生物炭对土壤外源镉形态及花生籽粒富集镉的影响

镉是存在于农田土壤中毒性较大且较普遍的一种重金属,而生物炭可以应用于重金属污染农田,对作物生长与污染土壤修复产生影响。通过盆栽试验,将生物炭作为镉污染条件下土壤的改良剂,研究不同用量生物炭、镉元素对土壤中镉形态及其含量的影响,进一步测定花生(Arachis hypogaea L.)籽粒镉含量,探明其吸收规律。试验镉施用质量分数(按纯镉计)分别为0、1、10 mg·kg-1,记为Cd0、Cd1、Cd10,在3种不同质量分数的镉污染土壤中分别添加生物炭质量分数0、3.3、6.6、10 g·kg-1,记为C0、C50、C100、C150,共12个处理。土壤镉形态参考Tessier连续提取法分离,镉含量采用原子吸收分光光度计(Z-5000 ASS)测定。样品相关测定分别于花生苗期、花针期、结荚期取土样,成熟期取籽粒样品进行。结果表明:当镉施用量一定时,土壤有效态镉含量与水溶态镉含量随生物炭用量增加而显著降低(P0.05),而其他各形态镉含量随生物炭用量增加而增加。苗期Cd1处理随生物炭施入量的增加,土壤有效态镉质量分数降低8.24%~20.24%;花针期,土壤有效态镉质量分数降低5.95%~38.46%;结荚期则降低6.23%~26.03%。Cd10处理下的3个生育时期,土壤有效态镉含量在C150取得最小值,镉质量分数分别下降12.56%、18.44%和15.52%。在土壤p H值方面,相同处理不同生育时期内出现先小幅降低再升高的趋势。成熟期花生籽粒镉含量随镉施用量的升高而增加;在镉施用量为1、10 mg·kg-1处理下,花生粒镉含量随生物炭施入量的增加而降低,C150Cd1处理的镉质量分数为0.29 mg·kg-1,为施加镉处理组含量最低,即当生物炭施加量为10g·kg-1时,土壤修复效果最佳,花生粒镉含量最低。     

湖泊底泥土地利用对土壤中重金属铅、铜形态影响

采用田区试验研究了田间种植冬小麦条件下,底泥土地利用前后土壤中重金属铅、铜的形态演变及小麦各器官中铅、铜的富集。结果表明,随着底泥施用量的增加,土壤中重金属铅、铜的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态均有不同程度的增加,本试验所有处理中,可交换态铅的质量分数范围为0.02~0.10 mg·kg-1,碳酸盐结合态铅的质量分数范围为0.04~0.24 mg·kg-1,铁锰氧化物结合态铅质量分数为0.41~1.88 mg·kg-1,有机物结合态铅质量分数范围为1.23~4.92 mg·kg-1,残渣态铅质量分数范围为4.82~23.66 mg·kg-1;各处理与对照相比,可交换态铜质量分数增加了40.00%~200.00%,碳酸盐结合态铜质量分数增加了36.84%~363.16%,铁锰氧化物结合态铜质量分数增加了7.17~45.15%,有机结合态铜质量分数增加了7.98%~62.61%,残渣态铜质量分数增加了0.12%~9.69%,各处理的残渣态铅、铜质量分数均较高。随着底泥用量增加,小麦根系、茎叶、籽粒中铅、铜质量分数均呈增加趋势,植株对重金属铅、铜的富集顺序为根系>茎叶>籽粒,铜的富集系数均大于铅。小麦籽粒产量、茎叶生物量及地上部生物量随着底泥施用量的增加,均出现了先增加后减少的现象,当小麦籽粒产量达到最大值时,籽粒中铅、铜质量分数未超出我国相应标准,依此确定底泥环境安全施用量为3051.29 t·hm-2。     

