Source attributions of heavy metals in rice plant along highway in Eastern China

Air and soil pollution from traffic has been considered as a critical issue to crop production and food safety, however, few efforts have been paid on distinguish the source origin of traffic-related contaminants in rice plant along highway. Therefore, we investigated metals (Pb, Cd, Cr, Zn and Cu) concentrations and stable Pb isotope ratios in rice plants exposed and unexposed to highway traffic pollution in Eastern China in 2008. Significant differences in metals concentrations between the exposed and unexposed plants existed in leaf for Pb, Cd and Zn, in stem only for Zn, and in grain for Pb and Cd. About 46% of Pb and 41% of Cd in the grain were attributed to the foliar uptake from atmosphere, and there were no obvious contribution of atmosphere to the accumulations of Cr, Zn and Cu in grain. Except for Zn, all of the heavy metals in stem were attributed to the root uptake from soil, although significant accumulations of Pb and Cd from atmosphere existed in leaf. This indicated that different processes existed in the subsequent translocation of foliar-absorbed heavy metals between rice organs. The distinct separation of stable Pb isotope ratios among rice grain, leaf, stem, soil and vehicle exhaust further provided evidences on the different pathways of heavy metal accumulation in rice plant. These results suggested that further more attentions should be paid to the atmospheric deposition of heavy metals from traffic emission when plan crop layout for food safety along highway.     

基于基本物理指标的饱和砂类土液化评价方法的通用性∗

基于基本物理指标的饱和砂类土液化评价方法,包括等效骨架孔隙比的确定及液化强度参数预测公式,理论上已经被证实是有效的,但其通用性和敏感性尚需检验。通过独立试验数据,验证该液化评价方法的适用性和可靠性,分析试样尺寸、制样方法、液化判别标准、测试方法以及试验人员熟练程度等因素对预测准确性的影响,并探讨细粒影响系数b值确定方法对拟合参数及预测误差的影响。结果表明:基于基本物理指标的饱和砂类土液化评价方法适用于不同地域的砂类土的液化评价;试验条件差异略微增大评价方法的预测误差,但液化强度最大预测误差小于21%,且有50%的液化强度预测误差小于10%。b值的确定方法对液化强度预测的准确性影响较小,呈现出较低敏感性。     

金属铁离子对农田土壤氮转化影响分析

以长春伊通河河谷阶地上部的农田土为研究对象,选用铁离子作为氮转化的一种影响因素,定性研究了不同浓度的铁离子对硝态氮、亚硝态氮、铵态氮三氮的变化影响。并且在建立方程组之后计算平衡常数,证明了铁的氧化作用,与实验所得相符合：铁促进铵态氮的吸附、促进硝化反应的进行。从实验和理论的角度说明了铁在三氮转化中起的作用,为进一步研究锰铁离子对氮转化的定量影响和氮素污染地下水的预测和定量评价提供科学依据。     

水-土体系中溶解有机质对菲解吸动力学的影响

土壤解吸过程是影响污染物生物有效性和土壤修复的重要因素.采用人工添加方法制备加菲(PHE)老化1个月的土壤.考察水-土体系中溶解有机质(DOM)对PHE解吸动力学的影响和相互关系.结果表明.DOM与PHE的解吸释放浓度表现出相似的先增后减、最后趋于平衡的动力学过程(双尾显著性水平0.000,Spearman 秩相关系数0.778).PHE 解吸动力学常数量级的变化范围在10-5～10-6s-1之间,而且转折变化发生在峰值释放量所对应的时间点(2.5 h 左右).另外,紫外光谱表征参数E4/E6<5说明解吸进入水相的 DOM 主要为胡敏酸,另一参数A254,SUV 的变化趋势与PHE解吸动力学过程相一致.在不同pH条件下,PHE解吸浓度的关系为:碱性>中性>酸性.因酸性条件下溶解释放的胡敏酸(DHA)发生沉淀而无法判定其与PHE释放浓度的相关性;在其它pH条件下DOM、A254,,SUV>都分别与PHE的解吸浓度显著相关.这些结果说明DOM是影响PHE解吸动力学的重要因素.     

持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土中Cd形态分配及高丹草Cd吸收的影响

采用盆栽试验的方法,研究了前期持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土———太湖地区黄泥土、江西鹰潭红壤性水稻土中外源Cd形态分配及高丹草吸收Cd的影响.结果表明,在5mg·kg^-1和10mg·kg^-1外源Cd处理下,与干湿交替预培养比较,持续淹水预培养后黄泥土中MgCl₂提取态Cd分别由21.8%、28.5%下降为8.0%、16.9%,而NH₂OH.HCl提取态Cd由17.7%、17.3%升高为28.1%、37.5%;红壤性水稻土NaAc提取态Cd由20.8%、29.6%下降为11.6%、12.6%.回归分析表明,MgCl₂提取态Cd与高丹草Cd吸收量呈显著负相关关系.长期淹水预培养显著降低高丹草对黄泥土Cd的吸收.     

