电动修复不同形态铬污染土壤的研究

研究了土壤中铬的价态对电动修复效率的影响以及电动修复前后土壤中铬形态的变化.结果表明,电动修复对于土壤中1 000 mg Cr(Ⅵ)/kg的去除效果明显,总铬去除率达59.7%;而对1 000 mg Cr(Ⅲ)/kg的去除效率较低,仅为6.2%;Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)(各500 mg/kg)同时污染的土壤,铬的去除率介于中间,为18.7%.电动修复前后,土壤中铬的形态也发生了明显的变化.其中,电动修复对土壤中Cr(Ⅵ)的提取形态影响最大,而对Cr(Ⅲ)提取形态并无太大的影响.总体上,电动修复后对于生物有效的弱酸可提取态铬的浓度都保持在较低水平,预期铬的环境风险(物理流动性和生态风险)将大大降低.     

城市污泥对黑麦草和高羊茅生长的影响

通过对各项生长和生理指标考察,研究了在土壤中施用城市污泥对黑麦草(Lolium perenne L.)和高羊茅(Festuca arundinacea)的生长影响。结果表明,在土壤中添加污泥对植物生长的影响是复杂的,且对不同的植物影响有异;通过对植物株高、干质量、鲜质量、叶绿素、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量的分析可得,当污泥施用量不超过10%(质量分数,下同)时,在2种草本植物的生长前期都没有表现出促进作用,这是由于植物的生长对污泥需要一定的适应期,适应期过后,其生长逐渐加快,表现出明显的促进作用。当污泥施用量达到15%时,污泥对2种草本植物生长表现为抑制和毒害作用,当施用量为30%时,黑麦草种植20d左右出现死亡现象,高羊茅则生长矮小、长势缓慢。总之,对于黑麦草最优的污泥施用量为5%~10%,高羊茅最优为5%。     

糠醛渣和磷石膏对菱镁矿粉尘污染土壤的改良效果研究

采用盆栽试验,研究糠醛渣、磷石膏及两者混合物施入菱镁矿粉尘污染土壤后,土壤理化性质以及玉米幼苗生长状况、生物量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性的变化,旨在了解糠醛渣和磷石膏对菱镁矿粉尘污染土壤的改良作用与效果。结果表明:糠醛渣和磷石膏均能显著增加土壤中微生物生物量碳和氮,糠醛渣能有效降低土壤p H,增加有机质含量;磷石膏能有效调节土壤水溶性Mg2+/Ca2+。糠醛渣和磷石膏混合施用时,玉米幼苗最大根长、株高、生物量、叶绿素含量及SOD、CAT、POD活性均优于其他处理组。可见,糠醛渣与磷石膏可有效改善菱镁矿粉尘污染土壤理化性质,促进植物生长,且两者混合施用效果优于单施。     

CaO2及H2O2类Fenton降解土壤石油烃污染

采用H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系和CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸类Fenton体系修复土壤石油污染,考察了氧化剂种类、氧化剂投加量、 Fe(Ⅲ)浓度和柠檬酸浓度对柴油降解效果的影响,并进一步研究比较了CaO_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸和H_2O_2/Fe(Ⅲ)/柠檬酸2种修复方式对土壤原著微生物群落变化及豌豆植株生长所带来的生态毒性效应。单因素实验结果表明:在其他条件相同的情况下,CaO_2类Fenton降解柴油效果优于H_2O_2类Fenton降解效果;柴油降解率随着氧化剂投加量、Fe(Ⅲ)和柠檬酸浓度的增大呈现先增后降的趋势。当CaO_2浓度为166.67 mmol·L~(-1)、Fe(Ⅲ)浓度为27.78 mmol·L~(-1)、柠檬酸浓度为27.78 mmol·L~(-1)时,反应24 h后,土壤中柴油降解率达到44.14%。生态毒性实验表明:CaO_2类Fenton处理后土壤微生物群落的丰富度和多样性指数均有所提高,H_2O_2类Fenton处理后均有所降低,2种处理方式均在不同程度上改变了土壤微生物群落的优势菌门构成;CaO_2及H_2O_2类Fenton处理均抑制了豌豆植株的生长,发芽率、植株干重、株高、叶绿素含量等测试指标均下降,其中H_2O_2类Fenton处理的抑制效果更为明显。进一步分析可知,CaO_2类Fenton处理技术比H_2O_2类Fenton处理技术更适用于石油污染土壤修复。     

