剑湖流域土壤/沉积物重金属分布特征、来源解析及生态风险

以剑湖流域为研究对象,通过系统采集流域内陆地土壤、河流和湖泊沉积物样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定72个采样点镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)、钒(V)和锌(Zn)等6种重金属含量,分析流域重金属分布特征,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法、地累积指数法评估其污染程度,利...     

土壤农用地膜微生物降解研究进展

地膜可保持土壤湿度,调节土壤温度及限制杂草生长从而促进农作物增产,在现代农业生产中具有不可或缺的作用.然而,地膜主要成分聚乙烯（PE）性质稳定,难以降解,极易在农田土壤中残留并积累.此外,地膜在生产过程中添加邻苯二甲酸酯类（PAEs）作为塑化剂,该类有机物极易在土壤和水体环境中积累和迁移,且生物毒性大,对生态环境、粮食安全和人体健康构成极大威胁.聚乙烯和邻苯二甲酸酯复合污染是土壤有机污染治理的重点和难点.因此,农用地膜污染土壤修复是环境科学研究的重要课题,亦是作物生产安全和人类健康的重要保障.微生物降解的生物修复较物理化学技术具有效率高、无二次污染、成本低、环境扰动小等优点,具有广泛应用前景.由此,本文综述农用地膜使用和土壤残留现状及其生物降解的研究进展,以期为地膜污染农田土壤的生物修复提供基础信息和技术参考.     

石灰、羟基磷灰石、秸秆生物炭对烟草吸收镉的影响

烟草是我国重要经济作物且极易吸收镉(Cd),如何降低烟草Cd含量已引起广泛关注。通过盆栽实验,在Cd(0.83 mg·kg^(-1)和12 mg·kg(-1)和12 mg·kg^(-1))污染土壤中添加2 g·kg(-1))污染土壤中添加2 g·kg^(-1)或16 g·kg(-1)或16 g·kg^(-1)石灰(Ca(OH)_2)、羟基磷灰石(HAP)或秸秆生物炭,分析3种钝化材料对土壤Cd的钝化效率及烟草Cd吸收的降低效率。结果表明：(1)种植60 d后,施用16 g·kg(-1)石灰(Ca(OH)_2)、羟基磷灰石(HAP)或秸秆生物炭,分析3种钝化材料对土壤Cd的钝化效率及烟草Cd吸收的降低效率。结果表明：(1)种植60 d后,施用16 g·kg^(-1)石灰或HAP均显著(P<0.05)提高土壤pH值,轻微(0.83 mg·kg(-1)石灰或HAP均显著(P<0.05)提高土壤pH值,轻微(0.83 mg·kg^(-1)Cd)、中度(12 mg·kg(-1)Cd)、中度(12 mg·kg^(-1)Cd)Cd污染土壤pH值分别提高1.98～2.84和1.99～3.06;(2)3种钝化材料均使土壤Cd有效态含量降低,其中,16 g·kg(-1)Cd)Cd污染土壤pH值分别提高1.98～2.84和1.99～3.06;(2)3种钝化材料均使土壤Cd有效态含量降低,其中,16 g·kg^(-1)石灰使土壤Cd有效态含量降低69.7%～71.5%;(3)生物炭(2 g·kg(-1)石灰使土壤Cd有效态含量降低69.7%～71.5%;(3)生物炭(2 g·kg^(-1)和16 g·kg(-1)和16 g·kg^(-1))显著(P<0.05)提高烟草生物量且降低烟草Cd含量,轻微、中度Cd污染土壤烟草生物量分别提高5.07倍～18.5倍和5.00倍～29.7倍,烟草根、茎、叶Cd含量分别降低68.7%～74.6%、32.1%～50.7%、70.2%～82.5%(轻微)和68.7%～74.6%、51.4%～59.3%、33.2%～46.5%(中度),根、茎、叶Cd富集系数亦显著降低,根(Cd_(0.83):122降至31～38.1,Cd_(12):24.7降至12.2～16.8),茎(Cd_(0.83):203降至35.6～60.6,Cd_(12):41.7降至17.6～23.1),叶(Cd_(0.83):247降至100～120,Cd_(12):48.6降至26.0～32.5);(4)溶液吸附实验发现,HAP和生物炭均通过表面吸附Cd(-1))显著(P<0.05)提高烟草生物量且降低烟草Cd含量,轻微、中度Cd污染土壤烟草生物量分别提高5.07倍～18.5倍和5.00倍～29.7倍,烟草根、茎、叶Cd含量分别降低68.7%～74.6%、32.1%～50.7%、70.2%～82.5%(轻微)和68.7%～74.6%、51.4%～59.3%、33.2%～46.5%(中度),根、茎、叶Cd富集系数亦显著降低,根(Cd_(0.83):122降至31～38.1,Cd_(12):24.7降至12.2～16.8),茎(Cd_(0.83):203降至35.6～60.6,Cd_(12):41.7降至17.6～23.1),叶(Cd_(0.83):247降至100～120,Cd_(12):48.6降至26.0～32.5);(4)溶液吸附实验发现,HAP和生物炭均通过表面吸附Cd⁽²⁺⁾,且该吸附过程符合准二级动力学模型,表明在钝化过程中这2种钝化剂与Cd(2+),且该吸附过程符合准二级动力学模型,表明在钝化过程中这2种钝化剂与Cd⁽²⁺⁾发生键能结合的化学吸附。研究表明,3种钝化剂在同等剂量水平下,生物炭提高烟草生物量且降低Cd吸收最显著,可优先选作降低烟草Cd吸收的钝化剂。     