电池企业铅污染土壤稳定化修复实验研究

采用电池企业的场地土壤进行实验,研究了铅污染土壤中混合施加过磷酸钙(C)、膨润土(B)和腐殖酸(H)后对土壤中铅形态及浸出毒性的影响,同时研究了在相同固定剂组合中改变单一固定剂投加量对土壤修复效果的影响。结果表明,(1)经不同配比的C+B、B+H、和H+C组合方式处理后,土壤中铅的有效态质量分数明显降低,而有机结合态和残渣态质量分数增加。固定时间为40 d时,其修复效果优于25 d。修复后土壤的有效态铅大部分转化为有机结合态,其中经过20%B+20%H和10%H+6%C处理后,有效态铅质量分数降低幅度较大,分别从331.3 mg·kg-1降至91.8 mg·kg-1和96.57 mg·kg-1;相应地,有机结合态铅质量分数增加幅度也较大,分别从57.19 mg·kg-1升至264.28 mg·kg-1和267.99 mg·kg-1;(2)C+B组合投加处理中,土壤修复效果随膨润土投加量增加而降低,B+H组合投加处理中,土壤修复效果随着腐殖酸投加量的增加而增加,H+C组合投加处理中,随过磷酸钙投加量增加,土壤修复效果也呈增加趋势。(3)经不同处理固定修复后,土壤浸出液中铅的质量浓度大幅降低,对周周水环境的风险降低。     

改性污泥对矿区铜、镉污染土壤的修复

城市污泥的重金属含量超标是限制其资源化利用的主要瓶颈,论文采用石灰＋硫粉＋生物淋滤的方法去除重金属,制备改性污泥,探讨其对矿区Cu、Cd污染农田土壤的修复效果,以期实现以废治污的目标。供试水稻土采自江西某矿区附近农田,土壤Cu和Cd的TCLP（Toxicity characteristic leaching procedure）浸出量分别为40.34 mg·kg-1和660.1μg·kg-1,其中Cu的质量分数超过国际标准值15 mg·kg-1。通过室内土培的方法,将改性污泥分别按土重的0%、1%、3%、5%和10%施入供试土壤培养30 d后,分析土壤Cu和Cd的活性、形态变化以及土壤蛋白酶和脲酶活性等指标评价改性污泥对污染土壤的修复效果及作用机理。结果表明,改性污泥对土壤Cu产生显著的钝化作用,且各施用量对Cu的有效态含量表现出显著差异。当改性污泥的用量为土重的5%时,Cu的有效态含量降至12.03 mg·kg-1,低于国际标准。改性污泥对土壤Cd的钝化效果相对较弱。当改性污泥的用量为1%时,土壤Cd的活性反而有所增加。当改性污泥的用量为5%时,Cd的活性显著降低,土壤Cd的浸出量降至539.6μg·kg-1。土壤重金属形态分析的结果表明,土壤Cu主要以碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态存在。改性污泥用量增加,可交换态Cu含量下降,当改良剂用量为土重的5%时,可交换态Cu由8.10%降至4.10%。相反,有机结合态Cu含量由26.45%增加至32.34%。土壤的可交换态Cd含量由36.80%降至30.69%。说明施用改性污泥,土壤可交换态Cu、Cd向有机结合态发生转化。土壤蛋白酶和脲酶的活性变化能较好地指示修复效果,且土壤脲酶的指示效果优于蛋白酶。     

锑矿土壤中As和Sb的分布、形态及生物可利用性

采用微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定了晴隆锑矿区土壤中总砷和总锑,利用Tessier连续提取法分析土壤中不同形态砷和锑.结果表明,各采样点土壤As、Sb含量分别为17.98—127.85 mg·kg-1、171.93—601.59 mg·kg-1,远高于贵州省背景值;土壤中砷和锑的存在形态均以残渣态为主,其次是有机结合态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态,可交换态很少;土壤中生物可利用态锑占总和0.33%—1.72%,其含量为0.60—3.91 mg·kg-1,而土壤中生物可利用态砷占总和0.09%—0.57%,其含量为0.15—0.48 mg·kg-1.     

