环境污染及其防治 放射性物质污染及其防治

X591200600817客土覆盖对降低放射性铈在大豆中积累的效应/史建君(浙江理工大学理学院)∥中国环境科学/中国环境科学学会.-2005,25(3).-293~296环图X-58采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了客土覆盖对降低大豆中放射性铈积累的效应。结果表明,在受141Ce污染的土壤表面覆盖客土,能降低大豆对141Ce的吸收和积累,效果十分明显,当客土覆盖厚度为12cm时,豆根、豆秸、豆壳和豆籽中141Ce比活度分别下降了83.5%、30.6%、13.7%和11.8%;大豆中吸收积累的141Ce比活度随客土覆盖厚度的增加而下降,其中豆根中141Ce比活度与覆盖的客土厚度呈指数负相…     

客土覆盖对降低放射性锶在作物中积累的效应

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了客土覆盖对降低大豆和白菜(尤其是作物的可食用部分)中⁸⁹Sr积累的效应.结果表明客土覆盖能有效降低大豆和后茬白菜对⁸⁹Sr的吸收和积累,当客土覆盖深度为9cm时,豆籽、豆壳、豆秸和豆根中⁸⁹Sr比活度分别下降了82.8%、56.4%、38.7%和66.5%,后茬白菜下降了68.8%;作物中吸收积累的⁸⁹Sr比活度随客土覆盖深度的增加而下降,实验数据线性回归分析表明两者间呈显著线性负相     

结合态氚在作物生态系统中的形成动态

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了氚水在玉米、大豆和水稻中结合态氚形成的动态过程,并探讨了结合态氚形成的机理.结果表明,土壤(或水)中的氚水通过作物根系吸收进入作物体内,并在作物各部位形成结合态氚;作物体中结合态氚的比活度随时间呈增加趋势;作物籽粒中的结合态氚的比活度约为2～3Bq/g,玉米籽和稻谷中结合态氚的比活度高于其余部位,而大豆籽则与其他部位相当.对3种作物中结合态氚比活度的变化动态进行指数回归分析得:玉米、大豆和水稻中的比活度分别为C_m(t)=1.14(1-e^-0.0509t)、C_s(t)=1.65(^1-e-0.0595t)和C_r>(t)=1.29(^1-e-0.1027t),经方差分析表明,各拟合方程较好地反映了氚水在玉米、大豆和水稻中结合态氚形成的动态.     

放射性核素60Co在蚕豆-土壤系统中的迁移动力学

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了60Co在蚕豆-土壤系统中的迁移和分配动态.结果表明,60Co由表层土壤进入系统后即在系统中发生迁移,经根吸收的60Co能够向其他各部位迁移.蚕豆植株中60Co比活度起初随时间迅速增高,当达到某一最大值后开始下降.根中60Co比活度显著高于植株的其他部位,蚕豆各部位中60Co比活度的大小顺序为根>豆秸>豆壳>豆粒;土壤中60Co主要滞留于表层6cm内,其比活度与距土壤表层深度呈单项指数负相关;60Co在蚕豆-土壤系统中比活度的动态变化规律由多项指数描述;蚕豆对土壤中的60Co具有一定的富集能力.     

蚕豆-土壤系统对14CO2的吸收和积累

为了探明14CO2在环境中的行为,采用核素示踪技术研究了蚕豆-土壤系统对14CO2的吸收和积累动态.结果表明,通过蚕豆叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会向蚕豆其他部位组织输送并形成积累趋势,被检测到的14C比活度数值比较大,表明空气中的14CO2易于通过叶片吸收而进入蚕豆各组织器官中;蚕豆各部位组织中14C比活度随时间呈线性增长,增长速率介于20.3~45.1Bq/(g×d),大小次序为:叶>茎>根>豆壳>豆粒.蚕豆对14CO2(14C)具有较强的富集作用,各部位的富集系数随时间呈快速增加, 其中叶片中的富集系数最高(56d时高达31.61),豆壳次之(56d时达25.57).利用蚕豆的这一富集特性可监测大气14CO2污染的情况.     

钷－147在模拟水域生态系中的行为

研究了在模似池塘小生境中,147Pm在水体、土壤及水生生物之间的转移和积累情况,建立了动力学模型。结果表明：其行为符合一级反应动力学模式;水生植物对¹⁴⁷Pm的浓缩能力最强;鱼对¹⁴⁷Pm的吸收极少;¹⁴⁷Pm在土壤中的渗透力较弱,80％浓缩于泥土表层1cm内。因此,水生植物可作为¹⁴⁷Pm污染水体的环境监测指示生物,并可用于净化被¹⁴⁷Pm污染的水体;土壤可以沉淀水体中的147Pm,对去污有一定效果。     

