耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法（BCR法1,中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法（DD2005．03）进行耕地中重金属元素（Cu、Cd、Zn）的形态分布,结果表明：Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55．80％和67．35％。Cd以离子交换态为主,占全量的27．30％。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu：残渣态〉弱有机结合交换态〉铁锰氧化态〉碳酸盐结合态〉强有机结合态〉水溶态〉离子交换态。Cd：离子交换态〉弱有机结合交换态〉强有机结合态〉残渣态〉碳酸盐结合态〉铁锰氧化态〉水溶态。Zn：残渣态〉铁锰氧化态〉弱有机盐结合态〉离子交换态〉强有机结合态〉碳酸盐态〉水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

铜陵矿区土壤中镉存在形态及生物有效性

采取Tessier连续提取法，研究铜陵矿区不同功能区表层土壤中镉的化学形态分布和生物有效性。结果表明，各种土壤中的镉含量全部高于地区背景值，主要来源与矿业活动有关，部分样品还有矿体的风化富集叠加，土壤镉污染指数PCd为1．15～79。镉含量依次为矿体风化土壤→废矿堆下垫土→市郊菜地土→矿区铜草土、路边土和稻田土→其它土壤。其形态分布，酸性土壤中以Fe-Mn氧化态和可交换态为主，其余三态相对较低；碱性土壤中有机态和残渣态比例较高，碳酸盐态和可交换态所占的比例低。土壤中生物可利用态镉的含量较高，占土壤总镉的60．20%-98．3％，生物不可利用态仅占1．7％-39．2％。     

土壤锌铁铜锰形态分布及其有效性

各土壤微量元素的形态分布特性有相似的规律，每个微量元素的各种形态都可以根据其对植物的有效性划分为两组．第一组形态分布百分率与植物有效性指数呈显著或极显著相关．第二组则呈显著或极显著负相关．因而第一组的形态为主要的有效养分源，第二组的形态很难为植物提供有效养分．减少相应元素转化成为第二组的形态和增加第一组各形态的储备容量是调节和控制土壤营养的重要措施．     

干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

测定了Cd、Pb、Zn和Ni等重金属在不同处理土壤中的全量和各赋存形态,以及它们在盆栽试验油菜（Brassica cole）中的质量分数,并利用Pearson相关系数分析了该区土壤-油菜体系的生物有效性。结果表明,供试绿洲土壤原状土中,Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在;而在处理土壤中,重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Pb、Zn和Ni则主要以铁锰氧化态为主。根据相关性分析,油菜根部和叶部的Ni质量分数均与土壤中Ni的各非残渣态分布系数有相关性,表明当土壤中Ni以非残渣态存在时,活动性Ni的质量分数较高,其被生物吸收利用的可能性也较大;油菜根部的Zn质量分数与土壤中Zn的碳酸盐结合态分布系数显著的正相关性;油菜各部位Cd和Pb的质量分数与土壤中Cd和Pb的各形态分布系数之间无显著相关关系。     

土壤环境中镉、锌形态转化的探讨

论述了土壤中镉、锌的形态分布,讨论了影响土壤环境中Cd、Zn形态转化的因素和物质,如pH、石灰、有机质和其它一些离子和它们的影响机制,为治理土壤重金属污染提供理论依据。     

螯合剂对土壤中镉赋存形态及其生物有效性的影响

以胡萝卜作为试验植物,研究了EDTA,EGTA,DTPA和柠檬酸四种螯合剂对土壤中Cd的赋存形态及生物有效性的影响.结果表明,在碱性土壤中,加入螯合剂EDTA,EGTA和DTPA都能显著改变土壤中Cd的赋存形态,增加有效态Cd的百分比含量,改善Cd的生物有效性;但施加柠檬酸对Cd的赋存形态没有产生明显影响,各形态组成与对照组基本一致.同时,试验结果还显示,胡萝卜中Cd含量随着添加螯合剂浓度的增加先增大而后有所降低,但除柠檬酸处理组外,均明显高于对照组,表明四种螯合剂均能增强胡萝卜对Cd的吸收,且以EGTA效果最佳,EDTA和DTPA次之,柠檬酸最差.     