除草剂使它隆对土壤酶活性及呼吸强度的影响

通过室内避光培养法研究了添加不同质量分数使它隆对土壤酶活性、土壤呼吸强度以及土壤全酚的影响.结果表明使它隆在0.5 mg·kg-1和5 mg·kg-1质量分数时对土壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶和呼吸强度的影响为轻微抑制-激活-恢复稳定的趋势,50 mg·kg-1质量分数时为轻微激活-抑制-恢复稳定的趋势;使它隆在0.5 mg·kg-1和50 mg·kg-1质量分数时对土壤脲酶活性的影响为激活-恢复稳定的趋势,5 mg·kg-1时则处于抑制-激活的趋势;各质量分数的使它隆浓度对土壤蔗糖酶和土壤全酚均为抑制作用,且质量分数越大抑制越强烈.研究表明,施用一定量的使它隆对土壤生态环境是安全的.     

生物质炭对根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响

采用盆栽试验和Tessier连续形态分析方法,研究了不同镉污染水平下(1.0、2.5、5.0 mg·kg-1),施入不同量的生物质炭(0.0、2.5、5.0、10.0 g·kg-1)对根际与非根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响。结果表明,(1)施入生物质炭后,根际与非根际土壤中镉的有效性降低。施入生物质炭后,根际与非根际土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机物结合态镉最大可分别降低34.64%和28.15%、49.27%和63.82%、34.58%和24.59%、60.04%和49.00%,残渣态镉最大可分别增加14.79%和16.57%。10.0 g·kg-1生物质炭处理影响效果最显著。在不同处理下,镉形态变化显著且根际与非根际之间的变化呈显著性差异。中低镉污染水平下,施入生物质炭,根际与非根际土壤中镉形态变化趋于一致但镉形态含量存在差异。高镉污染水平下,生物质炭引起根际与非根际土壤中镉形态变化但不显著。(2)施入生物质炭可显著降低水稻各部分镉含量且水稻根部镉含量大于地上部镉含量。在不同镉污染程度下,不同施入量生物质炭处理与对照相比,地上部、根部镉含量最大可分别降低42.51%、22.86%;根部镉含量最大是地上部的2.63倍。10.0 g·kg-1生物质炭对水稻各部分镉含量降低效果最明显。     

蒙脱石-OR-SH复合体修复剂对重金属污染土壤中Cd的钝化效果

利用溶剂分散法成功地将功能基团—SH嫁接到蒙脱石上,得到蒙脱石-OR-SH复合体材料,该复合体材料对Cd的饱和吸附容量可达37.82 mg·g-1(0.1 mol·L-1KNO3体系)和69.13 mg·g-1(不考虑离子浓度影响).通过小白菜盆栽和大田试验探讨了该复合体材料对Cd污染土壤的钝化效果.结果表明,在Cd污染土壤上施加蒙脱石-OR-SH复合体材料后,土壤中可交换态Cd形态占比分别低了64.51%(原土)和80.37%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),铁锰氧化结合态Cd形态占比分别提升了176.66%(原土)和418.31%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),降低了毒性元素Cd在土壤中的活性和可移动性,有效地固定了土壤中的Cd,小白菜中镉含量比对照分别降低了57.14%(原土)和60.64%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),同时能促进小白菜的生长.     