放射性物质污染及其防治

沉万912(X犯01日】)结合态氛在作物生态系统中的形成动态/史建君…(浙江大学原子核农业科学研究所,农业部核农学重点开放实验室)//中国环境科学/中国环境科学学会一2(X)1,21(5)一粼抖一叨7环图x一58 采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了氛水在玉米、大豆和水稻中结合态抓形成的动态过程,并探讨了结合态氖形成的机理。结果表明,土壤(或水)中的佩水通过作物根系吸收进人作物体内,并在作物各部位形成结合态氟;作物体中结合态氟的比活度随时间呈增加趋势;作物籽粒中的结合态氖的比活度约为2一3Bq/g,玉米籽和稻谷中的结合态氖的比活度高于其…     

14C在水-金鱼藻系统中的消长动态

采用同位素示踪技术研究了14C在水-金鱼藻系统中的消长动态,并运用计算机拟合建立其动力学模型.结果表明,引入水体的14CO32-离子由于金鱼藻的吸附、吸收及转化分解为14CO2气体散逸而使水体中的14C比活度快速下降.金鱼藻因其羽状复叶具有较大的比表面积而对水体中的14C有较强的吸附、吸收作用,其对14C的积累主要在新叶组织中.新叶中14C比活度在第21d出现最大值(29656.59Bq/g),分布百分比达86.34%;水体中14C的消失动态和金鱼藻对14C的积累动态均遵循一级反应动力学模型;金鱼藻各部位对水体中的14C均具有很强的富集作用,可用来监测和净化被14C污染的水体.浓集系数(CF)与时间(t)呈线性关系.     

湖泊基质客土改良的环境效应:对芦苇生长及光合荧光特性的影响

湖泊底质对根着水生植物生长发育有重要的影响,通过滨岸底质植生性改良、重建水生植被被认为是污染湖泊生态修复的重要手段.本研究模拟5种客土厚度对芦苇生长和叶绿素荧光参数的影响,结果表明,覆盖5 cm处理芦苇总生物量、株高、叶长和叶宽显著大于覆盖18 cm处理(P0.01),实验第120 d,地下/地上部生物量和细根/地下部生物量显著大于其他处理(P0.05).表明覆盖18 cm显著抑制芦苇生长,但对照组富营养底质可能对芦苇生长造成轻微胁迫,随覆盖厚度增大,显著降低芦苇的地下部/地上部生物量比值,芦苇优先生长地下部,特别是细根的生物量,以便从底质中吸收更多养分供植物生长.不同处理芦苇F_v/F_m、Yield、q P和q N变化差异不显著(P0.05),覆盖厚度越大,芦苇光合结构PSⅡ更易受到损坏,主要是通过较高的热耗散、降低叶片光合面积与叶片捕光色素含量来维持光合结构PSⅡ保持正常.就客土改良对芦苇生长与叶绿素荧光参数总体影响而言,覆盖2 cm和5 cm能有效改善基质Eh和营养条件,促进植物生长,其中覆盖2 cm处理能有效地提高芦苇光合利用效率(α)、相对电子传递速率(ETRmax)和半饱和光强(E_k),覆盖18 cm使得芦苇对冬季的低光抑制有更强的适应能力.     

好氧颗粒污泥和絮状污泥脱氮性能及细菌种群分析

比较了SBR反应器中好氧颗粒污泥和絮状污泥对不同浓度氨氮废水的去除情况,并采用定量PCR(RT-PCR)和末端限制性酶切片段长度多态性(T-RFLP)技术研究了2种污泥中氨氧化细菌数量和细菌组成的变化.结果表明,100～500mg/L的氨氮对2种污泥去除COD的影响不大,而氨氮的去除率随着其浓度的上升而下降,絮状污泥的氨氮去除率略高于颗粒污泥(10%～16%).絮状污泥和颗粒污泥中氨氧化细菌的数量分别为2.80×10⁴～3.44×10⁴,7.83×10⁴～1.18×10⁵个/g干污泥.絮状污泥中细菌种群数量高于颗粒污泥,且两者的变化趋势与氨氮去除率的变化基本一致.     

不同有机物料对水稻根表铁膜及砷镉吸收转运的影响

通过盆栽试验研究了油菜秸秆、蚕豆秸秆、泥炭、猪粪堆肥和生物炭这5种有机物料对贵州石灰岩黄壤区某砷（As）和镉（Cd）复合污染稻田土壤As/Cd有效性、水稻根表铁膜及As/Cd吸收转运的影响.结果表明,施用有机物料显著提高了有机质和水稻生物量;除油菜秸秆对土壤pH值影响不明显外,施用有机物料显著提高土壤pH值,使土壤有效Cd含量降低34.77%~82.69%;猪粪堆肥和生物炭使土壤有效As含量显著提高,油菜秸秆和泥炭处理使土壤有效As含量显著降低;施用有机物料有助于水稻根表铁膜的形成,并使其中Cd、As含量分别提高17.73%~151.03%和28.49%~94.86%,使水稻糙米Cd含量降低15.87%~79.45%,As含量降低27.04%~82.51%,降幅以生物炭处理最大;有机物料还显著降低Cd在根-茎-叶-籽粒的转运系数及As从茎向籽粒转运系数.相关分析表明,土壤pH、有效Cd和铁膜Cd含量是影响籽粒Cd累积的主要因素,土壤pH、有机质和铁膜As含量是影响籽粒As累积的主要因素.有机物料通过改变土壤pH、有机质含量及铁膜中As和Cd含量,影响水稻对As和Cd的吸收和转运.     

