土壤-植物系统中模拟酸雨与Cd复合污染的短期环境效应--黄豆盆栽试验

通过盆栽实验,研究了在黄豆(Glycne max)的一个生长周期内,模拟酸雨与Cd复合污染对土壤基本性质的影响,模拟酸雨作用下土壤-植物系统中Cd的迁移转化规律以及模拟酸雨与Cd复合污染对黄豆生长与生理特性的影响,探讨了土壤-植物系统中这种复合污染的短期环境效应.结果表明,短期内模拟酸雨和Cd污染对土壤-植物系统都有致害作用,但Cd污染的效应大于模拟酸雨的效应,模拟酸雨与Cd复合污染环境效应大于这2种污染物的单因素效应,且表现出明显的协同作用.在本试验条件下,pH值为3.5的模拟酸雨和20 mg·kg-1Cd的处理组合对土壤-植物系统的危害最严重.尽管在短期内,协同作用仅在土壤交换态Cd含量、黄豆茎和根中的Cd含量这3项指标上得到一定程度的体现,但这种复合污染的化学机制和环境效应值得关注,这2种污染物长时期共同作用对土壤-植物系统的影响也值得深入研究.     

几种固化剂组配修复重金属污染土壤

选取沸石、硅藻土、海泡石、膨润土和石灰石等5种矿物材料,以6 g.kg-1的浓度分别添加到50 g供试土壤中,熟化两周后进行毒性浸出实验,研究各固化剂对土壤重金属的固化效果.实验表明石灰石对土壤重金属均有较好的固化作用,因此再将前4种固化剂与石灰石以不同质量比组配,并以同样方法研究各组配对土壤中重金属的固化效果,以期得到固化效果优于单一固化剂的组配固化剂.结果表明,几种组配中效果最好的是硅藻土与石灰石以质量比1∶2的组配,土壤浸提液中Pb、Cd、Cu、Zn浸出量较对照分别降低54.3%、100%、27.2%、63.8%.显然,1∶2的硅藻土+石灰石对土壤Pb、Cd、Zn均有较好的固化作用.     

柠檬酸辅助甜高粱对南方典型母质土壤的镉修复效应

甜高粱生物量大,镉（Cd）吸收能力强,具有植物修复Cd污染土壤的潜力.为研究柠檬酸辅助甜高粱对南方典型母质土壤的Cd修复效应,在湖南省2种典型成土母质（中性紫泥田和黄麻砂泥田）Cd污染农田,开展甜高粱植物修复田间试验.结果表明：①柠檬酸对甜高粱生长无抑制,施用柠檬酸后甜高粱成熟期地上部生物量均呈现增大趋势,增幅为10.1%~24.7%;②甜高粱种植和柠檬酸施用降低了土壤pH值,其中柠檬酸施用进一步降低甜高粱各生育期土壤pH值,且在中性紫泥田降幅更大,降低了0.24~0.72个单位;③甜高粱种植和柠檬酸施用降低了土壤Cd总量,中性紫泥田和黄麻砂泥田降幅分别为23.8%~52.2%和17.1%~31.8%,并同时增大两地土壤Cd酸可提取态占比38.6%~147.7%和4.8%~22.7%;④柠檬酸施用显著提高甜高粱各部位Cd含量,中性紫泥田甜高粱茎和叶ω（Cd）分别为0.25~1.90 mg·kg^-1和0.21~0.64 mg·kg^-1,均高于黄麻砂泥田;⑤施用柠檬酸后中性紫泥田甜高粱成熟期地上部Cd提取量可达47.56 g·hm^-2.综上,柠檬酸可强化甜高粱修复Cd污染土壤效率,在中性紫泥田上效果更好,该技术具有重金属污染农田的边生产边修复潜力.     

湘中某工矿区农户菜园重金属污染分析与健康风险评价

为研究湘中某工矿区对周边农户菜园土壤和蔬菜的影响,采集矿区周边18个蔬菜样地15个品种计80个蔬菜样品,分析土壤及蔬菜中重金属Pb、Cd、Cu、Zn的含量,并采用污染指数法和健康风险评价模型对土壤和蔬菜重金属污染进行评价.研究表明,矿区蔬菜地土壤受到严重的重金属污染,Cd污染最为严重.从综合污染指数来看,蔬菜均受到中、重度污染,苋菜污染最严重.各元素在蔬菜中的富集能力大小为:Cd>Zn>Cu>Pb.重金属暴露接触对人体的风险评估结果表明,蔬菜可食部分Cd与Pb的危险度(HQ)均大于1,居民通过蔬菜途径摄入的Pb和Cd对人体健康存在较大的潜在风险.建议农户菜园在不能改制改种的情况下,种植根茎类蔬菜.     

海藻酸钠联合玉米秸秆炭包埋固定蜡样芽孢杆菌的条件优化

为探讨耐Cd菌株实际应用的可能性,用海藻酸钠(SA)联合自制的玉米秸秆炭包埋固定耐Cd菌株蜡样芽孢杆菌H6,通过单因素实验与正交实验,优化了包埋固定的最佳配比,并以1 mol·L~(-1)的HNO_3溶液作为解吸剂,考察了固定化小球的重复利用效果.结果表明,在实验设定的条件下,固定化小球的最佳制备条件为:SA浓度4%,包炭量2%,包菌量25%,交联剂CaCl_2浓度2.5%.SA、玉米秸秆炭和菌三者组合制备的小球对Cd~(2+)的吸附能力强于SA或SA单独包埋炭或菌,最高Cd~(2+)吸附量可达5.80 mg·g~(-1).解吸实验结果表明,固定化小球在解吸4次后仍具有较强的吸附能力.因此,固定化小球能有效循环利用且吸附能力较稳定.     