洞庭湖区东亚金发藓(Pogonatum inflexum)对土壤镉污染反应特征初探

如何利用较为科学、合理的技术方法,对土壤中的镉污染及其修复效果进行监测与评价,是植物修复土壤镉污染实际操作中存在的重要问题。该研究基于东亚金发藓(Pogonatum inflexum)对镉的敏感性反应特征,初步探索一种适用于土壤镉污染的生物监测方法。以含镉背景值相对较低的土壤作为栽培基质,采用梯度质量分数镉胁迫的方式进行研究,结果表明,(1)当土壤中的镉质量分数大于2~3 mg·kg-1时,东亚金发藓植株孢子体和配子体的外观形态在短时间内呈现出显著变化特征;随镉质量分数的增加和时间的延长,小叶受害程度加深,出现黄化或褐变现象,测定期内5 mg·kg-1的镉处理最终可使植株枯亡。(2)叶绿素含量受镉胁迫影响显著,且对镉胁迫时间反应较为迅速:2 mg·kg-1以内的镉处理下,叶绿素含量在7d中的变化均不大;镉质量分数大于3 mg·kg-1时,对叶绿素含量影响显著,且随时间延长叶绿素下降程度更加明显;4 mg·kg-1的镉处理可使叶绿素含量下降3/4以上。(3)镉胁迫导致植物体内可溶性蛋白含量显著降低,处理初期可溶性蛋白含量变化不大,后期则变化明显,可导致蛋白含量减少40%~50%;同时细胞膜脂过氧化作用显著增强(表现为MDA浓度上升),MDA含量增加了1.8倍以上。(4)东亚金发藓叶绿素含量、可溶性蛋白含量及MDA含量等生理参数的变化,可有效指示土壤中镉的生物有效性,并能反映土壤镉安全浓度标准。(5)东亚金发藓的假根对土壤中的镉具有较强的感应能力,植株易受到镉离子毒害并快速、直观地表现出一系列症状,因此可作为有效监测土壤镉污染的理想植物材料。     

深圳市城市绿地土壤中重金属的含量及化学形态分布

对深圳市中心区城市绿地表层土壤(0-20cm)中Cu,Zn,Pb和Cd的含量、化学形态分布和迁移性进行研究.结果表明,土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量分别为6.4-188.2(26.3)mg·kg-1,34.9-284.8(69.1)mg·kg-1,15.2-245.5(47.2)mg·kg-1和0.01-3.48(0.47)mg·kg-1.道路绿化带土壤中Cu,Zn和Pb的平均含量最高,在公园绿地土壤中Cd的平均含量最高.分别有75.6%,87.0%,98.8%和98.8%的土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量超过广东省赤红壤的背景值,重金属在土壤中呈现明显的富集特征.土壤中Cu,Zn和Cd以残渣态所占比例最高,Pb以铁锰氧化物结合态最高.随着土壤中Cu,Zn,Pb和Cd含量的增加其残渣态所占比例降低,铁锰氧化物结合态或交换态所占比例增加,重金属活性增大.土壤中Cd迁移能力最强,迁移能力依次为Cd>Zn>Pb和Cu.     

铜镉渣中Cd的生物浸出技术

以课题组分离纯化后的Bacillus spp.菌属为原始菌种,经扩大培养后用于浸出铜镉渣中的有价金属Cd,通过摇瓶实验考察浸出时间、矿浆浓度、培养基pH值及浸出温度对Cd浸出率的影响,并初步探索Bacillusspp.菌属浸出铜镉渣中有价金属的浸出机制.研究结果表明,该Bacillus spp.菌属能够有效浸出铜镉渣中的Cd,浸出效果受浸出时间、矿浆浓度、培养基pH及浸出温度的影响.最佳浸出条件为,浸出时间为5 d、矿浆浓度为4%、培养基pH为3、浸出温度为30℃;在最优条件下Cd浸出率高达99%;在最优浸出条件下对铜镉渣Zn也具有良好的浸出效果,浸出率可达95%以上,但对Pb、Cu、As等金属的浸出效果不佳.     

