙土有机质、碳酸钙、p H等高于风沙土,所以灰钙土对Zn的吸附量大于风沙土;(2)在实验设定的浓度范围内,Langmuir模型、Freundlich模型对实验数据的拟合线性相关均极显著,但总体来看Freundlich型吸附等温线方程适合描述土壤对Zn吸附过程;(3)两种土壤的高碳酸钙及有机质含量导致土壤吸附的Zn不容易被解吸,所以两种土壤的解吸量都很少,且灰钙土p H(8.65)大于风沙土(8.17),则风沙土解吸量大于灰钙土,土壤吸附Zn的解吸率与土壤Zn吸附能力呈反比,Zn在风沙土中的解吸率比灰钙土大,所以Zn在沙土的迁移和扩散的风险比灰钙土大,二次函数最为适合模拟土壤中Zn的吸附量与解吸量之间的关系,且随着Zn吸附量的增大,两种土壤对重金属Zn的解吸率均呈现出先增大后减小的趋势.