谷壳灰硅肥改善土壤质量降低水稻镉砷累积的效应

为研究谷壳灰制备硅肥对水稻不同生育期土壤重金属镉（Cd）和砷（As）生物有效性、酶活性、微生物群落结构和糙米重金属含量的影响,开展水稻盆栽试验.结果表明,施用0.1%~1.0%谷壳灰硅肥能提高土壤pH值0.04~0.24个单位,有效硅含量44.2%~97.5%,也能降低土壤有效态Cd含量16.2%~21.4%,有效态As含量16.0%~24.9%;随施加量的增大各生育期土壤酶活性增大,其中蔗糖酶活性显著增大6.3%~145.7%,脱氢酶活性显著增大6.7%~224.1%;分析土壤成熟期微生物群落结构显示,施用谷壳灰硅肥不影响微生物α-多样性,但对微生物β-多样性产生显著影响,促进微生物生长,维持群落结构稳定性;随施加量的增大,糙米Cd含量降低了29.3%~89.7%,糙米总As和无机As含量分别降低7.8%~42.3%和17.2%~44.5%,当施用量在0.5%和1.0%时水稻糙米ω（Cd）<0.2 mg·kg^-1,ω（无机As）<0.35 mg·kg^-1.综上,谷壳灰硅肥能改善土壤质量、降低糙米Cd和As含量,具有环境友好性,可用于Cd和As复合污染稻田土壤的治理.     

镉胁迫对豆科作物生理生态效应研究进展

镉(Cd)污染对豆科作物的生理生态可产生较大影响.低浓度的Cd胁迫对豆科作物的生物量与株高、根长的增长具有一定的刺激效应,但高浓度的Cd胁迫对豆科作物生长有抑制效应;Cd在豆科作物各器官的富集和分布,存在根>茎>叶>籽粒的规律;Cd胁迫可导致豆科作物的细胞亚微结构发生变化,并可使DNA发生变化,诱导细胞衰老;在超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等保护性酶的调节下,可以在一定程度上缓解Cd胁迫对豆科作物膜脂的过氧化伤害作用,但这种保护作用有一定限度.在总结国内外相关研究基础上,就Cd胁迫豆科作物的试验研究方法及其对豆科作物的生理生态效应进行了简要综述,并指出了存在的问题与发展前景.     

萘乙酸和Zn对大豆Cd胁迫伤害的缓解效应

为探讨植物生长调节剂对大豆Cd胁迫伤害的缓解效应,采用营养液培养试验方法,研究了喷施萘乙酸(NAA)和加Zn处理对3个Cd胁迫大豆幼苗的影响.结果表明,加Zn和喷施NAA均可降低Cd胁迫大豆幼苗叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量,可减轻膜脂的过氧化作用及蛋白质的水解;喷施NAA还可降低Cd胁迫大豆幼苗POD活性,提高硝酸还原酶(NR)活性;加Zn对Cd胁迫大豆幼苗NR活性的降低缺乏抑制作用,但降低沔1101叶片中POD活性,提高湘04-6和特早熟毛豆的POD活性,品种之间表现明显的差异性.     

硫化物沉淀法处理含EDTA的重金属废水

在运用MINTEQA2模型对模拟重金属废水和EDTA萃取液中重金属离子形态进行分析的基础上,选用Na₂S沉淀法处理含EDTA的重金属废水. 结果表明:没有含EDTA的重金属废水,Cd2＋,Cu2＋,Pb2＋和Zn2＋是重金属离子的主要形态;而在含EDTA的模拟重金属废水和重金属萃取液中,重金属络合物是重金属离子的主要形态. 在c(EDTA)为0的条件下,Cd2＋,Cu2＋和Pb2＋的去除率达到100%,而Zn2＋的去除率仅为57.0%;随着c(EDTA)的增加,相同c(Na₂S)对废水中重金属的去除率逐渐下降. 在一定c(EDTA)的条件下,废水中重金属的去除率随着c(Na₂S)的增加而增加;但是在相同c(Na₂S)的条件下,Zn2＋的去除率较Cd2＋,Cu2＋和Pb2＋低. 工程实例进一步表明,Na₂S能够有效去除含EDTA重金属萃取液中的重金属离子,而完全去除Zn2＋则需要高浓度的Na₂S.      

大田条件下施加组配改良剂对蔬菜吸收重金属的影响

通过向湘南某矿区周边重金属污染的农田施加不同添加量(0、2、4和8 g/kg)的组配改良剂HS(海泡石+石灰石),分析农田土壤理化性质变化和土壤重金属及其交换态含量的影响、空心菜和辣椒可食部位和根部位重金属含量的影响。结果表明,施用2~8 g/kg组配改良剂HS能使2种蔬菜土壤p H值和CEC含量显著增加,使交换态重金属含量大幅降低,且不同程度地降低了空心菜和辣椒可食部位及根部位的重金属含量。与对照相比,空心菜和辣椒可食部位重金属Pb、Cd、Cu、Zn的降幅分别为:21.1%~47.5%、6.5%~31.0%、57.7%~80.0%、65.3%~92.0%和27.3%~74.5%、29.8%~62.0%、55.4%~76%、37.8%~77.1%;根部位的重金属含量也有明显降低。当添加量为8 g/kg时,2种蔬菜可食部位和根部位重金属含量降低幅度最大。由此可知,组配改良剂HS的施用对2种蔬菜吸收土壤重金属起到有效的抑制作用。