生物炭对土壤重金属形态及生物有效性影响的研究进展

考察生物炭施入土壤后重金属形态以及生物有效性的变化是土壤学近年来的研究热点.重金属形态变化是衡量其生物有效性的一个较为重要的指标.将生物炭添加到土壤-动植物系统中,并评估重金属生物有效性有利于推进生物炭应用于土壤改良及重金属修复.因此,本文首先收集了大量关于生物炭对土壤重金属形态含量变化的数据.统计发现,生物炭添加下土...     

蚯蚓对土壤中铜、镉形态及高丹草生物有效性的影响

以高沙土和黄泥土为供试土壤,采用塑料盆分装土样,分别加入3个浓度的Cu2 (100、200、300mg kg-1)或Cd2 (5、10、15mg kg-1)模拟土壤污染,待这些污染土壤平衡培养2mo后,设置接种蚯蚓(Pheretima guillemi Michaels-en)处理与不接种蚯蚓处理,并种植高丹草(Sorghum×Sudan,Sorghum bicolor×S.sudanense);采用Tessler连续提取法测定重金属各结合形态,研究蚯蚓活动对土壤中Cu、Cd的主要形态及高丹草有效性的影响,以揭示蚯蚓对铜、镉污染土壤的修复作用.结果表明,蚯蚓活动显著提高了高沙土中碳酸盐结合态铜(Carb-Cu)和铁锰氧化物结合态铜(OxMn-Cu)的含量;显著提高了Cd处理为10、15mg kg-1的高沙土中离子交换态镉(Exch-Cd)和碳酸盐结合态镉(Carb-Cd)的含量,显著提高了黄泥土离子交换态铜(Exch-Cu)和有机结合态铜(WBO-Cu)的含量;通过测定各处理高丹草Cu、Cd含量发现,接种蚯蚓后,高沙土各Cu处理的高丹草的Cu含量显著增加,高沙土5、10mg kg-1Cd处理的高丹草的Cd含量以及黄泥土各Cd处理的高丹草的Cd含量均显著增加.图3表3参32     

蔬菜对土壤镉铜锌富集能力的研究

调查了福建部分污染严重地区不同蔬菜对镉、锌、铜的富集能力。结果表明蔬菜对镉的平均富集系数为0.017,锌的平均富集系数为0.116.铜的平均富集系数为0.014。蔬菜对镉的富集系数的品种间差异最大,达315倍,远高于锌和铜的富集系数的品种间差异。茭白、豇豆和莲藕对镉的富集能力较低,可作为镉污染土壤优先选种的蔬菜品种,而青包菜、白包菜、芥菜、空心菜、芋头等对镉的富集系数较高,不宜在镉污染土壤上栽培。     

海洋沉积物中的镉及不同形态镉的生物有效性

镉是一种生物非必需的毒副作用很强的重金属元素.进入海洋环境中的镉,最终有相当部分进入沉积物中,并对底栖生物造成危害.通过测定不同镉质量浓度暴露条件下海水、沉积物和生物体内的镉的形态和含量,研究了海洋沉积物中不同形态镉的生物有效性.结果表明,菲律宾蛤仔对Cd的蓄积随着时间增加,呈现先快速增加的趋势,在24 h内其蓄积速率最大,96 h后生物体内镉的质量分数出现缓慢下降趋势.在蓄积时间一定的条件下,在任何Cd含量沉积物下,菲律宾蛤仔都可以蓄积Cd,而且随着沉积物中镉质量分数升高,生物体内蓄积的镉的质量分数也呈现上升趋势.活性镉(可交换态)是沉积物中镉存在的主要形式(45.48x.96%),硅酸盐结合态和黄铁矿结合态的金属只占较小的比例,活性镉是影响沉积物中重金属镉生物可利用性的最有效形态.     

