根际土壤中Cd、Pb形态转化及其植物效应

采用根袋盆栽试验和连续形态分析方法研究根际土壤中Cd、Pb形态转化及其植物效应。结果表明，(1)在低Cd质量分数(≤1mg／kg)污染条件下，根际土壤中cd主要以残渣态存在；在较高cd质量分数(≥5mg／kg)污染条件下，cd主要以交换态和碳酸盐结合态存在，即根际土壤中Cd由残渣态向交换态和碳酸盐结合态转化，Cd活性增强。(2)Pb在根际土壤中主要以有机结合态和铁锰氧化物结合态存在，交换态质量分数很低，并随Pb污染水平的提高，其主要存在形态未改变。(3)土壤中Cd、Pb总质量分数及各形态质量分数(残渣态除外)与小麦根、茎叶中Cd、Pb质量分数呈正相关性，而与鲜质量呈负相关性；当w(Cd)添加量≥5mg／kg时，小麦鲜质量明显下降；当w(Pb)≥500mg／kg时，小麦鲜质量下降。     

长期定位施肥对土壤磷、钾素动态变化的影响

23年定位施肥试验的结果表明，不施肥和单施氮肥的土壤，其有效磷质量分数迅速下降，前3年比播前降低约50％，自第7年开始比播前降低2／3左右，降至4-5μg／g之后处于稳定状态。土壤全磷质量分数始终保持在0．40-0．50g／kg的水平，有机磷略有增加。施有机肥以及有机肥与氮肥配施的土壤，其有效磷和有机磷质量分数增加显著。单施氮肥的土壤，其速效钾、缓效钾质量分数均降低，全钾质量分数变化不明显。在每年每公顷单施含钾150．0kg、300．0kg的有机肥或与138kg、276kg氮素配施的土壤中，以单施含钾300．0kg的有机肥的土壤的钾素盈余量最多，并随配施氮量的增加而盈余量减少。试验23年后的土壤，其钾素盈余量与土壤速效钾、缓效钾质量分数均有极显著的相关性，而与全钾质量分数的相关性小大。     

硫化钠对土壤汞、镉、铅的植物可利用性的调控

针对重庆市蔬菜重金属污染现状,通过盆栽试验,研究了硫化钠对污染土壤中Hg、Cd、Pb活性的影响及它们在植物体内的积累效应,筛选出控制叶菜类蔬菜中汞、镉、铅等重金属污染物进入蔬菜的经济有效、易于实施的化学添加剂用量,为蔬菜基地土壤重金属污染控制提供可靠的技术措施。分析结果表明,硫化钠能减少土壤中Hg、Cd的残留量,增加Hg、Cd的植物可利用性;降低土壤Pb的活性,减少Pb的植物可利用性。当硫化钠施用量为0.00351 thm-2时,植物体Pb质量分数下降了23.8%,同时使植物的生物量增加。     

广州市菜园土主要蔬菜重金属背景含量的研究

研究了广州市几个主要的蔬菜生产基地种植的白菜、芥蓝、芥菜、菜薹、萝卜、大白菜、豆瓣菜、结球甘蓝、芹菜、菜豆、豌豆、结球莴苣、尖叶莴苣、菠菜、番茄等15种蔬菜中Pb、Hg、Cd、Cr和As等5种重金属的背景质量分数。其背景质量分数为：Pb 0．002～0．148mg/kg；Hg ND-0．006mg/kg；Cd 0．001～0．034mg/kg；Cr 0．002～0．150mg/kg；As 0.001～0．070mg／kg。由于不同种类蔬菜的吸收特性和遗传特性有所不同，其重金属背景质量分数也有很大差异。蔬菜中元素水平还与土壤条件等因素有关。     

