耕地土壤中交换态钙镁铁锰铜锌相关关系研究

应用主成份分析、聚类分析和相关性分析对沈阳市郊区1994个耕地土壤样本(0-20cm)的交换态钙、镁、铁、锰、铜、锌含量进行研究，结果表明，影响钙与镁、铁与锰、铜与锌分布的主因子分别在相同的主成份组中，钙与镁、铁与锰、铜与锌之间的相关系数较大，铁、锰、铜、锌之间均为极显著正相关关系，钙与铁、锰、铜、锌均为负相关关系，说明元素的生物地球化学属性对其地理分布有较大的影响。     

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。     

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),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。     

土壤中植物有效锰的形态分级

用4种方法测定土壤有效态锰含量,并加以比较和评价,从而确定出最优的土壤有效锰测定方法。研究结果表明,采用一种顺序浸提的方法能比较准确地反映土壤的供锰状况,锰组分及其相应浸提剂为易溶态锰(O.05mol／LCa(NO     

磷胁迫对水稻基因型根系形态及吸收铁锰铜锌的影响

采用营养液培养方法研究了缺磷胁迫下4种水稻基因型(90-90—1、金23A、90-68-1、CDR22)的根系形态变化情况及其吸收微量元素铁、锰、铜、锌的影响。结果表明，(1)磷胁迫下，每个基因型在磷胁迫下其根系形态发生了明显变化、如根长、根冠比均呈增加趋势，并且根表有红棕色铁氧化物膜包被。(2)磷胁迫下根系形态的变化影响了水稻对生长介质中铁、锰、铜、锌的吸收：正常水稻植株中铁、锰、锌的含量高于磷胁迫植株，其中磷营养状况对水稻吸收铁、锰影响最明显；而磷营养状况对水稻植株铜含量的影响与铁、锰、锌正好相反，且影响程度较小。     

北方常见农作物根际土壤中铅、锌的形态转化及其植物有效性

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了北方地区常见农作物对污染土壤中铅(Pb)、锌(Zn)的形态转化及其植物有效性的影响。土壤Pb、Zn形态分析结果显示,与非根际土壤相比,多数作物根际可交换态、碳酸盐结合态、有机质结合态Pb比例降低,而铁锰氧化物结合态、残渣态Pb则显著增加;Zn则表现为可交换态比例略呈降低趋势,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态与有机质结合态升高,残渣态Zn则大幅下降。这提示,作物根际土壤Pb存在由松结合态向紧结合态转化的现象,从而植物有效性降低;而根际土壤Zn的形态变化则与Pb相反,即由紧结合态向松结合态转化,相应地提高了Zn的植物有效性。     

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。     

水稻不同生育期土壤砷形态分布特征及其生物有效性研究

采用田间原位试验和Tessier连续提取方法,在水稻（Oryza sativa L.）不同生育期研究了重金属复合污染高、中、低3个水平下的土壤砷的形态分布特征及其生物有效性。结果表明：在水稻不同生育期中,土壤各种形态的砷质量分数均表现为高污染水平土壤〉中等污染水平土壤〉低污染水平土壤;土壤中砷在水稻整个生育期均以残留态为主,占90%以上,交换态砷所占比例最低,不到0.5%;不同形态砷之间大都显著正相关,但是两种有效性较高的砷形态（交换态和碳酸盐结合态）与有机态砷之间的相关性较差;土壤砷的生物有效性表现为高污染水平土壤〉中等污染水平土壤〉低污染水平土壤,且随着水稻生育期的延长,土壤砷的生物有效性逐渐升高。     

不同耕作制度对土壤中锰赋存形态及其有效性的影响

以花岗岩母质发育的旱地红壤和水稻土为研究对象，探讨了不同耕作制度下土壤中锰的赋存形态及其生物有效性。结果表明：在水旱轮作条件下，土壤中的锰更多地以代换态和晶形铁结合态存在；旱作土壤中的锰则较多地以有机态和无定形铁结合态存在．然而，单位有机质络合的锰量却是水稻土大于红壤。水旱轮作措施具有活化锰的作用，使得土壤中锰有效性更大并且主要以代换态存在。旱作土壤则不同，土壤活性锰除来自代换衣外，尚有大约４５％以有机态或无定形铁结合态存在。     

植物对污灌区土壤锌形态的影响

通过大田试验研究种植5种植物(玉米、向日葵、大豆、高粱、菊花)对污灌区土壤锌形态的影响.结果表明,污灌区土壤中锌含量均未超过国家二级标准,且主要以残留态存在.土壤中各形态锌与种植前相比,除可交换态锌呈增加趋势,其余各形态锌均呈下降趋势.其中可交换态锌在向日葵土壤中增加最明显,达24.19%;碳酸盐结合态锌在玉米土壤中下降最明显,达47.68%;铁锰氧化物态锌和残留态锌在菊花土壤中下降最明显,分别达35.65%、27.46%;总锌和有机结合态锌在向日葵土壤中下降最明显,分别达15.68%、44.23%.土壤中可交换态锌含量与植物籽粒中锌含量显著相关(P<0.05),适于用作土壤锌污染的生物评价指标.土壤中锌的生物活性系数与种植前相比,在玉米、高粱和菊花土壤中呈降低趋势,其中在玉米土壤中降低最明显,达31.43%,在大豆和向日葵土壤中呈增加趋势.总之,向日葵籽粒中重金属锌含量超出食品中锌限量标准(GB13106-1991),不宜在污灌区种植;玉米、高粱、大豆等植物籽粒中重金属锌含量均未超出食品中锌限量卫生标准(GB13106-1991),可以在污灌农田长期种植.     