黑麦草对土壤中残留抗生素的降解及其对微生物活性的影响

为了研究抗生素污染土壤的修复方法,利用黑麦草对土壤中残留抗生素进行降解,并探讨土壤微生物生态活性及根系体表特征的响应。结果表明:黑麦草对土壤中四环素、金霉素、恩诺沙星、洛美沙星、环丙沙星、诺氟沙星的降解速率均显著大于对照(p0.05)。黑麦草对四环素类抗生素的降解率为19.1%~27.7%,其中金霉素的降解率最高,为11.4%~27.7%;而磺胺类中的磺胺二甲基嘧啶的降解率最低,仅为3.4%~8.3%;喹诺酮类的降解率为15.3%~28.8%,其中洛美沙星、恩诺沙星的降解率分别为15.3%~28.8%、14.2%~28.0%。同时,种植黑麦草缓解了抗生素对土壤微生物活性的抑制作用,在种植黑麦草的土壤中,微生物的呼吸强度和氨化强度分别是未种植黑麦草土壤的4.5和1.9倍。另外,植物根系的生长与土壤中抗生素的残留量有一定的相关性,黑麦草根系总表面积与土壤抗生素总残留量呈显著负相关关系(r=-0.948,p0.05)。     

菲污染土壤黑麦草/苜蓿间作修复效应

多环芳烃类化合物(PAHs)是环境中普遍存在的持久性有毒有机污染物,因具有强烈的"三致"作用,业已引起各国环境科学工作者的广泛关注,PAHs污染土壤的修复也已成为环境科学与工程领域的研究热点。以菲为PAHs的代表,研究了黑麦草/苜蓿间作对多环芳烃(菲)污染土壤的修复效应。通过温室盆栽模拟实验,观察到5 mg/kg和50 mg/kg污染水平没有明显抑制黑麦草和苜蓿的生长;黑麦草/苜蓿间作促进了植物对土壤菲的吸收,且间作体系根系富集系数大于单作;土壤中菲的可提取浓度随时间的延长逐渐减少,在菲重度污染土壤上,黑麦草/苜蓿间作修复效果明显优于单作,菲去除率可高达90.53%。因此,对于重度PAHs污染土壤该体系是一种有实际应用价值的间作修复体系。     

基质施入污泥对马尼拉草和波斯菊生长的影响

通过盆栽实验,研究污泥和土壤的混合对马尼拉草和波斯菊生长和生理指标的影响.结果表明,当污泥施用比在10％ ～ 15％之间,对马尼拉草的生长有促进作用,其株高、生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶(CAT)活性均优于对照组,丙二醛(MDA)含量与对照组相近;污泥施用比大于30％时,则明显地抑制马尼拉草的生长.当污泥施用比在3％～5％之间时,可促进波斯菊的生长,其株高、花数、叶绿素含量均大于对照组,MDA随时间的增长有减小的趋势,CAT活性较高;而污泥施用比大于10％时,则显著地抑制波斯菊的生长.     

四氯乙烯污染对小麦幼苗抗氧化酶系的影响

通过室内模拟试验,采用愈创木酚法、高锰酸钾滴定法、氮蓝四唑法分别测定了四氯乙烯(PCE)污染小麦幼苗的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物岐化酶(SOD)等抗氧化物酶系,研究了PCE污染对植物生物学指标的影响,以评价土壤PCE污染的生态毒性效应,为土壤性质的变化趋势提供依据.结果表明,PCE浓度较低时,POD、SOD活性被激活,表现出明显的抗氧化能力,但PCE浓度过高时则抑制POD和SOD的活性诱导作用;小麦幼苗中CAT活性只有在PCE为0.10mg/kg时被激活,其他浓度时CAT活性均受到抑制;随着时间的延长,POD、CAT的活性均呈激活态势,而SOD活性在PCE浓度较低时呈降低趋势,在PCE浓度较高时,SOD活性升高.     