A pilot study on the effect of Cu,Zn, and Cd on the spectral curves and chlorophyll of wheat canopy at tiller stage

The aim of this study was to investigate canopy spectral reflectance responses to different levels of heavy metals copper (Cu), zinc (Zn), and cadmium (Cd) induced stress. Random blocks design experiment was conducted to simulate Cu, Zn, and Cd at five concentration levels. Chlorophyll and visible and near infrared canopy reflectance were measured for each treatment 56 days after seeding using chlorophyll meter SPAD-502 and spectroradiometer, respectively. New vegetative indices termed ratio of inclination angles (RIA), MERIS (the medium resolution imaging spectrometer) terrestrial chlorophyll index (MTCI), and normalized difference vegetation index (NDVI) were used to assess the response of canopy spectral reflectance to different heavy metal levels. Significant spectral variability especially in blue, red, and near infrared reflectance was observed for different heavy metal treatments. One-sample test showed significant difference for NDVI, MTCI, and RIA among five-level treatments at the 0.01 level. Correlation analysis demonstrated that the two vegetative indices (RIA and MTCI) were significantly correlated with chlorophyll meter values for Cd, Cu, and Zn treatments. However, NDVI was only significantly correlated with chlorophyll meter values for Cu and Zn treatments. Linear regression analysis also illustrated that RIA and MTCI were potential indices for predicting chlorophyll concentration with significant F test under Cu-, Zn-, and Cd-mediated stress.     

Zn和Cd胁迫作用对长梗白菜形态和生理性能的生态毒理影响

本文以不同Cd、Zn浓度胁迫下的长梗白菜为研究对象,采用盆栽实验,分析了Cd和Zn胁迫下长梗白菜形态参数(重量、长度、表面积、叶的分形维数)、生理性能的影响以及从土壤中提取Cd和Zn的能力.结果 表明,Cd、Zn胁迫对长梗白菜的生长具有"低促高抑"效应,且共同胁迫对生长的影响大于单一胁迫.在0.6 mg·kg-1 Cd...     

水体中重金属镉和锌对大型蚤联合毒性效应的初步研究

为了初步探讨重金属镉(Cd)和锌(Zn)对水生生物的联合毒性效应,以大型蚤(Daphnia magna)为研究对象,以蚤体内的金属硫蛋白(MT)含量为毒性指标,研究了重金属Cd和Zn对大型蚤的联合毒性作用.结果表明:Cd和Zn单独暴露下,大型蚤体内MT含量随水体中重金属浓度升高而升高,呈幂函数关系;Cd和Zn联合暴露下,蚤体内MT含量随联合浓度的升高呈先上升后下降趋势;在较低浓度时Cd、Zn表现为协同作用,在中等浓度时表现为相加作用,在较高浓度时表现为拮抗作用;MT可作为Cd、Zn联合毒性评价的敏感指标.     

金昌市郊农田土壤Cu,Zn,Ni形态分布特征与生物有效性评价

通过野外调查和室内测试分析,研究了金昌市郊农田土壤重金属Cu,Zn和Ni的形态特征,并以麦粒中重金属含量为重点进行了Cu,Zn和Ni的生物有效性评价.结果表明,研究区域土壤重金属Cu和Ni污染严重;Cu的主要存在形态为有机结合态,Zn的主要存在形态为残渣态,而Ni的主要存在形态为潜在可利用态;三种元素的生物有效性大小顺序为NiZnCu.对麦粒中重金属健康风险进行评价反映出麦粒中Ni含量对人体健康风险较大,而Cu和Zn对人体健康风险较小.逐步回归分析结果表明,农田土壤中Cu可交换态和碳酸盐结合态对麦粒中Cu含量贡献最大,而对麦粒吸收Zn和Ni贡献最大的形态分别为Zn的碳酸盐结合态和Ni的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和有机结合态.土壤重金属Cu,Zn和Ni各形态分配系数较总量和各形态含量更适合表征本研究区域土壤重金属的生物有效性.     

