上海城市样带土壤重金属空间变异特征及污染评价

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤环境质量的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品Cu、Zn、Pb、Cr、Mn共5种重金属的空间变异结构和分布格局进行了分析,并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度.结果表明:土壤样品Cu、Pb、Zn、Cr、Mn这5种重金属平均含量分别为27.80、28.86、99.36、87.72、556.97 mg.kg-1.表层土壤Cu、Cr、Mn、Pb、Zn均属中等变异,Mn、Cr呈正态分布,Cu、Pb、Zn呈对数正态分布;半方差函数模型拟合结果显示Cu、Pb、Zn、Cr符合线状模型,Mn符合指数模型.通过泛克里格插值得到城市样带表层土壤重金属含量空间分布图,发现Cu呈条带状,Cr、Mn呈岛状,Pb、Zn呈条带和岛状分布相结合的特点.土壤污染评价结果说明土壤Cr、Zn、Pb污染相对严重.土壤Cr、Zn、Pb、Mn和Cu之间呈显著相关,土壤重金属之间表现为复合污染.土壤重金属污染城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化与城市土壤重金属空间分布密切相关.     

骨炭修复重金属污染土壤和降低基因毒性的研究

采用分级提取的方法研究了施加骨炭对污染土壤重金属的固定效果,结果表明,土壤施加10 mg·kg^-1骨炭后水溶态、交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb的浓度都显著下降;而加入骨炭后土壤有机结合态Pb的浓度显著上升,表明骨炭可以吸附、固定土壤中的Pb,改变Pb的化学形态,降低Pb的生物可利用性.加入骨炭后土壤中水溶态和交换态Cd的浓度都显著下降,残渣态Cd的浓度明显上升.骨炭处理对土壤中Cu化学形态的影响和Pb相似,表明骨炭可以吸附固定土壤中的Cu.骨炭处理对Zn也有一定的固定效果,降低了土壤中水溶态的Zn.采用植物彗星实验研究了施加骨炭对土壤基因毒性的影响,表明加入骨炭后减轻了污染土壤对洋葱根尖细胞的DNA的损伤,降低了土壤污染对植物的基因毒性.生物评价和化学评价的结果均表明骨炭是重金属污染土壤的有效修复剂,能有效降低污染土壤中重金属的生物有效性和对植物的毒性.     

长三角典型区土壤重金属有效态的协同区域化分析、空间相关分析与空间主成分分析

以昆山市为典型区,采集了126个表层土壤样品,通过多元统计学、地统计学与GIS技术相结合,采用基于协同区域化理论的因子克立格法探讨了长三角多个土壤重金属有效态的区域分异,并在剖析不同空间尺度有效态重金属的空间结构特征基础上,应用空间相关分析和空间主成分分析来揭示引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明,昆山土壤有效态重金属服从正态或对数正态分布,变异系数较大,有效态Cd污染最重.重金属有效态在空间上可划分为块金尺度、小空间尺度（15 km左右）和大空间尺度（40 km左右）,它可用3个尺度的实验（交叉）变异函数的协同区域化模型线性拟合.空间相关分析中,Cd和Zn在3个尺度中的相关性均极显著,且元素在小尺度和大尺度的相关性比块金尺度更强,大尺度的负相关特征较其它尺度明显.空间主成分分析表明,不同尺度的空间污染来源不同.重金属有效态第一、二主成分的空间分布格局结果表明重金属有效态含量与工业活动、污水灌溉和土壤性质密切相关.     

城市污染河道沉积物AVS与重金属生物毒性研究

采集珠江三角洲典型城市污染河道佛山水道表层沉积物和上覆水样品,测定了沉积物AVS,Eh,SEM_Pb,SEM_Cd,SEM_Cu,SEM_Zn,SEM_Ni,SEM_Cr,及上覆水Eh,DO.同步进行了底栖动物调查,结合调查结果分析了城市污染河道沉积物AVS与重金属生物毒性的关系.主要研究SEM-AVS判据在判断城市重污染河道重金属生物有效性方面的作用.所测AVS最大值为69.579 μmol/g,最小值为0.339 μmol/g,均值为20.283 μmol/g;各采样站位∑SEM₅（SEM_Pb,SEM_Cd,SEM_Cu,SEM_Zn,SEM_Ni之和）最大值为23.067 μmol/g,最小值为1.062 μmol/g;底栖动物种类和数量均较少,且基本为耐污种,优势种为水丝蚓.13个采样站位中,∑SEM₅-AVS<0的有9个,MDS分析结果显示：这9个站位中的7个底栖动物群落结构相似程度高.这表明重污染河道沉积物重金属的生物毒性与SEM-AVS的值关系密切,SEM-AVS判据在判断重污染区域重金属的生物毒性方面具有较大作用;同时说明重污染河流重金属生物毒性比较复杂,不能完全由SEM-AVS解释.     

Heavy metal availability and impact on activity of soil microorganisms along a Cu/Zn contamination gradient

All the regulations that define a maximum concentration of metals in the receiving soil are based on total soil metal concentration. However, the potential toxicity of a heavy metal in the soil depends on its speciation and availability. We studied the effects of heavy metal speciation and availability on soil microorganism activities along a Cu/Zn contamination gradient. Microbial biomass and enzyme activity of soil contaminated with both Cu and Zn were investigated. The results showed that microbial biomass was negatively affected by the elevated metal levels. The microbial biomass-C （Cmic）/organic C （Corg） ratio was closely correlated to heavy metal stress. There were negative correlations between soil microbial biomass, phosphatase activity and NH4NO3 extractable heavy metals. The soil microorganism activity could be predicted using empirical models with the availability of Cu and Zn. We observed that 72% of the variation in phosphatase activity could be explained by the NH4NO3-extractable and total heavy metal concentration. By considering different monitoring approaches and different viewpoints, this set of methods applied in this study seemed sensitive to site differences and contributed to a better understanding of the effects of heavy metals on the size and activity of microorganisms in soils. The data presented demonstrate the relationship between heavy metals availability and heavy metal toxicity to soil microorganism along a contamination gradient.     