4种草对铅锌尾矿污染土壤重金属的抗性与吸收特性

盆栽试验的结果表明,高羊毛、早熟禾、黑麦草、紫花苜蓿在纯尾矿污染土壤或经处理的尾矿污染土壤上都能生长,但在处理的土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草坪草更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物。单位面积上 4 种植物体内重金属质量分数高低均为 w(Zn)>w(Pb)>w(Cu)>w(Cd),但每种植物对 Cd、Pb、Zn 和 Cu 的吸收质量分数和分布均不相同,一般为根系质量分数大于茎叶。加入改良剂(CaCO3)和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的 4 种草坪草生物量显著增加,植物体中的 Cd、Pb、Zn 质量分数下降,但 Cu 质量分数反而上升,结果单位面积上草坪草吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草坪草相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性。     

肥料组合对生菜硝酸盐和重金属的影响

通过田间试验研究了不同肥料组合处理对生菜硝酸盐和重金属累积的影响。结果表明，加施复合剂的3个处理对生菜硝酸盐的降低效果较好，其中施用双氰胺的组合处理在3个生长时期的降低幅度分别为24％、20．1％、65．4％，降低作用均为最大；施用植物材料处理的生菜Hg质量分数最大，高磷组合处理生菜的Cr、Cd、As和Pb质量分数最大，过磷酸钙增加了Cr、Cd、As和Pb的有效性，氯化钾对重金属影响不明显；仅加施微量元素和施用双氰胺组合处理的卫生品质最好，高磷组合处理卫生品质最差。     

续断菊与玉米间作系统不同植物部位Cd、Pb分配特征

采用植物修复的方法对会泽铅锌矿周围受Cd、Pb污染的农用地进行修复,将超富集植物续断菊和农作物玉米在污染农用地间作种植,以减少农用地重金属含量,并获得合格的农产品。通过田间小区直接种植的方式,测定植物生物量及各器官重金属含量,研究续断菊(Sonchus asper L.Hill)与玉米(Zea mays L.)间作系统植物不同器官Cd、Pb分配特征。结果表明,(1)间作续断菊生物量相比单作增加了31.55%,间作玉米生物量相比单作增加了29.02%。(2)从拔节期到成熟期,间、单作玉米各器官Cd质量分数呈下降趋势。成熟期与拔节期相比,间作玉米根、茎、叶Cd质量分数分别降低了24.51%、29.06%、55.32%,单作玉米根、茎、叶Cd质量分数分别降低了22.05%、7.20%、45.02%。在不同时期,间作玉米根、叶Cd质量分数都低于单作玉米根、叶Cd质量分数。根部Cd质量分数在抽穗期和成熟期差异显著;叶部Cd质量分数在成熟期差异性显著;茎部Cd质量分数在抽穗期和成熟期呈现出单作大于间作,在成熟期差异显著。玉米各部位Pb质量分数呈现出先增加后下降趋势,且成熟期根、茎Pb质量分数小于拔节期,而该期叶Pb质量分数则大于拔节期。不同时期,间作玉米根、叶Pb质量分数小于单作玉米根、叶,根在抽穗期和成熟期Pb质量分数差异性显著;间作玉米籽粒Cd、Pb质量分数显著小于单作。(3)续断菊根部及地上部Cd质量分数随时间推移而呈现逐渐增加趋势,间作续断菊根部及地上部Cd质量分数分别增加16.88、15.45 mg·kg-1,单作续断菊根部及地上部Cd质量分数分别增加5.5、10.09 mg·kg-1,间作续断菊地上部Cd质量分数显著大于单作,间作根部大于单作根部,在抽穗期和成熟期出现显著差异。(4)间作、单作种植模式下土壤Cd、Pb质量分数均有下降,土壤Cd质量分数在间作模式下降25.99%,单作续断菊模式下降23.19%,单作玉米模式下降14.78%;土壤Pb质量分数在间作模式下降6.78%,单作续断菊模式下降7.53%,单作玉米模式下降7.23%。结果表明,续断菊和玉米间作促进了续断菊各部位对镉的积累量,同时抑制了玉米各部位镉的积累量。     