微生物植酸酶及其对土壤植酸的矿化作用综述

有机磷是土壤磷的主要存在形式，占比40%—90%，是作物磷营养的重要来源和储备库，亦是引起水体富营养化的潜在因子.磷作为植物生长发育的必需大量营养元素，通常以无机磷肥形式施用于土壤，易吸附于土壤表面或与钙、镁、铝、铁等金属阳离子形成难溶性络合物，导致其生物可利用性降低，其中20%—80%磷肥转化为有机磷，不易被植物吸收利用.矿化作用是在土壤微生物作用下，土壤中有机态化合物转化为无机态化合物的总称.土壤中有机磷主要以植酸及其盐类形式存在（占比50%—70%），植酸（盐）可被专一性酶（植酸酶）矿化水解为肌醇和磷酸（盐），并释放出无机磷，以供植物的根系直接吸收和利用.前期研究发现，缺磷胁迫下微生物可大量分泌植酸酶分解植酸，释放磷酸根，促使土壤有机磷水解矿化为无机磷，提高了土壤有机磷的生物可利用率.目前关于微生物植酸酶矿化植酸的研究多集中于谷类作物和动物营养，对土壤植酸矿化与土壤有机磷利用的综述性报道较少.因此，本文主要关注微生物植酸酶对土壤植酸的矿化作用与土壤有机磷利用，重点阐述其过程、机制和效率，包括微生物植酸酶的种类来源、酶学性质、作用机理和实际应用等方面的研究进展，可为提高土壤有机磷的...     

三七及种植土壤重金属污染特征与风险评价

以主产地云南省文山州三七及其种植土壤为研究对象,测定土壤和三七地上和地下部重金属镉（Cd）、砷（As）、铅（Pb）含量,揭示三七对重金属的吸收转运特征,通过分析重金属日摄入量（ADI）和靶标危害商数（THQ）,评估三七中Cd、As、Pb的食品安全风险和人体健康风险.结果表明：种植土壤Cd、As含量为0.07~4.1和13.9~310mg/kg,超标率为63.2%和79%,Pb未超标;综合污染指数P>3,均值3.52,表明达重度污染等级;Cd、As单因子污染指数P_Cd/As>1的土壤样品占比为63.2%和84.2%,表明土壤Cd、As达轻度污染等级.三七地上和地下部Cd、As、Pb含量分别为0.05~0.69、0.07~0.73,0.25~1.06、0.09~1.73和0.12~1.13、0.07~0.66mg/kgdw,Cd超标率为26.3%~36.8%,As、Pb无超标,表明三七易吸收Cd且存在超标现象,需重点关注.三七Cd含量与土壤Cd含量呈极显著正相关（p<0.01）,As、Pb表现为负相关,生物浓缩因子BCF_Cd=0.03~3.5,BCF_As和BCF_Pb均<1,进一步表明三七对Cd具有较强的富集能力;转运系数表现为：TF_Pb（3.53）>TF_As（2.32）>TF_Cd（0.59）,表明三七易将吸收的Cd储存于主要食用部位地下部（主根）,其食品安全风险和人体健康风险值得关注.三七Cd、As、Pb每日摄入量均值分别为0.0026~0.0035、0.0043~0.0066和0.0026~0.0059mg/d,每日摄入量占每日允许摄入量ADI标准限值的百分比为3.3%~4.7%、4.3%~5.8%和1.2%~2.7%,表明三七中Cd、As具有较高的食品安全风险（ADI>1%）.三七Cd、As、Pb靶标危害商数THQ>1的占比分别为42.1%~68.4%、84.2%~100%和0~31.6%,表明长期食用三七摄入Cd、As具有潜在人体健康风险.