Bioaccumulation of heavy metals in fishes from Taihu Lake, China

The Cr,Zn,Cu,Cd,Pb contents were determined in Cyprinus carpio Linnaeus,Carassius auratus Linnaeus,Hypophthalmichthys molitrix and Aristichthys nobilis,which were caught from Meiliang Bay,Taihu Lake,a large,shallow and eutrophic lake of China.The results showed that:(1)the Cr,Cu,Pb,Cd contents in the edible parts of the four fish species were much lower than Chinese Food Health Criterion(1994),but the Zn contents were higher than the Criterion;(2)Cd contents were the highest in the liver of fish,Pb contents were almost the same in all organs of fish,Cr contents mainly enriched in the skin and gonads,Zn contents were the highest in the gonad(♀),and Cu contents were the highest in the liver;(3)the total metal accumulation was the greatest in the liver and the lowest in the muscle.The total metal accumulation was the highest in C.auratus L.This investigation indicated that fish products in Taihu Lake were still safe for human consumption,but the amount consumed should be controlled under the Chinese Food Health Criterion to avoid excessive intake of Zn.     

中草药种植区土壤及草药中重金属含量状况及评价

通过野外调查和室内分析相结合的方法,研究了河北省安国市中草药种植区土壤重金属As、Hg、Pb、Cd的含量、空间分布特征及草药中重金属含量状况,以及不同中草药对土壤重金属的累积特征,并对种植区土壤和草药重金属污染程度进行了评价.结果表明,种植区土壤重金属As、Hg、Pb、Cd含量均值分别为12.9、 0.036、 15.6、 0.118 mg·kg-1,均低于相应<土壤环境质量标准>二级标准值;以土壤背景值为标准评价,单项污染指数评价结果显示,16个中药种植区中土壤 As、Hg、Pb、Cd达轻度污染的比例分别为18.75%、43.75%、0%、100%,且6.25%的种植区土壤Hg污染达到中度水平.综合污染指数评价结果表明,12.5%种植区土壤重金属污染等级为警戒级,其余各地区均处于轻度污染水平;而以<土壤环境质量标准>二级标准值评价,各种植区单项污染指数及综合污染指数结果均<0.7,土壤环境清洁;绝大多数(>95%)种植区草药样品污染指数<1,不同中草药对土壤重金属的累积能力存在明显差异:紫菀、知母对Cd的富集系数及白芷、北沙参对Hg富集系数均>1.因此,在中药GAP(优良农业生产)基地土壤质量评价过程中,应重视中草药自身特性对重金属吸收和累积的影响.     

西南山地铅锌矿区耕地土壤和谷类产品重金属含量及健康风险评价

对西南山地某铅锌矿区耕地土壤（旱地和水田）和主要谷物类产品（小麦、玉米和稻米）进行取样调查,分别测定并分析了土壤和谷物中Pb、Zn、Cu、Cr、Cd、As等重金属的含量.同时,通过Nemero综合污染指数评价了矿区耕地土壤的污染状况,并利用MMSOILS风险评价模型评价了食用当地谷物类产品对成人和儿童造成的重金属健康风...     

酿酒酵母吸附Pb(Ⅱ)的表面特性研究

为深入探讨酿酒酵母吸附Pb（Ⅱ）的微观作用机制,本文利用表面显微分析技术（SEM-EDS、TEM-EDS、AFM）研究了酿酒酵母细胞吸附重金属离子Pb（Ⅱ）前后的细胞表面变化.研究结果表明,酿酒酵母细胞与Pb（Ⅱ）作用后,细胞表面除吸附Pb（Ⅱ）外,同时产生大量更高浓度的含Pb（Ⅱ）沉淀,导致Pb（Ⅱ）从溶液中被去除.酵母与Pb（Ⅱ）反应前,酵母细胞表面可检测到的主要元素包括C、O、N、P、S、K、Mg;酵母与Pb（Ⅱ）作用后,细胞表面始终保持C、O、P吸收峰,而N、K、Mg、S吸收峰随反应条件不同而减弱、消失或增强.P作为细胞表面组分可能与Pb（Ⅱ）结合.酵母与Pb（Ⅱ）作用过程中,重金属离子促进酵母细胞释放细胞内含物.原子力显微镜（AFM）证实,云母片表面对酵母吸附Pb（Ⅱ）后细胞的铺展变形作用明显增大.     

利用X射线吸收近边结构光谱(XANES)研究水泥窑共处置产品中Ni和Cd的微观组成

在模拟水泥窑中高温煅烧掺有Ni、Cd化学试剂的水泥生料,并由制取的水泥熟料制备水泥净浆片.利用X射线吸收近边结构光谱（XANES）对水泥窑共处置产品中Ni、Cd的微观组成进行了研究.结果表明：Ni在水泥窑煅烧过程中发生了较为彻底的化学变化,形成了Ni-Mg化合物,该化合物可能是以氧化物、氢氧化物或碳酸盐的形式存在;水泥...