Pb超富集植物对营养元素N、P、K的响应

利用富集重金属或对重金属具有耐性的植物修复重金属污染土壤，是治理土壤重金属污染的新途径。本研究通过温室土培方法，研究了营养元素N、P、K对3种Pb超富集植物绿叶苋菜、紫穗槐和羽叶鬼针草生长发育及Pb吸收的影响。结果表明，少量的N和K会促进富集植物叶片叶绿素值和干质量的增加，促进植物对Pb的吸收；随着N和K水平的增加，虽然叶绿素值和干质量一直在增加，但植物对Pb的吸收能力降低；K对植株Pb的吸收能力的抑制作用不如N显著。土壤供P会降低植物对Pb的吸收，且下降极显著。少量的N、P、K均使富集植物中的Pb迁移总量增加，高质量分数时则抑制。但K的抑制作用不如N及P的显著。     

矿区周围土壤中重金属危害性评估研究

分别用总量法和连续萃取法对广东大宝山矿周围土壤、植物和沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细分析。结果发现，矿山废水流入的横石河沉积物中Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数分别为1841．02、2326．28、1522．61和10.33mg／kg；经此河水灌溉的稻田中重金属(Cu、Cd、Pb和Zn)的质量分数也远远超出了土壤环境二级标准值，其中Cu、Cd超标倍数分别为14．01和4．17倍。结果还表明，生长在矿区周围的植物也受到不同程度重金属的污染且不同植物吸收和积累重金属的能力相差很大。用Tessier连续法对土壤中重金属进行萃取发现，虽然重金属主要存在于残余态中，但在Fe-Mn氧化态、有机结合态中的质量分数也很高．说明这些土壤确实受到了有毒有害重金属元素的严重污染。     

广州市蔬菜地重金属剂量对蔬菜富集重金属的影响--以菜心为例

调查并分析了广州市蔬菜地土壤和菜心中主要重金属元素质量分数，通过多元统计分析建立了菜心中某一重金属元素和土壤中元素的数学回归模型。结果表明，Cd更易在菜心体内造成累积；总体上菜心中重金属质量分数与其在土壤中的质量分数有一定的相关性，菜心中Pb、As的积累分别取决于土壤中Pb、As的质量分数，土壤中Pb和As还分别促进了菜心对Cr、Hg的吸收，Pb对菜心中Cd的累积表现为协同作用；土壤重金属质量分数临界值可为今后无污染蔬菜的生产提供参考依据。     

利用废弃物煅烧水泥时重金属Pb、Cd的逸放污染

利用废弃物作为代替原料煅烧水泥已广泛应用于水泥生产,但其带来的环境污染问题不容忽视。以利用废弃物生产水泥的厂家为研究对象,采用原子吸收分光光度法检测所采集样品中重金属Pb、Cd的含量,对水泥生产过程中重金属Pb、Cd的逸放及其对周围土壤的污染进行研究。研究结果表明:利用废弃物煅烧水泥的过程中,重金属Pb、Cd的逸放率很高,其中立窑的Pb、Cd逸放率高达84%～90%,湿法回转窑的Pb、Cd逸放率达到63%～74%;在水泥厂上下风向500m、1000m和2000m处采集土壤样品,工厂周围的土壤均已受到不同程度的重金属污染,位于工厂下风向的土壤受到的污染更为严重,距离工厂500m处土壤中重金属Pb、Cd的含量均超过了国家标准的最大限量;对几家工厂员工的头发进行随机取样,头发样品中Pb含量均超过正常限量。     

Assessment of drain water receiving effluent from tanneries and its impact on soil and plants with particular emphasis on bioaccumulation of heavy metals