农作物残体制备的生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附作用

将稻草、稻壳、大豆秸秆和花生秸秆低温热解制备生物质炭,用平衡吸附实验和淋溶实验研究了制备的生物质炭对阳离子染料亚甲基蓝的吸附及对水体中亚甲基蓝的去除效果.结果表明,生物质炭对亚甲基蓝有很高的吸附能力,但不同生物质炭之间存在较大差异,4种生物质炭吸附亚甲基蓝能力的大小顺序为:稻草炭>大豆秸秆炭>花生秸秆炭>稻壳炭,这一顺序与生物质炭表面负电荷数量和生物质炭比表面的大小顺序基本一致.但亚甲基蓝在生物质炭表面主要发生专性吸附,因为亚甲基蓝的吸附量随介质离子强度的增加而增加,而且亚甲基蓝吸附使生物质炭颗粒的Zeta电位向正值方向位移.Langmuir方程对吸附等温线的拟合效果较好,可以用Langmuir方程描述生物质炭对亚甲基蓝的吸附.由Langmuir方程预测的亚甲基蓝在稻草炭、大豆秸秆炭、花生秸秆炭和稻壳炭表面的最大吸附量分别为196.1、169.5、129.9和89.3 mmol.kg-1.淋溶实验表明,156 g稻壳炭可以将30 L水中亚甲基蓝浓度为0.3 mmol.L-1的染料几乎全部除去,累积吸附量达57.7 mmol.kg-1.生物质炭可以用作高效吸附剂去除染料废水中的亚甲基蓝.     

秸秆还田对水稻镉积累及其亚细胞分布的影响

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同的秸秆还田用量(0.0%、1.0%、2.5%和5.0%)对Cd的亚细胞分布以及在水稻籽粒中积累的影响.结果表明水稻根细胞中的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd的86%~95%,茎叶细胞的细胞壁与可溶部分中的Cd含量相当,分别占总Cd的30%~51%和35%~61%.秸秆按1%和2.5%比例还田能显著提高根中Cd含量,以及细胞壁中Cd含量及其分配比例,并降低水稻体内Cd由根向茎叶转运;但5%的秸秆还田,分蘖期根中Cd含量和细胞壁中Cd含量显著降低,Cd由根向茎叶转运系数提高,灌浆期的根中Cd含量和细胞壁中Cd含量均显著提高,转运系数没有显著变化.大田试验前茬的水稻秸秆和油菜秸秆中Cd含量均较高,分别是0.49 mg·kg~(-1)和0.67 mg·kg~(-1);油菜秸秆单独还田或与石灰一起还田均没有显著影响水稻糙米或秸秆中Cd的积累;水稻秸秆单独还田也没有显著改变水稻糙米或秸秆中Cd的积累,但与石灰一起还田时能显著降低糙米和秸秆中的Cd积累;生物炭添加能显著降低水稻体内的Cd积累,且与石灰一起添加降Cd效果更显著.因此,当用Cd污染稻田前茬所产水稻秸秆还田时,建议与石灰一起添加可达到显著降Cd的效果.该研究将为Cd污染稻田的水稻安全生产与秸秆循环利用提供理论与实践指导.     

根茬连续还田对镉污染农田土壤中镉赋存形态和生物有效性的影响

通过盆栽试验研究不同镉污染土壤上分别连作3茬玉米和菜豆,根茬连续还田后对后茬作物生长、镉吸收及土壤中镉赋存形态的影响.结果表明,两种镉污染土壤上分别连作3茬菜豆和玉米,根茬累计还田量占土壤质量的0.4%～1.1%,通过根茬累计还田的镉占土壤全镉的1.3%～3.5%.玉米和菜豆根茬连续还田对后茬大白菜和冬小麦生长均无显著影响,但在镉污染土壤上根茬连续还田后显著增加了后茬大白菜地上部镉含量.根茬连续还田对后茬小麦吸收镉无影响.根茬连续还田增加了土壤轻组有机质含量和模拟镉污染土壤中轻组有机质中镉占土壤全镉的比例.镉污染土壤连续还田玉米根茬后土壤碳酸盐结合态镉含量显著降低,在模拟镉污染土壤上菜豆根茬连续还田显著降低了土壤交换态镉含量,根茬连续还田增加了土壤中氧化物结合态镉含量.     