黄泥土不同粒径微团聚体对Cd2+的吸附与解吸研究

对采自太湖地区黄泥土进行了低能量超声波分离,采用平衡吸附法研究了不同粒径微团聚体颗粒对重金属Cd²⁺的吸附和解吸特点.结果表明,不同粒径微团聚体对Cd²⁺的吸附特性均符合Freundlich方程,模拟方程得到的K值介于152～503之间,以粘粒级和粗砂级为最大.微团聚体对Cd²⁺的吸附容量与其中游离氧化铁含量、CEC呈显著正相关.不同微团聚体Cd的解吸特点不同,粘粒级的解吸率仅为8.4%,远远低于其它粒径的微团聚体,这些结果有助于了解田间条件下土壤重金属化学行为和微观尺度的化学过程.     

高铁酸钾对水中藻类及其次生嗅味污染物二甲基三硫醚同步去除研究

模拟高藻期碱性水源水,采用高铁酸钾对水中以颤藻和二甲基三硫醚为代表的藻类及微量嗅味污染物进行同步控制研究.在高铁酸钾与聚合氯化铁(PFC)单独混凝对藻类的控制效果对比的基础上,展开了高铁酸钾与高锰酸钾预氧化-PFC联用方法对藻类及嗅味污染物的控制效果对比,探讨了pH、预氧化时间和浊度等条件对控制效果的影响.结果表明,PFC单独混凝除藻率最高为90.6%,以Fe计的等量投加条件下,高铁酸钾控藻效果较PFC混凝好,除藻率可达92.4%.高锰酸钾对PFC具有强化混凝效果,可明显提高除藻率(94.5%).高铁酸钾较高锰酸钾预氧化对二甲基三硫醚的去除效果理想,且氧化时间大大缩短,高铁酸钾氧化时间1 min可去除92.5%二甲基三硫醚,高于高锰酸钾预氧化10 min后达到的去除率(74.6%).     

锰矿区土-水界面污染流中重金属来源分析

基于对湘潭锰矿红旗矿区土-水界面重金属污染流的采样分析,通过相关性和主成分分析法,研究了锰矿区土-水界面重金属污染流中的锰、镍、铜、锌、镉、铅重金属的来源以及同源性。结果表明:6种重金属的差异性、离散程度、变异性较大;锰—镍、锰—锌、锰—镉、锰—铅、镍—锌、铜—锌、铜—铅、锌—镉、锌—铅、铅—镉呈极显著正相关,镍与锰以外的其他重金属相关性都较低;3个主成分的贡献率分别为58.300%、16.628%、11.115%,累积贡献率达到了81.543%,并且6种重金属在主成分1的载荷非常高。结合矿区的周边环境和自身特点,表明6种重金属的主要共同来源为矿区内的矿业活动,并且工业活动、交通运输、农业活动等也对矿区造成了一定程度的重金属污染。     

不同化肥品种对水稻铬吸收和分配的影响

采用盆栽试验,研究在300mg/kg铬污染水稻土中分别施加氮肥(NH4Cl、NH4NO3、Ca(NO3)2和CO(NH2)2)、钾肥(K2SO4和KCl)、磷肥(Ca(H2PO4)2和NaH2PO4)对水稻生长以及吸收和分配铬的影响。结果表明:(1)施肥处理虽然增加了水稻的产量,但也改变了水稻植株对土壤铬的吸收和积累。从总体上看,不同施肥处理对水稻植株总铬的影响达到显著水平(p0.05);氮肥、钾肥处理的水稻植株总铬比对照处理增加了1.7%~72.9%,磷肥处理的水稻植株总铬比对照处理降低了2.1%~21.9%。(2)不同施肥处理明显影响了铬在水稻植株内的分配与迁移。受试的氮肥、钾肥不仅促进水稻根部对铬的吸收和累积,也促进了铬向地上部分迁移;而磷肥则降低了水稻根部对铬的吸收和累积以及铬向地上部分迁移。(3)受试8种不同施肥处理均显著提高了水稻糙米总铬,施肥处理后水稻成熟期糙米总铬为1.10~1.32mg/kg,均超过《食品中污染物限量》(GB 2762—2005)中铬的限量(粮食1.0mg/kg),比对照处理提高了139.1%~187.0%,增加了铬通过食物链威胁人体健康的风险。     

基于改性凹凸棒土的强化混凝处理高藻低浊原水工艺

针对水厂低浊高藻水的处理难题,研究了改性凹凸棒土(改性凹土)联合聚合氯化铝(PAC)强化混凝的除藻除浊效果。设计实验原水条件为叶绿素a(chl-a)浓度为98.58~110.35μg/L,浊度(5.6±0.5)NTU。考察了PAC和改性凹土的复配投加量、混凝沉淀时间、pH、投加顺序、搅拌速率等工艺参数对Chl-a和浊度耦合去除效果的影响。结果表明,"PAC+改性凹土"对Chl-a和浊度的去除效果明显优于单投PAC的效果。当PAC投药量12 mg/L,改性凹土投药量10 mg/L,沉淀时间20 min时,对Chl-a和浊度的去除率可分别达到92.5%和89.2%,可至少减少40%的PAC投量,且形成的矾花密实,沉降速度快,去除效率高。最适pH范围为7~8。投加顺序应为先投加改性凹土,混合搅拌转数宜慢速,可控制为50 r/min。