施用沼液对土壤-马铃薯重金属污染状况研究

该文探讨沼液还田后对土壤和马铃薯重金属含量的影响,以实现沼液的无害化利用。于2018年1-5月采用田间试验,设置10个沼液施用量处理,以清水和常规化肥为对照。采集对应点位的马铃薯及土壤样品,测定重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd)含量,并对重金属含量、土壤-马铃薯污染状况及人体健康风险进行分析讨论。结果表明:(1)施用沼液后土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd均值为33.5、136.6、25.5、63.9、0.266 mg/kg,马铃薯重金属均值为1.34、4.07、0.022、0.055、0.018 mg/kg,均低于国家标准值,但沼液处理的土壤重金属值均高于试验前土壤测定值;(2)内梅罗污染指数表明,当沼液施用量76 t/hm2时,污染指数处于警戒级。潜在生态风险指数表明一季种植中施用沼液的土壤重金属潜在风险较低。马铃薯重金属富集能力排序为CdCuZnPbCr,相关系数表明马铃薯和土壤重金属Cu、Zn、Cd呈显著正相关。结合内梅罗污染指数、潜在生态风险指数、富集系数与相关系数表明,重金属Cd的贡献最大,有必要对沼液中的Cd进行防控;(3)施用沼液后,土壤-马铃薯系统的综合质量指数最大值为0.682,均值为0.656,状况良好。沼液处理组成人、儿童重金属暴露风险的最大值为0.520、0.710,均值为0.461、0.630,健康风险程度低,沼液种植的马铃薯可安全食用。综上,在一季种植中施用一定量的沼液进行调控对土壤和马铃薯重金属的污染影响不明显,可安全利用。     

连续施用鸡粪对菜心产量和重金属含量的影响

由于养殖业普遍使用微量元素添加剂,导致禽畜粪中重金属残留过高现象广泛存在.根据养殖场鸡粪含氮量计算其用量（N 0～450 kg·hm^-2）,进行连续4茬菜心施用鸡粪田间实验,探讨对菜心产量及重金属含量的影响.结果表明,第1、3茬所有施用鸡粪处理菜心产量比单施无机肥处理降低,第2茬则提高,第4茬鸡粪与无机肥配施处理提高了菜心产量.不同茬别菜心产量差别较大,第2茬显著高于其它茬别.从不同处理4茬菜心重金属平均含量来看,施用鸡粪可提高As、Zn含量,降低Cr、Cd含量,对Pb含量无明显影响,配施鸡粪提高Cu含量.除第2茬因产量稀释作用影响外,不同茬别所有处理菜心As、Pb、Cr、Cu、Zn平均含量随施用茬数增加而提高,Cd平均含量则下降.建议在无公害或绿色食品生产中避免一次性大量施用或连续施用养殖场禽畜粪.     

沼液还田对土壤-作物系统重金属累积的影响:Meta分析

为探讨沼液还田方式、还田时长和重金属带入量等对土壤-作物重金属累积的影响,明确重金属累积影响因素的重要性,对41篇文献和1972对数据进行整合分析.结果表明,单施沼液使土壤As、Cd、Cr、Cu、Zn和作物As、Cr的累积显著提高20.5%、15.2%、25.6%、18.7%、26.3%和14.6%、39.5%,对作物其它重金属累积作用不明显.沼液与化肥混施可显著提高8.05%和4.70%的土壤Cr和Zn的累积且降低作物对As的累积.相关分析表明,土壤As、Cd和Cr的累积速率与沼液还田时长和土壤有机质（SOM）含量呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数分别为0.30、0.15、0.13和0.22、0.27、0.22,而与土壤pH值呈极显著负相关（P<0.01）,相关系数分别为0.16、0.13和0.11.沼液还田带入的重金属会促进土壤As、Cd、Cr和作物As、Cd、Cr、Zn的累积,而土壤Cd、Cu和Zn的累积又会促进作物Cd、Cu和Zn的累积,其间相关系数分别为0.45、0.58和0.42.因子重要性分析表明,沼液还田对土壤-作物系统中重金属累积的主要因素是还田时长、SOM和土壤pH值.     