黑麦草修复重金属污染土壤与废水及富集植物的微生物降解

为了研究黑麦草(Lolium perenne)修复复合重金属污染土壤与废水的综合利用效应,探索微生物对富集重金属黑麦草的降解效果,以复合重金属污染的土壤与废水为修复对象,利用黑麦草对土壤和废水进行修复,并考察了黑麦草的重金属含量、富集量、富集系数和转移系数。采用8种微生物对富集重金属黑麦草进行降解,考察黑麦草的失重率,黑麦草纤维素、半纤维素和木质素的变化情况以及重金属的浸出效果。结果表明:黑麦草对重金属污染的土壤与水体均具有较好的修复效果;在土壤修复阶段,黑麦草对U的富集系数最大,达到7.43;而对Cd的富集系数为2.61,对Pb和Sr的修复效果不明显;在废水修复阶段,黑麦草对U的富集量达到1 213.70 mg·kg-1DW,U、Cr、Sr、Co的富集系数和转移系数均大于1,其中U的富集系数达到11.24。另外,里氏木霉(Trichoderma ressei)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对富集黑麦草的总降解率达到60%以上;里氏木霉(Trichoderma ressei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)对重金属的平均浸出率分别达到87.19%、90.58%和90.33%。在重金属污染的土壤和水体中,通过对黑麦草的循环使用,可以提高黑麦草的综合利用效率,有效减少富集生物质的产生;同时微生物对富集生物质有较好的降解能力。研究为重金属富集生物质微生物处置以及重金属回收技术奠定基础。     

寒冷地区施用沤麻废水对黑麦草生长和土壤理化性质的影响

采用沤麻废水对黑麦草进行灌溉,研究其对黑麦草生长和土壤理化性质改变的影响。结果表明,相比对照小区(未灌溉),沤麻废水对黑麦草的株高、茎粗、叶面积和分枝数均有较好的促进作用。与未灌溉作物相比,叶子中营养元素和微量元素含量均有所提高,未对作物产生毒害作用,在叶子中未发现重金属元素(Pb和Cr)。灌溉后,土壤中营养元素、微量元素和重金属元素含量有所增加,重金属含量低于《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级要求。     

土壤铜形态和生物有效性对施用生物质炭的响应

采用改进的Tessier方法对土壤Cu形态进行分级,研究了添加生物质炭对土壤重金属Cu形态、生物有效性和小麦生长及生理指标的影响。结果表明,石灰性土壤中Cu主要以碳酸盐结合态、氧化态和残渣态形式存在,三者占土壤Cu的90%以上。添加生物质炭后,土壤中的碳酸盐结合态铜、氧化态铜含量有所减少,但不显著;有机物结合态铜含量增加了131.25%,达到极显著水平,其中主要增加了紧有机结合态。添加生物质炭在培养一定时间后(30 d后)土壤有效态铜含量降低,120天时最大降低幅度达50.66%,添加生物质炭提高了冬小麦的根系重、茎秆干重、籽粒干重和灌浆期旗叶叶绿素含量,降低了根系、茎秆和籽粒的含铜量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性,并随着生物质炭施用量的增加有显著性差异。综合看来,生物质炭对土壤铜污染具有钝化作用。     

餐厨垃圾和绿化废弃物混合堆肥的试用

以餐厨垃圾和绿化废弃物堆肥作为种植基质,研究了其不同堆肥比例对黑麦草(Lolium perenne L.)生长的影响。结果表明,将不同基质组分别施用后,黑麦草各项生长指标(植株高度、盖度、地上和地下生物量(干重))均良好,其中2#基质(80%土壤+20%堆肥)施用效果优于1#(90%土壤+10%堆肥)和3#(70%土壤+30%堆肥)基质。对比不同堆肥对黑麦草生长的影响发现,(80%+20%)堆肥6处理的黑麦草地上和地下生物量最大,分别约为40 g和28 g,第三茬草地上生物量(干重)与对照组相比增幅为164.3%,盖度达到了98%。本研究确定了堆肥和土壤的最佳配比以及最佳堆肥类型,不但可以解决其资源化再利用的问题,而且植物生长良好,表明该技术在城市绿化中具有一定的应用前景。     

雷州半岛土壤重金属分布特征及其污染评价

在雷州半岛采集了106个土壤表层样品,分析了其中8种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、Hg和As)的全量.结果表明,雷州半岛土壤重金属污染由高到低排序为Ni＞Cr＞Hg＞Cu＞Zn＞Cd＞As＞Pb,Zn、Cd、As和Pb质量浓度均没有超标,Hg和Cu质量浓度超标率亦不高,但Ni和Cr平均质量浓度达49.81、87.13 mg/kg,高于国内外其他对照区域,超标率分别为25.47%和24.53%;重金属元素在雷州半岛各土壤利用类型中分布规律不明显,按4种主要土壤利用类型受重金属污染程度大小排序为甘蔗地＞果园土＞水田＞菜地;雷州半岛土壤综合污染指数总平均为0.970,土壤总体上尚清洁,重金属污染处于警戒水平;雷州半岛各区域中,徐闻、雷州两地土壤重金属质量浓度明显高于其他地区,其主要原因是徐闻、雷州两地成土母质主要为玄武岩,造成土壤Cr、Ni及其他重金属背景值较高.     