Cd胁迫下杂交水稻对Cd的吸收及其动态变化

镉（Cd）是非必需的有毒元素,是农业环境和农产品的重要污染物,易被水稻吸收并在籽粒中积累。不同水稻品种拥有不同的独特基因,导致水稻籽粒吸收积累Cd的能力存在一定的差异。因此,开展不同水稻品种耐Cd特性及其不同生育期的吸收转运效率研究具有重要意义。本文采用水培试验,研究了两个水稻（Oryza sativa L.）品种：D83A/R527（低吸收累积Cd）和辐优838（高吸收累积Cd）在不同质量浓度Cd胁迫下籽粒Cd质量分数及不同生育时期水稻根、茎、叶内Cd的吸收积累量及其动态变化特点。结果表明,两种水稻品种在Cd胁迫下籽粒Cd积累量差异显著,辐优838在1.0 mg·L^-1 Cd质量浓度胁迫下籽粒Cd质量分数就已超过国家食品卫生标准;在1.0~3.0 mg·L^-1 Cd质量浓度胁迫下,D83A/R527籽粒内Cd质量分数仅为辐优838的50~60%。随着Cd处理浓度增加和生育时期推进,两种水稻各部位Cd吸收量均表现为逐渐增加,其增加幅度总体表现为：辐优838〉D83A/R527;不同部位中,根的积累效应最强,叶片吸收积累能力最低,辐优838茎、叶吸收积累效率分别是D83A/R527的1.5~2.0倍左右。在1.0~3.0mg·L^-1 Cd胁迫下,水稻Cd积累差异较为显著的时期为灌浆期,辐优838的根系向茎、叶的转移效率大于D83A/R527,且D83A/R527主要表现为由根系向茎Cd转移效率较高,叶片Cd积累相对较少。灌浆期是水稻籽粒干物质积累的重要时期,也是吸收累积Cd的重要时期,这为筛选低吸收积累水稻品种和调控Cd在水稻籽粒中的吸收累积奠定了重要理论基础。     

镉胁迫下杂交稻2品种幼苗的抗性及镉含量的差异

以"两优培九"、"汕优63"杂交稻三叶期幼苗为材料,比较了镉胁迫对生长量,及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性、丙二醛(MDA)含量、光合速率、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及不同器官镉含量的变化。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"幼叶光合速率和PSⅡ电子传递活性降低幅度较小,生长量较高;"两优培九"保护酶系统活性较高,MDA含量升高幅度较小;"两优培九"地上部分镉含量较低、根系含量较高。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"根系的生长速率较高,抗镉胁迫的能力较强。     

土著微生物浸出有色冶炼废渣中的镉

通过摇瓶实验证明含镉冶炼废渣中具有能浸出Cd的土著微生物.为提高该微牛物对Cd浸出率,采用单因素实验考察土著微生物处理含镉冶炼废渣过程中浸出时间、矿浆浓度、pH值及浸出温度对Cd浸出率的影响,并对浸出过程废渣中镉含量及渣样颜色进行分析.研究结果表明,废渣中Cd的浸出受浸出时间、矿浆浓度、浸出体系pH及浸出温度的影响,土...     

褐土中磷镉交互作用对磷镉有效性影响

为了阐明磷与镉在土壤-植物系统中交互作用机制,通过施用磷肥提高镉污染土壤修复效率,通过室内培养试验研究了磷镉交互作用对磷镉有效性影响。在供试褐土中磷、镉分别以不同处理培养90 d后,接近自然状态下对磷、镉进行吸附、解吸。结果表明:(1)在磷镉同时加入时,速效P的质量分数随着施Cd质量浓度的升高而显著降低,在磷质量分数一定时,施镉降低了土壤中磷的有效性。(2)培养的含磷土壤对不同质量浓度镉吸附解吸时,褐土对镉的吸附量随着磷质量分数的增加而增加,此结果与(1)有一定的差异,可能的原因是向土壤中添加磷镉的顺序不同所造成的。     

Determination of soil contamination sources in mining area using Zn/Cd ratios with mobile Cd

Environmental Geochemistry and Health - Paddy fields near metalliferous mining area are sometimes contaminated by tailings or mine water. In the contaminated paddy fields around the abandoned...     