南京市郊设施蔬菜重金属含量及健康风险分析

采用火焰原子吸收光谱法测定了南京市郊2个设施蔬菜栽培基地蔬菜中的重金属含量,并与国内蔬菜标准进行比较;运用目标危害系数(the target hazard quotient,THQ)方法评价了当地居民摄食蔬菜导致的健康风险,并比较了成人和儿童居民THQ值大小.结果表明,蔬菜中Pb、Cd、Zn和Cu的平均含量分别是0.1...     

闽中某矿区县茶园土壤和茶叶重金属含量及健康风险

以闽中某矿区县茶园表层土壤（0~20cm）为研究对象,采集了25份茶园土壤样品,分析了土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Cd和Co的含量,分别利用地累积指数法和潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染现状和潜在生态风险程度进行评价;同时收集矿区茶叶企业23个商品茶样品,利用美国国家环保署（USEPA）推荐的健康风险评价模型进行人体重金属健康风险评价.结果表明：（1）矿区茶园表层土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Cd和Co平均含量分别为110、23.5、23.0、107、50.7、78.0、0.23和14.3mg/kg,均明显高于福建省土壤背景值;（2）茶园土壤地累积指数（I_geo）表现为As > Cd > Cr > Pb > Zn > Co > Ni > Cu,As属于重度污染,Cd和Cr属于中度污染,其它5种重金属元素污染风险较低;（3）单项潜在生态风险系数（E）的大小顺序依次为Cd > As > Pb > Co > Ni > Cr > Cu > Zn,土壤Cd属于很强生态风险,土壤As属于较强生态风险,其余属于轻微生态风险.8种重金属综合潜在生态风险指数（RI）平均值为255.74,属于较强风险级别,Cd和As是最主要的潜在生态风险因子.（4）商品茶中重金属Cr和Cd含量均低于限量标准,个别茶样中Cu、As和Pb含量超标,说明茶叶中重金属含量总体处于安全级别;（5）健康风险评价结果表明,茶叶中重金属元素健康个人年风险总和为1.01×10^-4~9.07×10^-5,乌龙茶的个人年风险总和稍高于美国环境保护署（USEPA）推荐的最大可接受风险水平（1.0×10^-4）,红茶和绿茶低于USEPA推荐的最大可接受风险水平;茶叶中重金属元素健康风险以Cr为主,平均贡献率为90.38%,是主要的风险元素,其余重金属元素处于安全范围之内.     

清江流域地下水重金属含量特征及健康风险初步评价

为初步明确清江流域地下水重金属的健康风险状况,以清江流域地下水为研究对象,选取研究区流量＞50L/s的典型泉、地下暗河供水水源为采样点进行取样,测试分析样品中Pb、As、Mn、Cr、Ni、Fe、Cu、Zn、Cd几类重金属的总含量,结合AHP模型,利用美国环保署(USEPA)的水环境健康风险评价模型,对研究区地下水中重金...     

沼液秸秆联用对滨海围垦田土壤重金属迁移及形态变化的影响

为揭示秸秆还田措施下沼液替代化学氮肥施用对土壤中重金属环境风险的影响,本文以江苏滨海典型围垦农田(稻麦轮作)为对象,设置不加沼液和不加秸秆(CK)、加沼液但不加秸秆(B)、加秸秆但不加沼液(S)和沼液秸秆联用(BS)这4个处理的田间小区试验,观测不同土层中土壤Cu、Zn、Cd和Pb的迁移及形态变化特征,并评估其环境风险...     

矿业活动影响区稻田土壤和稻米中重金属含量及健康风险

探讨了南丹矿业活动对周边稻田土壤和稻米中重金属含量的影响,并评估当地居民通过稻米摄入重金属的健康风险.对位于矿业影响区车河镇、大厂镇、长老乡以及对照区六寨镇的4个典型村庄居民进行为期3 d的入户膳食调查,同时采集稻田土壤样品56个和稻米样品90个,用原子荧光形态分析仪(AFS-9700)、石墨炉原子吸收分光光谱仪(AA 700)和电感耦合等离子发射光谱仪(Optima 7000)测定其重金属含量,并通过污染指数法和重金属摄入量评价居民膳食暴露的健康风险.结果表明,矿业活动影响区稻田土壤As、Sb、Cd、Pb、Cu和Zn的几何平均值分别为58.1、16.4、1.22、49.1、52.1和271mg·kg~(-1),除Pb外,其他元素均显著高于对照区稻田土壤相应重金属含量(P0.05),Nemero综合指数(PN)为3.14,属于重度污染水平.六寨、车河、大厂和长老地区稻米样品中Cd含量均超出标准限值,超出倍数分别为2.23、4.40、3.81和3.52倍,As也存在严重超标现象;居民Cd的摄入量高于FAO/WHO提出的重金属人均日摄入可允许限量标准(PTDI).说明南丹矿业活动对周边稻田土壤和稻米及人群健康的危害明显大于对照区人群,食用当地稻米对人体存在较大的健康风险.     