土壤辛硫磷污染对蚯蚓的生态毒理效应研究

采用经济合作与发展组织(OECD)标准法配置的人工土壤研究了不同初始质量浓度(25、50、100 mg/kg)辛硫磷对蚯蚓的生态毒理效应,测定了不同老化时间(7、14、21、28 d)下蚯蚓体内及土壤中辛硫磷含量及各项生态毒理指标。结果表明:28 d内辛硫磷在蚯蚓体内及土壤中的含量持续降低;蚯蚓体内蛋白质随老化时间的延长逐渐降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性随辛硫磷初始浓度增加总体呈先升后降的趋势,随老化时间的延长,SOD活性总体降低,而CAT活性先降后升;28 d时丙二醛(MDA)含量达到最高,且随辛硫磷初始浓度增加而总体显著提高(P0.05);土壤酸性磷酸酶(ACP)活性随辛硫磷初始浓度增加而总体提高,而土壤脲酶(UE)活性随老化时间的延长总体增加。综合而言,SOD活性、CAT活性、MDA含量及土壤ACP活性可作为评价辛硫磷生态毒理效应的生物标志物,在有机磷农药的环境安全性评价过程中应给予考虑。     

产酸内生菌荧光假单胞菌R1对东南景天生长和吸收、积累土壤中重金属锌镉的影响

研究了从东南景天(Sedum alfredii)的根系分离和纯化的内生菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)R1(菌株R1)在溶解氧化锌(Zn O)和氧化镉(Cd O)过程中的生长代谢特征,分析了代谢产物中有机酸的组成及含量;通过盆栽实验,进一步探讨了土壤接种菌株R1对东南景天的生长、吸收和积累锌、镉的影响。结果发现,菌株R1在生长代谢过程中分泌苹果酸、琥珀酸、乙酸、柠檬酸、草酸等有机酸是导致Zn O和Cd O溶解的主要原因,且反应体系中增加Zn O和Cd O能够提高有机酸的分泌量,加速Zn O和Cd O的溶解。菌株R1接种到未灭菌或灭菌的锌、镉污染土壤中均能在一定程度上促进东南景天的生长和吸收Zn、Cd。在未灭菌Zn O土壤上,接种菌株R1使东南景天根系和地上部的干物质质量、地上部Zn积累量分别增加了15.56%、9.74%和29.84%;在灭菌Zn O土壤上,接种菌株R1使东南景天地上部的干物质质量和Zn积累量分别增加9.56%和8.97%。在未灭菌Cd O土壤上,接种菌株R1使东南景天根系和地上部的干物质质量、地上部Cd积累量分别增加30.30%、6.15%和27.21%;在灭菌Cd O土壤上,接种菌株R1使东南景天根系和地上部的干物质质量、地上部Cd积累量分别增加5.08%、8.82%和26.14%。     

秸秆-复合菌-污泥联合修复铬污染土壤技术

为探索修复Cr(Ⅵ)污染土壤的新方法,以模拟某化工厂铬渣堆存场内Cr(Ⅵ)污染土壤为研究对象,分别研究了秸秆-复合菌-污泥修复铬污染土壤单因素和3因素条件下对铬污染土壤的修复效果。结果表明:单独添加3%的秸秆时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到25.88%;单独添加3%复合菌时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到72.07%;单独添加50%的活性污泥时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达85.65%。3个因素中复合菌对土壤中Cr(Ⅵ)还原率的影响最大。综合考虑秸秆、污泥和复合菌3个因素对土壤中Cr(Ⅵ)还原的影响,设计了秸秆、污泥和复合菌的3因素联合实验,最后从修复的经济成本和修复效率考虑,确定最优物料组合为1%秸秆+1%复合菌+30%污泥,对土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到96.6%。秸秆-复合菌-污泥对铬污染土壤的修复明显高于单独对铬污染土壤修复的效率。该技术在实现对铬污染土壤进行修复的同时,为秸秆和活性污泥的资源化利用开辟了新的途径,实现了"以废制废"。     

