硅酸钾及其与锰硫配施防控水稻复合重金属污染的效果

由于不同重金属的土壤化学性质迥异,同步钝化土壤复合重金属成为土壤污染修复亟待解决的瓶颈问题. 采用土壤盆栽试验,以自然Cd、Pb、Cu、As复合污染土壤为研究材料,设置空白对照(CK)和调理剂对照(石灰石)两个对照,研究了3种硅基调理剂〔(硅酸钾、锰-硅酸钾(氯化锰10%+硅酸钾90%)、硫-硅酸钾(硫氢化钠2.5%配施+硅酸钾97.5%)〕对土壤重金属形态转化,水稻吸收Cd、Pb、Cu、As和养分元素,以及水稻生长和抗氧化胁迫反应的影响. 结果表明:3种硅基土壤调理剂的降Cd效果均显著高于调理剂对照(石灰石). 与空白对照(CK)相比,硅酸钾、锰-硅酸钾和硫-硅酸钾3种硅基调理剂糙米Cd含量分别显著(P<0.05)降低30.0%、45.5%和35.7%,糙米Pb含量分别显著(P<0.05)降低56.6%、62.6%和37.1%,其中锰-硅酸钾配施降Cd、降Pb效果最佳,但3种调理剂降Cu和降As效果不显著. 各调理剂均能促进水稻的生长、养分吸收和抗氧化能力,提高土壤pH,降低土壤可交换态Cd、Pb比例. 研究显示,硅酸钾及与锰、硫配施均能显著降低糙米中的Cd、Pb含量并促进作物生长,可用于水稻Cd、Pb复合污染防控.      

武汉集中式饮用水源地土壤重金属的时空分布特征及生态风险评价

研究了武汉市19个集中式饮用水源地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的时空分布特征,采用单因子污染指数和综合污染指数分析重金属污染程度,利用潜在生态风险指数评价重金属生态风险,通过相关性和聚类分析重金属的来源.结果表明,武汉市中心城区水源地土壤重金属的含量普遍高于远城区,同时长江干流附近的水源地土壤重金属含量普遍高于长江支流.Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的单项潜在生态风险指数平均值均小于40,属于轻微风险程度.Cd的单项潜在生态风险指数平均值在80~160范围内,属于强度风险程度.武汉集中式饮用水源地土壤重金属的综合潜在生态风险指数平均值为142.12,属于轻微风险水平.相关性分析表明,武汉集中式水源地土壤重金属Cu、Pb和Cr来源相似,均与交通有关;Ni、As、Cr和Cu来源相似,均与冶金生产有关;Zn、Hg和Cr来源相似,均与防腐和催化化工有关.武汉白沙洲水厂和堤角水厂周边土壤长期定点监测表明,2017年后武汉集中式水源地土壤各种重金属含量均呈现显著下降趋势,其生态风险在未来将进一步降低.     

钛改性锰矿的除砷效果及机理研究

天然锰矿是一种廉价、易得的除砷矿物材料,为了进一步提高天然锰矿的除砷效果和吸附容量,采用TiCl4对广西桂林天然锰矿进行改性,并对其改性的条件进行优化。实验结果表明最佳的改性条件为:TiCl4浓度为10 mg/L,浸泡时间为18 h,pH=3.05,振荡吸附时间为1 h。与天然锰矿的去除效率(82.95%和77.93%)相比,改性锰矿对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除率分别可达94.87%和99.31%,相应的饱和吸附量分别为3.48 mg/g和3.27 mg/g,较天然锰矿各自提高了1.25 mg/g和1.21 mg/g。改性锰矿对As(Ⅲ)的吸附符合Freundlich等温吸附模型,对As(Ⅴ)的吸附更符合Langmuir等温吸附模型。     

植物根系分泌物研究方法评述

根系分泌物是植物与土壤微环境进行物质、能量和信息交流的重要媒介,对根系分泌物数量、种类的研究是植物营养、化感作用、环境修复等研究领域的重要内容。目前,根系分泌物研究中应用的收集方法主要有溶液培收集、土培收集、基质培收集和连续性根系分泌物收集系统等;分离纯化方法主要有树脂法、衍生化与萃取法、层析法和分子膜与超速离心法;检测方法有生物活性测定方法和仪器分析方法。文章结合实例综合论述了这些根系分泌物收集、分离纯化以及测定的方法,为研究者找到合适的根系分泌物研究方法提供参考。     

改性锰矿的除砷性能研究

利用共沉淀—煅烧法对天然锰矿进行改性,研究了铁锰摩尔比(Fe/Mn)、pH、温度、共存离子对改性锰矿除砷效果的影响。采用X射线荧光光谱(XRF)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)对其进行表征,探究改性锰矿除砷机理。结果表明:(1)Fe/Mn为12∶1时对As(Ⅲ)有最大去除率(88.63%),4∶1时对As(Ⅴ)有最大去除率(84.25%)。(2)弱酸性、中性及弱碱性的溶液反应环境有助于改性锰矿对砷的吸附。(3)Ca~(2+)促进砷吸附,HCO_3~-抑制砷吸附。(4)改性锰矿对砷的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和二级动力学方程。(5)可利用Na_2CO_3溶液对改性锰矿进行再生解吸,再生5次后的改性锰矿对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分别为81.27%、75.99%。     