贵州荔波喀斯特洞穴水重金属含量及健康风险评价

为了解荔波洞穴水的重金属含量及健康风险水平,文章对13个洞穴水中的8种重金属浓度进行检测分析,并运用健康风险评价模型,估算饮水暴露途径下重金属污染物的健康危害风险水平。结果表明,重金属的平均浓度大小为:Zn>Cr>Cu>As>Ni>Cd>Pb>Hg,均未超过《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅲ类水标准。荔波洞穴水重金属含量总体低于(或少部分接近)洞穴外地表水和地下水。Spearman相关性分析表明,Zn与Pb、Cu之间均呈极显著正相关,Cd和Hg之间呈极显著正相关,As和Cr、Hg之间均呈极显著负相关。健康风险评价表明,洞穴水重金属所致的成人和儿童的健康总风险平均值大小顺序为Cr>As>Cd>Cu>Hg>Ni>Pb>Zn。Cr和As(85%的洞穴)所致的成人和儿童的个人平均年健康风险均超过了瑞典环境保护局、荷兰建设环保局、英国皇家协会的最大可接受风险,说明如果长期饮用洞穴水会产生一定的致癌风险。Cr和As对成人和儿童总健康风险的平均贡献率均为99.60%,故Cr和As应作为荔波洞穴水优...     

大型古老锡矿影响区土壤和蔬菜重金属含量及其健康风险

对云南大型古老锡矿影响区的主要种类蔬菜及其土壤取样调查,测定分析As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量,通过暴露风险分析评价食用当地种植蔬菜引起重金属对人体的健康风险.结果发现,与非矿业影响区比较,锡矿影响区的蔬菜地土壤重金属污染严重,其中以As污染最严重,土壤平均As含量为1 225　mg·kg^-1,Nemero指数平均为50.1.锡矿影响区的蔬菜食用部位的重金属含量超标严重,As和Pb尤为严重,其最高含量(以干重计)分别达856　mg·kg^-1及506　mg·kg^-1;各类蔬菜重金属含量表现出叶菜类＞根茎类＞果菜类的趋势;当地居民通过食用这些蔬菜引起的As和Pb的暴露风险非常高,暴露风险指数分别为158和13.3,对当地居民健康有极大的潜在危害.研究结果表明,有必要对当地的土壤和蔬菜重金属含量及其健康风险进行更为详尽的调查研究.     

稳定化处理对矿渣中重金属迁移转化的影响研究

土壤中重金属的不同存在形态会产生不同的环境效应,并直接影响重金属的毒性、迁移性和生物有效性.以石灰、粉煤灰、干化污泥、花生壳为稳定剂,对某金矿区含重金属矿渣进行组合处理;通过重金属形态分析、淋滤试验、植物盆栽试验,探讨矿渣中重金属的迁移转化规律.结果表明,添加稳定剂后,酸性矿渣的pH升高至中性以上,有机质含量显著增加.矿渣中As、Pb、Zn的主要存在形态为残渣态,添加粉煤灰、干化污泥和花生壳使矿渣中可交换态As和有机结合态As含量分别降低了65.6%、87.7%;添加石灰、粉煤灰和花生壳使矿渣中铁锰氧化物结合态As主要向碳酸盐结合态As转化;添加石灰和粉煤灰使矿渣中的可交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Pb、Zn主要向残渣态Pb、Zn转化.经前期稳定化处理后,矿渣淋滤液中As、Pb、Zn的含量均有不同程度的下降,添加花生壳处理后淋滤液中的As、Pb、Zn含量进一步下降.其中,粉煤灰、干化污泥和花生壳处理后淋滤液中As含量下降最显著,降幅为57.4%;石灰、粉煤灰和花生壳处理后淋滤液中Zn含量下降最显著,降幅为24.9%.添加稳定剂处理矿渣明显有利于植物的萌发与生长,其中添加粉煤灰、干化污泥和花生壳效果最好,香根草的萌发率为76%.     

