广东赤红壤,红壤重金属镉的农作物污染效应及其临界含量研究

本文通过在广东地区的盆栽试验,研究了在广东赤红壤、红壤土质条件下,土壤重金属镉对水稻和花生的污染效应,并在此基础上提出了广东地区赤红壤及红壤土的临界含量。     

赤红壤、砖红壤矿物油污染效应研究

本研究采用盆栽试验法,研究了赤红壤、砖红壤中矿物油对水稻、花生的生理生态影响和矿物油在土壤中的净化。研究结果表明:矿物油对第一季水稻生长发育影响不大,对第二季则表现出明显的抑制作用,低浓度矿物油对花生生长发育有促进作用,高浓度则对其起抑制作用;收获后,水稻各部分及水稻土,花生根及花生土油残留均与投油量呈极显著的直线正相关关系,油在作物根部最易积累;种植两季水稻后,油在赤红壤、砖红壤中的净化率分别为80％以上和50％左右。最后,根据上述研究确定了赤红壤、砖红壤的矿物油临界含量分别为270.90mg/kg和318.92mg/kg。      

模拟酸雨作用下红壤镉释放的研究

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨影响下4种红壤镉的释放特征.结果表明,酸雨加速了红壤中镉的淋溶损失,其对红壤镉释放的影响表现在两个方面,在同一酸度的淋溶液作用下,镉释放量一般随淋溶量的增加而增加;在同样强度的淋溶量下,淋溶液的pH值越低,镉的释放量越大.镉累积释放量与淋溶量的关系可用一元二次方程描述.酸雨增加了水体中镉的负荷,从而加重了镉对环境的危害.     

红壤处理厦门龙舟池海水的试验研究

近年来,龙舟池富营养化问题日趋严重。以富含铁、铝氧化物的红壤为材料,研究了红壤对水体中磷、氮的吸附特征,并利用该红壤进行了去除龙舟池海水中磷、氮的室内模拟实验。实验结果表明:该红壤对磷、氮的吸附效果较好;红壤对磷的吸附符合Langmuir等温吸附方程,达到显著水平,其最大吸附量达163.9mg/kg;对低浓度下氨氮的吸附符合Henry线性等温吸附方程;当水土比为50:1、振荡时间为45min和pH值近中性时对海水中磷、氮的去除效果较好。     

pH值对红壤和黄土中铊的吸附-解吸特征的影响

研究了不同pH条件下红壤和黄土对毒害重金属铊的等温吸附-解吸行为,结果表明,Tl+在红壤和黄土中的吸附量均受pH值影响明显。红壤中,在pH=2时吸附量最小,吸附率为3%,吸附量和吸附率随着pH的升高而增加,在pH=10时,吸附量为89.93 mg/kg,吸附率为61.3%;黄土中,pH从4增加到6时,吸附率增加明显,从14%骤升至71.2%,pH=10时,最大吸附量为139.67 mg/kg,吸附率最大为83.8%。红壤和黄土的吸附都符合Langmuir和Temkin方程。解吸过程中,pH=2时,红壤和黄土的解吸率最高,并且解吸率随着初始浓度的增加而增大,最大分别达到78.6%和85.2%,同等条件下,黄土的解吸率高于红壤;在pH=4～10,红壤的解吸有一定的滞后现象,而黄土解吸量随吸附量的增加近似线性增加,无明显滞后现象。     

广州地区赤红壤和植物的砷背景值状况研究

本文调查了广州东北部赤红壤地区的土壤、植物中砷的环境背景值，探讨了广州赤红壤中砷背景值的含量特征，发生和分布规律，不同形态的组成性质及其影响因素，并对广东赤红壤与华南砖红壤、红壤进行了砷背景值的比较研究。     

油菜-水稻轮作对作物吸收累积镉的影响

通过田间试验,利用不同吸镉特性的油菜与水稻轮作,研究镉污染农田土壤上不同轮作体系中植物对重金属的吸收累积规律,探索重金属污染土壤上农产品安全生产模式。研究结果表明:在镉污染农田土壤上,2个不同吸镉特性的油菜品种籽粒的产量没有显著性差异,高积累镉油菜品种朱苍花籽的籽粒中镉含量为0.29 mg/kg,超出食品污染物限量标准值的45%;而低积累镉油菜品种川油Ⅱ-93籽粒中镉含量为0.14 mg/kg,符合标准限值。2个油菜品种根系对根际土壤中的镉有不同程度的活化作用,川油Ⅱ-93的根际土有效镉含量由0.41 mg/kg上升到0.72 mg/kg,增长75.6%;朱苍花籽根际土中有效镉含量由0.45 mg/kg上升到0.55 mg/kg,增长22.2%。油菜收获后显著影响了下茬水稻糙米中镉的含量,油菜朱苍花籽成熟收获后种植水稻的轮作体系中,糙米中镉含量为0.22 mg/kg,超过标准限值10%,而其他轮作体系中糙米镉含量符合标准限值。通过品种筛选可以实现镉污染农田土壤的作物安全生产。     