Cd胁迫对马蔺和鸢尾幼苗生长、Cd积累及微量元素吸收的影响

以2种耐性不同的鸢尾属植物马蔺(Iris lactea var.chinensis)和鸢尾(Iris tectorum)为试材,通过营养液培养法,研究了Cd胁迫对其幼苗生长、Cd积累及微量元素吸收的影响.结果表明,低Cd(5 mg·L-1)和高Cd(50 mg·L-1)胁迫下,马蔺和鸢尾干物质量均呈上升趋势.高Cd处理70天时马蔺地上部和根系干物质量分别是处理前的2.37、2.31倍,而鸢尾在Cd处理40天后出现严重毒害症状.2种鸢尾体内Cd质量分数均随胁迫时间的延长呈先增后降的趋势.鸢尾地上部和根系Cd质量分数在低Cd处理后第30天时达到峰值,分别为220.5 μg·g-1和1172.3 μg·g-1,而马蔺根系Cd质量分数第40天时达到最大值1182 μg·g-1,且地上部于第50天时达到峰值264.4 μg·g-1.高Cd处理下,马蔺地上部和根系Cd质量分数均高于鸢尾.Cd胁迫还导致2种鸢尾属植物微量元素吸收代谢紊乱,对其根系Fe质量分数表现出"低促高抑"的效应,使地上部和根系Zn含量均下降,根系Cu含量增加,而对Mn吸收的影响相对较小.     

不同品种水稻糙米含镉量差异

采用盆栽土培法研究7个类型共46种水稻糙米含镉量的差异。结果表明,不同水稻品种糙米含镉量差异显著。在土壤含镉量为2 mg.kg-1时,46种水稻糙米含镉量变化范围为0.428~2.558 mg.kg-1。7种类型水稻糙米含镉量从高到低依次为特种稻、常规早籼稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼稻、常规粳稻、爪洼稻。     

磷锌配施对镉污染石灰性土壤中磷锌镉有效性的影响

为了阐述磷与锌镉在土壤系统中的作用机制,采用室内培养的方法,研究了石灰性褐土在不同镉质量分数处理下磷锌配施对土壤DTPA-Cd、DTPA-Zn及速效磷质量分数的影响.结果表明,土壤中wDTPA-Cd随外加镉质量分数的增加而增加,随施磷质量分数的增加而降低.同时在相同镉质量分数处理下,配施锌能显著降低土壤wDTPA-Cd;土壤中wDTPA-Zn随外加锌质量分数的增加而增加,且随施磷质量分数的增加而增加,而随土壤中添加镉质量分数的增加显著降低;土壤速效磷的质量分数随施磷质量分数的增加而提高,而镉的加入降低了土壤速效磷质量分数,但配施锌能显著提高土壤速效磷质量分数.     

茶树中镉、砷元素的吸收累积特性

通过田间调查及盆栽试验,探讨砷、镉元素在茶树中的分布规律及吸收累积特性。结果表明,砷、镉元素在茶树体内活性较低,大部分被吸收根固定,向地上部运输的比例较低。正常状况下,砷、镉元素在茶树体内由高到低的分布次序是:吸收根>茎(生产枝)或主根>老叶(当年生成熟叶)>新梢(1芽2叶)。茶树受砷、镉污染时,吸收根对阻止土壤砷、镉向新梢转移起到明显的缓冲及屏障作用。当镉添加量为6 mg.kg-1时,茶树的叶绿素含量开始受到显著的负面影响,但光合速率、蒸腾速率及气孔导度变化不明显;当镉添加量为20 mg.kg-1时,上述4项指标均显著降低。砷添加量为50 mg.kg-1时,对茶树光合速率、蒸腾速率及气孔导度产生显著负面影响,但对叶绿素含量的影响不明显;砷添加量为200 mg.kg-1时,则对光合速率、蒸腾速率及气孔导度无显著影响。