污水集中处理厂污水中金属(重金属)的分布

系统地建立集中污水处理装置是环境管理和污染治理的发展方向之一，在工业发达国家已相当普及，本文分析了美国和加拿大污水集中处理厂原污水和常用治理流程各工序中金属（重金属）的分布情况。结果表明，由于地理，气候，人口，特别是工业分布的影响，原污水中金属含量会有较大变化，因为变化范围大且超过排放标准2－10倍（按均值计），在设计和评价时应予化重点考虑的几种金属为：Cd,Cu,Cr,Pb,Ni和Zn，经典型的沉淀－活性污泥工艺处理后，金属除去率大于80％，可以满足排放要求。     

重金属对秀丽隐杆线虫繁殖的影响

为了探究重金属单独及联合暴露对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)繁殖的影响及其作用机制,采用96孔板液相暴露试验,以环境相关浓度(0.1~50.0 μg/L)的Cd、Hg、Pb暴露同步化处理秀丽隐杆线虫,24 h后统计其怀卵数及阴门畸形率,以及连续记录72 h内子一代秀丽隐杆线虫的个体数,最后利用2×2析因设计方差分析阐明重金属的两两联合作用模式. 结果表明:与对照组相比,Cd、Hg、Pb单独及联合暴露对秀丽隐杆线虫的繁殖具有显著抑制作用,ρ(Cd)为50.0 μg/L、ρ(Hg)为10.0 μg/L、ρ(Pb)为50.0 μg/L暴露组秀丽隐杆线虫子一代数量分别降低了43.5%、33.8%、51.0%;Cd-Hg暴露组〔当ρ(Cd)、ρ(Hg)分别为50.0、10.0 μg/L时〕、Hg-Pb暴露组〔当ρ(Hg)、ρ(Pb)分别为10.0、50.0 μg/L时〕、Cd-Pb暴露组〔当ρ(Cd)、ρ(Pb)分别为50.0、50.0 μg/L时〕秀丽隐杆线虫子一代个体数分别降低了44.7%、61.0%、53.3%. 进一步研究发现,Cd、Hg、Pb单独及联合暴露会引起秀丽隐杆线虫子宫内受精卵数量降低以及产卵器阴门结构畸形率升高. 2×2析因设计方差分析结果发现,Cd、Hg、Pb两两联合暴露对秀丽隐杆线虫的繁殖表现为没有交互作用或者交互方式为拮抗. 研究显示,秀丽隐杆线虫子宫内怀卵数的降低是其子一代数量显著减少的主要原因,而阴门结构的损伤可能使产卵行为受损,从而进一步加剧重金属对秀丽隐杆线虫繁殖的抑制作用.      

镉胁迫对菜豆幼苗基因组DNA多态性的影响

采用随机扩增多态性DNA (RAPD)等技术,检测不同浓度镉(Cd)胁迫对菜豆幼苗叶片DNA损伤及相关生理特性的影响.结果表明,随着Cd处理浓度(0,20,40,80mg/L)的增加,菜豆幼苗中的Cd含量及叶片中丙二醛(MDA)含量升高;叶片中可溶性蛋白、脯氨酸、还原型谷胱甘肽在低浓度(20mg/L)Cd处理下含量增加,中、高浓度(40,80mg/L)Cd处理下减少.选取8条寡核苷酸引物(10bp),利用RAPD随机扩增技术,对菜豆幼苗叶片细胞基因组DNA进行扩增,8条引物均产生特异性谱带.正常叶片基因组DNA的RAPD图谱得到46条谱带.与正常组相比,Cd处理下利用不同引物扩增得到的RAPD图谱发生改变,呈现不同程度的谱带强度增强或减弱、谱带缺失或新增,与对照的RAPD图谱存在明显差异.Cd胁迫下基因组模板稳定性下降,并随Cd处理浓度的增加,稳定性下降幅度增大.利用RAPD技术获得的DNA多态性变化,可指示镉毒害生物遗传效应,并为镉污染地区蔬菜品种的选育及镉毒性的评价提供依据.     