广东赤红壤的特征及其开发利用

本文介绍了广东省赤红壤的分布与面积、形成条件和形成过程的特点、土壤特性及开发利用。     

土壤藻结皮对高镉农田表层土壤的改良作用研究

为探索高镉农田土壤的环境友好型改良方法,利用镉污染土壤中筛选的丝状蓝藻培植土壤藻结皮,在土壤藻结皮发育过程中通过测定土壤表层以下0～7 cm各分层土壤的pH值以及土壤中有机质、碱解氮含量和镉的吸附量,研究了土壤藻结皮对高镉农田表层土壤的改良作用。结果表明：人工土壤藻结皮层的生物量在80 d内从0.03 mg/g DWSAC(干重藻结皮)增加至0.73 mg/g DWSAC;藻结皮层土壤中有机质含量从22.6 g/kg增加至29.6 g/kg; pH值从6.24增加至7.02,碱解氮含量从126 mg/kg增加至214 mg/kg;土壤初始镉含量为2.53 mg/kg,表层0～0.5 cm土壤中镉的吸附量达到0.55 mg/kg,说明土壤藻结皮能够有效改善高镉农田表层土壤环境。该研究结果可为镉污染农田土壤的生物修复提供理论依据。     

碎米荠对硒、镉超富集特性研究

超富集植物在营养元素生物强化及重金属污染植物修复技术领域有重大应用前景。通过野外调查和栽培实验,研究了碎米荠植物对硒镉的吸收富集特征。研究表明:野生碎米荠中Se含量达数百mg/kg,叶片中Se最高含量为1 365 mg/kg。地上部Se的生物富集系数在2.8~43.8的范围内,大部分超过10;生物转移系数在0.46~1.88之间,大部分大于1。地上部Cd含量都超过了100 mg/kg,叶中的Cd含量大部分在400~800 mg/kg之间。富集系数都大于1,且农田及小溪流域植株地上部Cd的生物富集系数高达几十甚至上百,Cd的生物转移系数大部分超过1。露天栽培条件下,碎米荠中的硒镉含量随盆栽土壤中硒镉浓度的上升呈现出先增加后降低的特征,当Se含量为50 mg/kg时植物中的Se含量最高,此时地上部Se含量为995 mg/kg,地下部Se含量1 100 mg/kg。当Cd浓度为80 mg/kg时,植株当中Cd含量最高,地上部和地下部中的Cd含量分别高达550 mg/kg、337 mg/kg。研究认为湖北渔塘坝发育的碎米荠植物是硒镉多元素超富集植物,在硒镉生态环境污染修复方面具有重大应用前景。     

外源Cd在不同类型土壤中的稳定化特征

为明晰镉(Cd)在不同类型土壤中的稳定化特征和有效性差异,以四川省6种主要的农耕土壤酸性紫色土、中性紫色土、石灰性紫色土、灰潮土、典型黄壤和漂洗黄壤为研究对象,通过土壤培养试验,对外源Cd进入土壤后的稳定化时间、化学形态和有效Cd含量进行了对比分析,进一步结合盆栽试验下各土壤中小白菜生物量和Cd含量,探讨了外源Cd在6种土壤中的化学行为和污染效应.结果表明：(1)6种土壤的有效Cd含量在外源Cd添加后的15 d内迅速降低,后趋于平稳.稳定后,漂洗黄壤和酸性紫色土的有效Cd含量显著高于其他4种土壤,石灰性紫色土最低(1.01 mg·kg^-1);(2)6种土壤中的Cd均以可交换态的占比最高(42.51%～56.07%),其次,漂洗黄壤和典型黄壤中的铁锰氧化物结合态Cd,石灰性紫色土中的碳酸盐结合态和灰潮土中的有机络合态Cd的占比相对较高;(3)低含量Cd处理下(0.5 mg·kg^-1),6种土壤中小白菜的生长均无明显抑制,生物量与对照无显著差异,但可食部位Cd含量却有不同程度地富集,表现为典型黄壤和漂洗黄壤显著高于其他4种土壤;高含量Cd处理下(...     