铀矿浸出液胁迫对种子萌发和幼苗生长及抗氧化酶影响

研究了不同浓度铀矿浸出液对水稻(Oryza sativa L.)、大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)、玉米(Zea mays L.)和绿豆(Vigna radiata(Linn.)Wilczek.)的种子的萌发率、根系和幼苗的早期生长及其抗氧化酶活性的影响.结果表明:低浓度的铀矿浸出液使4种作物种子...     

玉米-土壤和大豆-土壤体系中95Zr的消长动态

采用模拟污染物的同位素示踪技术进行了⁹⁵zr在2种作物-土壤体系中的消长动态研究,并应用库室模型和非线性回归方法确定了各体系的拟合方程.结果显示:①玉米和大豆从土壤中吸收的⁹⁵Zr主要集中在根部,且根部中的⁹⁵Zr比活度随时间呈缓慢增加,并在经历一段时间后逐渐趋于动态平衡;其余各部位的比活度较低,较大部分接近于本底水平,表明⁹⁵Zr被玉米和大豆根系吸收后不易在其体内迁移、输运;②喷施进入土壤中的⁹⁵Zr主要滞留在表层(0～8cm)土壤中,其量占总量的97.5%以上,表明⁹⁵Zr被表层土壤吸附,不易随水流向下迁移;③对实验数据进行回归分析,得玉米和大豆植株中⁹⁵Zr比活度的消长动态拟合方程为C_m(t)=3.2067(1-e^01582t)和C_b(t)=3.0925(1-e^-0.1363t),经方差分析,表明回归方程较好地反应了⁹⁵Zr在玉米-土壤和大豆-土壤体系中的消K动态.     

秸秆及生物炭添加对猪粪沼渣施肥水稻重金属积累的影响

秸秆还田在重金属污染稻田中被广泛应用并日益推广,其对土壤中重金属生物有效性和水稻重金属吸收积累产生的影响不容忽视.本研究选用因连续10年以上施用生猪沼渣沼液而导致重金属超标的水稻土,通过盆栽试验研究了不同的秸秆还田方式(直接还田或生物炭还田)与用量(0、1%、2%、4%和8%)对水稻重金属吸收积累的影响.结果表明,长期施用沼渣沼液可导致土壤重金属富集,其中,铜(Cu)、锌(Zn)和镉(Cd)含量高于国家土壤环境质量二级标准;秸秆或生物炭添加提高了水稻根或茎叶中重金属的截留,降低了籽粒中的积累;秸秆还田对于水稻Cu的吸收积累控制效果显著,添加1%、2%、4%和8%的秸秆分别使糙米中的Cu含量降低了35%、51%、64%和71%;生物炭添加对于控制水稻Cd的吸收积累效果显著,1%、2%、4%和8%生物炭添加量分别使水稻Cd的积累降低了21%、33%、36%和35%.对于Zn的吸收积累,两种还田方式均具有显著的控制效果;但在As污染稻田,秸秆直接还田应慎重,因为秸秆添加可显著提高糙米中As的积累.通过对比不同的秸秆还田量对控制糙米中重金属积累的效果,同时考虑该区域重金属的污染状况和还田成本,推荐在该施肥区域实施2%的秸秆直接还田.该研究将为水稻安全生产与农业废弃物循环利用提供理论与实践指导.     

不同结构改良剂对铜镉污染土壤水稻生长和重金属吸收的影响

本研究以铜（Cu）、镉（Cd）污染水稻土为对象,通过水稻盆栽试验研究聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）和腐殖酸（HA）这4种结构改良剂对水稻生长和重金属吸收的影响.结果表明,与对照处理相比,施用结构改良剂处理水稻株高和秸秆重分别增加了7.34%~22.0%和10.0%~32.2%,结构改良剂用量越高,增幅越大.施用0.4%的结构改良剂对水稻有一定的减产效应,籽粒重比对照处理降低了6.70%~32.6%.施用结构改良剂对土壤pH值无影响,但显著降低了土壤有效态Cu （5.38%~39.7%）和Cd含量（6.98%~59.6%）,水稻根、秸秆和稻米中Cu含量分别降低了0.88%~27.2%、8.50%~45.2%和3.41%~31.2%,Cd含量分别降低了5.93%~20.5%、10.0%~51.4%和3.12%~50.7%,PAA处理的降幅最大、PVA处理的降幅最小.结构改良剂降低了Cu和Cd从根系向秸秆的转运系数,但增加了Cu和Cd从秸秆向稻米的转运系数.总体来看,施用结构改良剂促进了水稻生长,抑制了水稻对Cu和Cd的吸收,对重金属污染土壤具有一定的修复效果.