Cd和Cu在草甸棕壤-植物系统中行为特性的研究

在沈阳生态站开展了重金属迁移积累行为特性的试验研究，探讨了不同重金属元素在土壤及作物体内迁移积累变化规律。外源重金属元素Cd、Cu施入土壤后，无论是低剂量还足高剂量处理，水田土壤Cd元素已迁移到45cm的深度，而Cu元素迁移到30cm的深度。早田土壤低剂量和高剂量处理Cd迁移到30cm，而Cu元素只有高剂量处理迁移到30cm的深度。土壤Cd、Cu元素向下层迁移的量微乎其微，重金属元素大多滞留在土壤表层。水稻、玉米吸收的Cd大部分积累在作物体的根和茎叶中，而Cu大部分积累在作物体的根系中，Cd、Cu籽实吸收量占植物体总吸收量的1．16％～3％。水稻、玉米地上部吸收Cd的量〉地卜部吸收Cu的量，在作物体中Cd的迁移能力强于Cu的迁移能力。     

长期不同施肥对红壤Cu和Cd含量及活化率的影响

对始于1990年的红壤旱地施肥长期定位试验的6个处理包括对照(不施肥,CK)、施氮(N)、氮磷(NP)、氮磷钾(NPK)、氮磷钾+有机肥(NPKM)和有机肥(M)的历年耕层土壤重金属Cu和Cd全量和有效态含量进行分析,以阐睨长期不同施肥条件下红壤Cu、Cd含量及活化率变化特征.结果表明,16 a连续不施肥或施用化肥(N/NP/NPK)条件下土壤Cu、Cd全量和有效态含量基本保持不变;Cu活化率随施肥时间变化不显著,但Cd的活化率在施肥后期(1996-2006)呈明显上升趋势,在施氮处理上高达95.7%;不施肥和配施化肥下Cd的活化率与土壤pH值呈极显著负相关.化肥配施有机肥(NPKM)和单施有机肥处理(M)的土壤中Cu、Cd全量和有效态含量及其活化率随时间均呈显著上升趋势;土壤Cd含量从1990年的0.12 mg·kg-1 上升为2006年的1.31～1.48 mg·kg-1,平均年上升0.08～0.09 mg·kg-1;土壤有效态Cd含量2006年达到0.53～0.58 mg·kg-1,为1990年的18.0～19.9倍;Cd活化率与土壤有机质含量呈显著正相关.长期施用有机肥红壤Cu、Cd含量超标严重,土壤Cu和Cd全量之间达极显著相关(r=0.887**,n=30),其来源具有一致性,有机肥为环境带来的风险应予以重视.     

晋江感潮河段沉积物重金属的赋存形态与生物有效性

用稀硝酸单级提取法和BCR连续提取法对晋江感潮河段沉积物中重金属生物有效性进行研究.单级提取法表明,Cu、Pb、Cr、Zn、Cd、Sb、V、Ni、Co、Fe和Mn的酸提相含量在中游河段普遍较高.除V和Fe外,表层和柱状沉积物中其他9种重金属的生物有效性均相对较高.除在个别深度外,L43柱状沉积物中多数重金属元素生物有效性变化较平稳.采用改进的BCR四步连续提取法对表层沉积物中11种重金属进行形态分析,结果表明,Mn、Ni、Pb、Cu、Cd和Cr都具有较高的生物有效性;Zn在下游河段主要分布在残渣态中,但在中上游河段弱酸溶态含量的比例普遍较高;Sb在河段下游地区非残渣态含量要明显高于中上游地区.次生相与原生相分布比值法评价结果表明,除V和Fe处于无污染水平,其他9种重金属在不同的采样点均有不同程度的污染.