农用地土壤Cd有效态含量的安全阈值研究

为科学评估利用累积概率分布曲线研究土壤有效态Cd含量安全阈值的可行性,该研究参考物种敏感性分布法(SSD)的方法原理,以江西省上饶市Cd污染农田为研究对象,在统计分析区域农田土壤重金属总量、有效态含量和水稻籽粒中重金属含量的基础上,采用土壤总Cd含量-土壤有效态Cd含量线性回归方程以及基于Logistic函数分布模型的累积概率分布曲线模拟计算,分别推导土壤中有效态Cd的安全阈值并对比分析. 结果表明:研究区农用地土壤存在较大范围的Pb、Cd超标现象,点位超标率分别为54.70%和68.38%,土壤有效态Cd含量较高,平均值为0.22 mg/kg;研究区有34.98%的点位存在糙米Cd含量超标,Cd是研究区农用地土壤和糙米中的主要污染物. 通过线性回归方程和《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的土壤筛选值,反推计算研究区农用地土壤中有效态Cd含量的阈值为0.149~0.183 mg/kg. 利用Logistic函数分布模型拟合基于有效态Cd含量的累积概率分布曲线,保护当地95%的糙米不超标的土壤有效态Cd含量的安全阈值为0.160 mg/kg. 研究显示,基于累积概率分布曲线法推定重金属有效态含量安全阈值较为科学,建议用作当地重金属污染农用地土壤钝化修复目标值,并对其他Cd污染农用地土壤的修复治理具有参考意义.      

自然富硒土中Se对不同水稻籽粒吸收Cd的影响

通过水稻盆栽试验,在高低两种自然富硒土壤上种植3种水稻。结果发现,水稻籽粒Se含量与土壤中Se含量呈正相关,而土壤硒含量过高会降低水稻籽粒的产量。在添加Cd下,高富硒土种植的博优998、秋优998、金稻优998等水稻籽粒Cd含量比低富硒土分别降低了26.99%、10.28%、13.48%,说明土壤中适量的Se对水稻籽粒吸收Cd有拮抗作用。另外,秋优998富集Se、Cd的能力最强,生物产量最低,金稻优998达到富硒效果,而富集Cd的能力最弱,且生物产量较高,在筛选品种时,应优选金稻优998。     

铵态氮肥和腐殖酸协同促进孔雀草对土壤中Cd的去除

为了提升孔雀草(Tagetes patula L.)对镉(Cd)污染土壤的修复潜力,通过田间试验,研究铵态氮肥和腐殖酸对孔雀草生长以及土壤中Cd去除的影响.结果表明,氮肥(N)与氮肥和腐殖酸联用处理(NHA)可显著提高孔雀草的生物量;与对照(CK)相比,NHA和N处理下孔雀草地上部生物量分别提高了 2.49倍和1.52倍(肥东土壤),提高了 2.28倍和1.74倍(长丰土壤).在孔雀草生长期间,氮肥和腐殖酸能够降低土壤pH值,尤其是NHA处理;NHA处理较CK处理在肥东和长丰土壤上pH值分别降低了 0.76和0.84个单位;腐殖酸处理(HA)能显著提高肥东与长丰土壤中DOC的含量.NHA和HA处理能显著促进孔雀草根系生长发育,改善孔雀草的根系形态特征.在肥东和长丰土壤中,与CK相比较,NHA处理土壤有效态Cd含量分别增加了 64.1％和53.1％,孔雀草Cd的累积量分别增加了 7.17倍和4.15倍;NHA处理的土壤Cd去除率最高,在肥东和长丰土壤上分别达到17.06％和14.08％.本研究表明在强化孔雀草修复重金属Cd污染土壤方面,铵态氮肥和腐殖酸的联用具有潜在应用前景.     

两种外源有机酸对土壤Cd形态及秋华柳Cd积累的影响

秋华柳(Salix variegate Franch.)因具有良好的重金属耐受和积累能力,常被作为重金属污染土壤修复工程物种.通过盆栽模拟试验,分析了不同浓度外源草酸和酒石酸处理下土壤Cd形态的变化和秋华柳Cd含量的积累特征,以探究外源有机酸在Cd污染土壤植物修复中的应用潜力.结果表明:添加外源酒石酸可显著降低土壤非有效性Cd含量,增加土壤中以可交换态Cd为主的有效性Cd含量,促进了秋华柳对Cd的积累,同时也显著提升了植株的富集系数,其中添加5 mmol/kg酒石酸的处理效果最佳.与CK相比,添加5 mmol/kg外源酒石酸可显著增加秋华柳根、茎和叶中的Cd积累量,地上、地下部分和全株的Cd积累量分别提升了62.2%、75.9%和78.4%,地上和地下部分富集系数分别提升了173.0%和178.8%.添加外源草酸对土壤有效性Cd含量没有显著影响,秋华柳根、茎和叶的Cd含量和积累量无明显提升.研究显示,添加较低浓度的酒石酸更有利于增加土壤中可交换态Cd含量和有效性Cd含量,促进秋华柳对土壤中Cd的吸收和积累,增强秋华柳对Cd污染土壤的修复能力,可应用于Cd污染土壤的植物修复.      