In the present study, impact of tannery and other industrial effluents on the physico-chemical characteristics of loamy drain water and their consequent impact on soil and plants irrigated with effluent have been studied. The study reveals most of the parameter pH, BOD5 and COD at sampling station I was higher than station II. Waste water quality at both Stations I and II exceeded prescribed limits (BIS) for safe disposal of effluents into the surface water Samples of soil and vegetables from the land irrigated with loamy drain water has been collected and analyzed for Cu, Zn, Ni, Cr Pb and Cd. The different metals showed different enrichment factor for loamy drain water irrigated soil and are as follows: Cd 30% (max), Pb 26%, Zn 18%, Cr 5%, Cu 5%, Ni 2% (min). For plant samples collected at polluted sites are Ni 46% spinach (whole plant) (max), Zn 42% spinach (whole plant), Cr 39% spinach (whole plant), Cu 33% spinach (whole plant), Pb 20% potato tuber, Cd 20% potato tuber (min). The levels of Zn 145, Cu 5.25, and Ni 39.25 microg/ g in spinach, Pb 29.25, Cr 38. 25 and Cd 3.2 microg/g in potato tuber grown on polluted soil irrigated with contaminated drain water were found more than the reference value, which may create chronic health hazard problem to human and cattle through food chain in long run. Accumulation of toxic heavy metals may be build up in the agriculturally productive land where it is treated with contaminated effluent enrich with metals in turn bio-concentrated in the edible fodder/plants.     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

Cd胁迫下As污染土壤对农作物生长及农产品安全性的影响

采用盆栽实验的方法研究了在Cd胁迫下As污染物对水稻(Oryze sativa L.)、大豆(Glycine mdx L .)生长发育及重金属吸收积累的影响,As-Cd污染土壤采用不同改性剂对农产品安全性的影响研究.研究结果表明:单元素As处理与对照相比水稻株高降低了10.3锄、产量下降了9.8%,而大豆株高、产量分别增加了6 cm、36.9%,在实验设计污染物浓度范围内,As对大豆生长发育有刺激作用.As-Cd处理与对照相比水稻的株高、产量分别下降了2.3 cm、1.75%,而大豆株高、产量下降了12 cm、5.6%,As-Cd污染处理抑制了作物的生长发育;As-Cd处理比单元素As处理其水稻籽实、茎叶、根中As含量分别多4.2倍、1.14倍、1.7倍,As-Cd处理比单元素As处理大豆籽实、茎叶、根中As含量分别多4.63倍、2.82倍、1.85倍,Cd元素的存在对水稻、大豆吸收As具有协同作用;采用腐殖酸4%、pH4处理改性措施使土壤中有效态As含量降低,降低了As对农作物的健康风险.     

铅在紫色土—水稻体系中的植物效应及形态

本文研究了酸性、中性及石灰性紫色土中铅的水稻效应、形态特征及有效性。酸性与石灰性紫色土中水稻分别在含铅量1000、2000mg/kg时出现明显受害,中性紫色土在4000mg/kg时亦无明显影响。水稻各部位含铅量是酸性>石灰性>中性紫色土,并与添加铅呈显著正相关,且其大小顺序为根>茎叶>糙米。铅90％以上积累于水稻根部;施铅使土壤中无效铅比例下降。有效性较高的铅形态比例上升。交换态、碳酸盐态或弱结合态铅含量较高的土壤上,水稻反应大。用有效态铅为指标有可能使不同土壤铅临界浓度比较接近一致。     

铅锌矿区农田土壤重金属有效态空间分布及其影响因子分析

利用地统计学方法,研究了广西岩溶地区某铅锌矿区农田土壤中Cd、Zn、Pb、Cu四种重金属有效态含量的空间分布特征及其影响因子.结果表明:研究区域不同程度地受到Cd、Zn、Pb、Cu的污染,且水田污染较旱地严重;与广西土壤背景值相比,污染程度最严重的是Cd,在水田和旱地中超标率均为100%,平均超标倍数分别为312.94和33.67;其次是Zn,在水田和早地中超标率分别为100%和34%,平均超标倍数分别为38.34和2.11;污染最轻的为Cu,超标率仅为7%.空间分析表明,有效态Cd、Zn、Pb、Cu的块金系数分别为2.7%、0.2%、6.5%、0.13%,体现了强烈的空间自相关性,且四种重金属空间分布特征相似,在离原铅锌选矿厂较近的西北偏西面有效态Cd、Zn、Pb、Cu含量最高,沿着西北偏西至东南偏东的灌溉渠流向,有效态Cd、Zn、Pb、Cu的含量呈递减趋势,东部旱地有效态Cd、Zn、Pb、Cu含量相对较低.土壤有效态Cd、Zn、Pb、Cu在污染区的空间分布与土壤基本理化性质关系密切,有效态Cd、Zn、Pb、Cu与pH、阳离子交换量、粘粒都呈极显著负相关,与有机质含量则呈极显著正相关.     