镉致植物叶绿素及组织细胞免疫损伤的发光分析

通过对实验室内人工静养植物的镉离子胁迫,与环境自然生长植物进行对比研究,发现Cd2+可不同程度地影响植物叶绿素发光,植物在受Cd2+胁迫后,叶绿素发光及细胞SOD活性有较明显变化.应用超微弱化学发光分析叶绿素可有效反映植物受污染后生产能力的变化.因而叶绿素和SOD可作为有效的生物标志物反映重金属对生物体毒害的程度.     

不同条件下Fe(Ⅲ)催化有机酸光化学还原 Cr(Ⅵ)的比较研究

为开发含Cr(Ⅵ)废水处理工艺提供必要资料,对不同条件下Fe(Ⅲ)催化有机酸光化学还原Cr(Ⅵ)进行了比较研究.研究结果表明,Cr(Ⅵ)的还原不仅受pH、Fe(Ⅲ)或有机酸的起始浓度以及共存阳离子的影响,而且还与有机酸种类有关.低pH的酸性条件有利于cr(Ⅵ)的光化学还原,在pH 3.0条件下经3h后的还原率达89.9％,在pH 5.0经3h后其还原率为37.3％.Fe(Ⅲ)或有机酸起始浓度增高会促进Cr(Ⅵ)的还原,在pH3.0和Fe(Ⅲ)浓度高于Cr(Ⅵ)浓度条件下导致在3h后Cr(Ⅵ)的光化学还原率达100％.共存Al(Ⅲ)或Cu(Ⅱ)会抑制Cr(Ⅵ)的光化学还原.由Fe(Ⅲ)催化3种有机酸对Cr(Ⅵ)的光化学还原作用大小次序为:酒石酸＞柠檬酸＞苹果酸.还对不同条件影响Cr(Ⅵ)的光化学还原可能机制作了讨论.     

镉胁迫对向日葵幼苗生长和生理特性的影响

采用溶液培养方法,研究了不同浓度镉(0、0.05、0.1、0.5和1 mg/L)处理7 d对向日葵幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随着镉处理浓度的增加,向日葵幼苗对镉的吸收显著增加。1 mg/L镉浓度处理时,叶、茎和根中镉浓度分别为0.05 mg/L镉处理时的16.3、19.2和581倍;根中积累的镉含量明显高于叶和茎, 各浓度根部积累的镉分别为叶和茎的37.8～63倍和29.4～41倍。镉胁迫显著抑制向日葵幼苗生长和叶绿素合成,当镉浓度达1 mg/L时,整株植物生物量和总叶绿素含量分别为对照的55.9%和52.6%。镉胁迫下向日葵幼苗游离脯氨酸和丙二醛（MDA）含量显著增加,1 mg/L镉浓度时,根中含量分别为对照的4和5.8倍。向日葵幼苗可溶性蛋白含量和过氧化物酶(POD)活性变化与镉胁迫浓度呈明显的倒U字型关系,可溶性蛋白含量在0.05 mg/L镉浓度时达到最大值,叶、茎、根中的POD活性分别在0.1、0.1和0.05 mg/L镉浓度时达到最大值。     

磺胺抗生素对油菜的氧化胁迫效应及其联合作用

为了探究磺胺抗生素的毒性效应,研究了磺胺噻唑(ST)、磺胺甲恶唑(SMZ)单一及联合暴露对油菜体内叶绿素(CHL)以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD))活性的影响。结果显示:染毒1个月及2个月后,油菜叶片中CHL的含量均被两种抗生素的单一及联合处理显著(P0.05)抑制,并且随着暴露时间的延长,各处理组CHL的含量显著下降;染毒1个月后,各处理组油菜叶片的SOD活性均被显著诱导。而染毒2个月后,各处理组SOD活性均降低;染毒1个月及2个月后,油菜叶片的POD活性均被显著诱导,并且随着暴露时间的延长,磺胺抗生素对POD活性的诱导作用大大增强。ST-SMZ联合处理并未增加对油菜的毒性效应,SMZ、ST-SMZ联合处理组对CHL的毒性效应相当。对SOD、POD活性而言,SMZ的毒性作用均为最强,ST与ST-SMZ联合处理组的毒性效应相当。