抗铅、镉菌株对土壤铅、镉生物有效性的影响

将从土壤中分离到的2株能同时耐铅(Pb)、镉(Cd)的抗性菌株(编号为H1和H2)分别接种至Pb、Cd污染的土壤中进行小白菜盆栽试验,研究2株抗性菌株对土壤Pb、Cd生物有效性的影响。结果表明:H1菌株可专一性的钝化交换态Cd,降幅为43.78%,并能显著促进小白菜地上部生长,与对照相比增产79.62%;H2菌可同时降低交换态Pb、Cd的比重,降幅分别为30.31%和27.61%,但小白菜产量与对照无显著差异。此外,与对照相比,接菌处理均能显著降低小白菜地上部Pb、Cd含量。     

基于GIS和地积累指数法的内江市城市土壤镉含量及污染评价

为全面了解内江市城市土壤镉含量及污染状况,系统采集了406个土样,调查了内江市土壤中Cd的空间分布特征,并采用GIS技术和地积累指数法评估了内江市土壤Cd污染程度。结果表明,内江市城市表层土壤和下层土壤镉平均含量均大于我国土壤环境质量标准(GB15618-1995)中的二级标准限定值(0.3mg/kg),表层和下层土壤镉含量超出土壤环境标准质量值样点数占总数的比例分别为94.6%和88.2%,内江市城市土壤镉含量具有显著的积累趋势;内江市城市土壤镉的地积累指数的平均值表层为0.66,下层为0.30,处于轻度污染至中度污染水平,表层土壤镉污染水平强于下层;Kriging插值发现,内江市城市土壤镉污染程度的等级为无污染、轻度至中等污染、中等污染,表层和下层土壤轻度至中等污染级别以下的面积比例分别为72.19%、96.26%,总体来说,内江市城市土壤镉污染水平较轻。     

农地土壤重金属Pb和Cd有效性测定方法的筛选与评价

作物重金属累积主要受土壤中重金属有效性的制约,由于土壤种类和污染特征的差异,目前尚无公认的有效态测定方法.为筛选建立适宜土壤铅（Pb）和镉（Cd）有效性评价的方法,本文选择重庆市4种性质差异较大的典型农地土壤：酸性紫色土、中性紫色土、石灰性黄壤和钙质紫色土,系统比较了氯化钙（CaCl₂）、醋酸铵（NH₄OAc）、盐酸（HCl）、乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA）和二乙基三胺五乙酸（DTPA）这5种化学提取方法与梯度扩散薄膜技术（DGT）对供试土壤Pb和Cd的提取能力,并以黑麦草为指示植物开展盆栽试验,探讨不同提取剂提取量与植物Pb和Cd累积能力的相关性,进而综合评价不同方法的适宜性.结果表明,不同提取方法对Pb和Cd的提取量存在明显差异：酸性紫色土和石灰性黄壤中以HCl-Pb提取态含量最高,中性紫色土和钙质紫色土中则以EDTA-Pb提取态含量最高;除钙质紫色土以EDTA-Cd提取态含量最高外,其余3种土壤则是以HCl-Cd提取态含量最高.考虑提取量与植物吸收量之间的相关关系,在相同类型土壤上,可选择除CaCl₂外的5种提取方法作为Pb的评价方法,Cd则是6种提取方法均较适合.在不同类型土壤中,EDTA-Pb提取态和DGT-Cd提取态含量与黑麦草地上部Pb和Cd含量相关性最高,相关系数分别为0.941和0.919,说明EDTA提取适用于不同类型土壤间Pb生物有效性的比较与评价,而Cd则以DGT技术最好,化学提取剂中以HCl较为适宜.     

污泥中的DOM对中国土壤中Cd吸附的影响Ⅰ.纬度地带性差异

研究了中国不同纬度地带土壤中水溶性有机质（DOM）对Cd的等温吸附行为影响的差异，并进一步探讨其作用机理。研究结果表明：在南方酸性土壤中，DOM对Cd吸附的影响以促进作用为主；而在北方的中性和碱性土壤中，主要表现为抑制作用。同一土壤中，DOM对A层土壤中Cd吸附的抑制作用大于B层，这与A层土壤TOC含量较高有关。DOM的酸碱缓冲作用和土壤对DOM的吸附作用是影响DOM对Cd吸附抑制作用的两个主要因素。