Eco-friendly approach for leaching out heavy metals from sewage sludge

Sewage sludge contains rich organic matter and nutrients essential for the growth of plants but the presence of toxic heavy metals restricts its land application. To overcome this, the study aims an eco-friendly approach for leaching out heavy metals. Sewage sludge from sewage treatment plant, Chennai, India was characterised. The analysis of total heavy metal concentration was done by digesting in nitric acid and different forms were extracted by community bureau of reference sequential method. Heavy metals: As, Cd, Cr, Cr, Ni, Pb and Zn were determined using inductively coupled plasma optical emission spectrometry Perkin Elmer Optima 5300 DV. The experimental set-up for heavy metal leaching was held for five consecutive days at different concentrations of humic acid (0.1%, 0.5% and 1%) at varied pH (5–9). Results revealed that at the end of fifth day at pH 8, 1% humic acid is capable of leaching out 75.5% cadmium, 66.0% nickel, 52.0% lead, 51.2% zinc, 31.2% copper and 8.5% cadmium from sewage sludge. Statistically positive correlation (0.7088) existed between the percentage of heavy metals leached out and the sum of soluble and reducible fractions. Thus, from ecological point of view, humic acid can be used to leach out heavy metals from sewage sludge serving the need in restoration of soil fertility upon land application.     

Stabilization of the As-contaminated soil from the metal mining areas in Korea

The stabilization efficiencies of arsenic (As) in contaminated soil were evaluated using various additives such as limestone, steel mill slag, granular ferric hydroxide (GFH), and mine sludge collected from an acid mine drainage treatment system. The soil samples were collected from the Chungyang area, where abandoned Au–Ag mines are located. Toxicity characteristic leaching procedure, synthetic precipitation leaching procedure, sequential extraction analysis, aqua regia digestion, cation exchange capacity, loss on ignition, and particle size distribution were conducted to assess the physical and chemical characteristics of highly arsenic-contaminated soils. The total concentrations of arsenic in the Chungyang area soil ranged up to 145 mg/kg. After the stabilization tests, the removal percentages of dissolved As(III) and As(V) were found to differ from the additives employed. Approximately 80 and 40% of the As(V) and As(III), respectively, were removed with the use of steel mill slag. The addition of limestone had a lesser effect on the removal of arsenic from solution. However, more than 99% of arsenic was removed from solution within 24 h when using GFH and mine sludge, with similar results observed when the contaminated soils were stabilized using GFH and mine sludge. These results suggested that GFH and mine sludge may play a significant role on the arsenic stabilization. Moreover, this result showed that mine sludge can be used as a suitable additive for the stabilization of arsenic.     

Plant Bioavailability of “natural” and “model” Humic acid‐bound [14c] Atrazine residues

The release of bound [14C] atrazine residues and their uptake by maize plants was investigated.

“Natural”; humic acids, extracted from a brown soil, and “model”; humic acids, prepared from catechol, both containing bound [14C] atrazine residues were incubated with plants in soil. After 21 days, the maize plants contained 0.7% (plants grown in soil mixed with “natural”; humic acids) to 1.7% (plants grown in soil mixed with “model”; humic acids) of the radioactivity originally introduced.

The roots contained 55 to 70% of the [14C] residues whereas the remainder was present in the shoots. A significant amount of the total [14C] residues (29 to 53%) became again bound in plant tissues, whereas the, majority of extractable [14C] residues was present in the form of conjugates.

The behaviour of “model”; humic acid‐bound residues was comparable to that of “natural”; humic acid‐bound residues or soil‐bound residues.