白玉凤尾蕨与印度芥菜对不同形态锑的富集与转化特征

以白玉凤尾蕨和印度芥菜为实验材料,采用温室水培方法研究两种植物在人工添加不同形态(三价无机锑、五价无机锑和三甲基锑)与不同水平锑(白玉凤尾蕨为30和50 mg·L-1,印度芥菜为5和20 mg·L-1)处理条件下的生长状况.以不加锑处理作为对照,同时分析锑在两种植物不同部位的富集与形态转化.结果表明,白玉凤尾蕨与印度芥菜对3种形态的锑均可出现显著的吸收富集,白玉凤尾蕨地上部和根部锑含量最高分别达到816 mg·kg-1和6065 mg·kg-1,印度芥菜地上部和根部锑含量最高分别达到322 mg·kg-1和2663 mg·kg-1;两种植物对不同形态锑的富集能力均为三价锑(Sb(Ⅲ))五价锑(Sb(Ⅴ))甲基锑(TMSb),且主要富集于根部.Sb(Ⅴ)处理下,白玉凤尾蕨与印度芥菜地上部80%以上转化为Sb(Ⅲ),反映两种植物均具有很强的将Sb(Ⅴ)转化为Sb(Ⅲ)的能力;Sb(Ⅲ)处理下,白玉凤尾蕨与印度芥菜对Sb(Ⅲ)的转化较少,地上部与根部只有不到5%的Sb(Ⅲ)转化为Sb(Ⅴ);白玉凤尾蕨可直接吸收TMSb,并有31%~46%被转化为无机的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ),而印度芥菜则100%将TMSb转化为无机的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ).植物对有机锑直接吸收转运并将其转化为三价锑的能力可能是植物对锑富集的重要机制.     

砷污染微生物修复的进展研究

随着工业的快速发展,砷污染成为全世界尤其是发展中国家面临的主要环境问题之一.微生物修复是砷污染修复的重要技术,本文在微生物对砷的专性吸附,微生物对砷的形态转化及含砷化合物的降解和挥发,微生物-根系互作对土壤砷污染的影响,及微生物砷修复的分子生物学等4个方面阐述了微生物砷修复机制的研究进展.文章还对微生物砷污染修复进行了...     

工业污染场地土壤苯系物的检测方法比较研究

以工业污染场地为研究对象,比较和分析了静态顶空、吹扫捕集和固相微萃取等3种前处理方法对土壤中苯系物的气相色谱检测结果差异.结果表明,静态顶空和吹扫捕集两种方法均可对土壤苯系物进行定性定量分析,固相微萃取因土壤有机污染物对萃取探头造成溶解损害而不能检测.静态顶空法检测苯系物各组分的回收率为95.2%～98.2%,吹扫捕集...     

同步钝化土壤Cd和As材料的筛选

土壤中Cd和As的化学行为相反,导致同时降低土壤Cd和As的有效性成为一个难题.本实验采用先淹水30 d后湿润30 d的培养方法,研究了海泡石（Sep）、铁改性海泡石（IMS）、铁锰改性海泡石（Sep-FM）、钢渣（SS）和铁基生物炭（Fe-Bio）对土壤pH、Eh、孔隙水中Cd和As动态变化及土壤Cd和As形态的影响,旨在筛选出可以同时钝化土壤Cd和As的潜在材料.结果表明,添加Sep、IMS、Sep-FM和SS材料提高土壤pH值,降低Eh值及土壤孔隙水中Cd的质量浓度;而且高剂量IMS（2.5%）和SS（5%）处理土壤孔隙水中As的质量浓度在整个培养期间均低于CK处理.然而添加Fe-Bio则使土壤pH降低和Eh值升高,且仅在湿润条件下降低溶液中Cd和As的质量浓度.所有供试材料均降低土壤可交换态Cd含量,提高可还原态、可氧化态和残渣态Cd含量.高剂量IMS（2.5%）、Sep-FM（2.5%）和SS（5%）处理还降低了土壤中可利用态As含量（非专性吸附态和专性吸附态As）、提高了晶形和非晶形铁铝氧化物结合态As的含量,而1% Fe-Bio处理则提高了土壤非专性吸附态、专性吸附态和残渣态As的含量.总之,高剂量的IMS、Sep-FM和SS能同时钝化土壤中Cd和As,促进其向生物难利用的形态转化,是修复Cd和As复合污染土壤的潜在材料.     

不同化学氧化剂对焦化污染场地苯系物的修复效果

采用自制全封闭模拟装置比较研究了Fenton试剂、类Fenton试剂、高锰酸钾以及活化过硫酸钠4种常用的化学氧化剂对焦化工业污染场地中苯系物的去除效果.结果表明,去除土壤BTEX效果较好的是Fenton试剂和类Fenton试剂,在最佳剂量条件下分别能使BTEX的浓度降低83%和73%,且反应过程中经挥发进入到回收液中的...