沼液施用对麦稻茬口期土壤微生物群落结构特征及功能的影响

为揭示麦稻茬口期沼液施用对土壤微生物群落及功能的影响,通过土柱试验,设置麦秆还田后3种处理［无氮肥（CM）、常规施肥（SN）和添加沼液（SZ）］,采用Illumina高通量测序技术分析了土壤淹水后1 d和21 d土壤细菌及真菌群落的组成、多样性和结构差异,并对其功能进行预测.微生物多样性分析表明,1 d时各处理的真菌α多样性指数均显著高于21 d处理且各处理间无显著差异;21 d时各处理细菌Simpson指数开始出现差异,SZ-21处理的细菌Simpson指数高于SN-21处理,而细菌Chao1指数显著低于SN-21处理;细菌群落结构分析表明,1 d时,SN处理的厚壁菌门、绿弯菌门和放线菌门与其它处理差异较大,而21d时,SZ和SN处理的各细菌菌门相对丰度相似;真菌群落结构分析表明,1 d时,SZ处理中的子囊菌门和接合菌门相对丰度高于SN和CM处理;21 d时,SN和SZ处理的子囊菌门相对丰度均低于CM处理,而接合菌门的相对丰度均高于CM处理.NMDS分析表明,21 d时,SN和SZ处理的细菌和真菌群落组成均有逐渐相似的趋势.PICRUSt功能分析表明,不同时期和不同处理的土壤细菌群落在功能层上表现相似,FUNGuild功能预测反映SZ-21和SN-21处理的真菌功能主要差异体现在腐生营养型和病理营养型上.综上说明茬口期施沼液在一定程度上可以替代化肥平衡土壤养分和维持土壤生态功能,但仍可能存在真菌致病风险.     

生物炭对土壤中重金属铅和锌的吸附特性

利用固定床热解实验装置在不同热解温度(300~700℃)下制备了3种生物炭[杨树枝炭(PBC)、水葫芦炭(WHC)和玉米秸秆炭(CSC)],以南京市铅锌银矿区周边的菜园土为对象,研究了生物炭种类、热解温度和生物炭添加量对土壤重金属(Pb和Zn)吸附特性的影响,并结合生物炭的孔隙度、XRD和FTIR等分析,初步探讨了生物炭对土壤重金属的吸附机制.结果表明,生物炭的添加均不同程度地降低了土壤中Zn和Pb的浸出含量,水葫芦炭对土壤重金属的吸附效果最佳,在热解温度为500℃和生物炭添加量为5%的条件下,水葫芦炭对土壤中Zn和Pb的吸附率分别为21.83%和44.57%,相应的单位吸附量分别为227.65μg·g~(-1)和363.76μg·g~(-1).随着热解温度的升高,生物炭对土壤中Zn和Pb的吸附率逐渐增大,且在热解温度为500℃和700℃下制备的水葫芦炭对土壤中Zn和Pb的吸附能力相差不大,这表明中等温度热解有利于水葫芦炭形成较好的理化特性.随着生物炭添加量的增加,水葫芦炭对土壤中Zn和Pb的吸附率逐渐增大,但单位吸附量却逐渐减小,当水葫芦炭添加量为10%时,其对土壤中Pb的吸附率可达93.93%.结合生物炭的理化结构和土壤重金属吸附实验的结果,可以推测离子交换和络合作用是水葫芦炭修复重金属污染土壤的主要作用机制.     

基于沼液的培养基及产油小球藻藻种选育

将产油小球藻培养与沼液污水处理结合,为小球藻生长提供营养和水源,同时实现了沼液污水的无害化处理.本研究利用4种产油小球藻,在沼液污水与绿藻培养基体积比为1∶9、1∶3、1∶1、3∶1形成的培养基中培养,以产油率为指标,选育出获得最高产油率时的沼液污水-绿藻培养基配比和小球藻藻种.结果表明,产油率最高的培养基体积比为1∶3,小球藻藻种为BJ05,该工况下产油率达到9.20 mg·(L·d)-1,高于纯绿藻培养基中的8.66 mg·(L·d)-1.在1/4污水比例培养基基础上,考查添加绿藻培养基中不同营养组分对BJ05产油率的影响,结果发现,在同时不添加碳酸钠和柠檬酸的情况下,BJ05的产油率为9.36 mg·(L·d)-1,COD、TN(总氮)、TP(总磷)、NH+4-N去除率分别达到59%、75%、61%、100%.而其他营养成分缺失则显著降低了BJ05的生物量,进而降低了产油率,所以进一步优化培养基为绿藻培养基中不添加碳酸钠和柠檬酸的体积比为1∶3的沼液污水-绿藻培养基.