粤东凤凰山茶区土壤锰、锌赋存形态特征及对茶叶的有效性

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个茶园土壤Mn和Zn的5种赋存形态特征及对茶叶的有效性进行了研究。结果发现,茶区土壤Mn平均含量为337 mg.kg-1,Zn平均含量为166.0 mg.kg-1,Mn和Zn的形态分布规律均表现为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机束缚态>可交换态>碳酸盐结合态。土壤铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态Mn含量以及碳酸盐结合态、有机束缚态和铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤pH值呈显著正相关,可交换态Mn含量与土壤pH值呈显著负相关;有机束缚态Mn、Zn含量以及铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤有机质含量呈显著正相关,而铁锰氧化物结合态Mn含量与土壤有机质含量呈显著负相关。茶区茶叶Mn平均含量为1 046.3 mg.kg-1,Zn平均含量为42.0 mg.kg-1。茶叶Zn含量分别与土壤可交换态、有机束缚态、碳酸盐结合态Zn含量以及有机质含量呈显著正相关;茶叶Mn含量分别与土壤可交换态、碳酸盐结合态、有机束缚态Mn含量呈显著正相关,而与土壤pH值呈显著负相关。土壤pH值和有机质含量对茶区土壤Mn和Zn的化学形态分布及茶叶中Mn和Zn的累积有重要影响。     

熟污泥改良土壤中Cd的形态分布特征和生物有效性

通过苜蓿盆栽实验和Tessier五步提取法,研究了不同比例的堆肥污泥施入黄土后,土壤中Cd的形态分布和生物有效性及重金属在施污土壤-苜蓿中的迁移转化规律。结果表明：不同比例的污泥施入黄土后,随着污泥施入量的增加,土壤中Cd的主要赋存形态由对照组的不可利用态(残渣态)向潜在有效态(铁锰氧化态)转化,污泥的施入提高了重金属Cd的生物有效性;苜蓿的种植对施污根际土中Cd的活性产生了钝化作用,使施污黄土根际土壤中潜在有效态Cd主要向不可利用态的Cd转化;苜蓿各器官对Cd均有富集和转移能力,苜蓿各部位重金属Cd含量的分布规律为：根部>茎叶部;线性回归分析结果表明：碳酸盐结合态Cd是苜蓿茎叶部和根部吸收Cd的主要贡献形态;因此在实际生产时须严格控制污泥的施用量,以避免Cd在苜蓿体内富集危害动物和人体健康。     

锌、镉复合污染对重金属蓄集植物黑麦草养分吸收及锌、镉积累的影响

采用根袋盆栽试验研究了锌、镉单一及复合污染对重金属蓄集植物黑麦草(Lolium perenne L．)生长、养分吸收及锌、镉积累的影响．结果表明,锌、镉单一及复合污染对黑麦草生物量存在不同程度的抑制作用．锌、镉单一及复合污染均明显降低了黑麦草植株N、P、K含量,以锌、镉复合污染对植株养分吸收的抑制作用最大．锌、镉污染共存下,黑麦草对锌、镉的吸收为协同效应．黑麦草吸收的锌、镉主要集中在地上部,以锌、镉复合污染植株对锌、镉的蓄集量最大,其地上部锌、镉含量分别达到3108．72、73．97 mg·kg-1．     

The Potential Impact of Geophagia on the Bioavailability of Iron, Zinc and Calcium in Human Nutrition

Geophagia, the deliberate ingestion of soil, is a complex eating behaviour with obscure aetiology and numerous health/medical problems. It is conventionally assumed that geophagia may help supplement mineral nutrients in individuals with limited intake of trace elements such as Fe and Zn. This view, however, has largely been based on the bulk nutrient composition of geophagic materials and the assumption that these nutrients are potentially available for absorption in the body. We have tested this assumption by equilibrating five geophagic materials collected from Uganda, Tanzania, Turkey and India with mineral nutrient concentrations and conditions similar to the gastrointestinal tract. The results showed that all five geophagic materials, regardless of their composition, sorbed large amounts of Fe and Zn across a range of dietary intake scenarios, even under acidic conditions (pH 2) similar to the stomach. However, significant amounts of Ca desorption were observed from calcareous soil samples. The findings show that while calcareous geophagic materials may supplement Ca, geophagia can potentially cause Fe- and Zn-deficiency. This is consistent with mineral nutrient deficiency problems observed in clinical nutrition studies conducted amongst geophagic populations.     

长江中下游部分城市岸段沉积物中重金属的生物可利用性特征分布

2007年10月对长江中下游部分城市岸段河道底质和边滩共31个站位沉积物中酸可挥发性硫化物(AVS)和4种同时可提取态重金属(SEM)含量及其空间分布特征进行了研究,结果表明:河道底质中∑SEM浓度范围为0.20～0.94μmol/g,平均值为0.45μmol/g;AVS浓度范围为0.01～0.08μmol/g,平均值为0.03μmol/g。边滩沉积物中∑SEM浓度范围为0.35～1.57μmol/g,平均值为0.91μmol/g;AVS浓度范围为0.01～0.14μmol/g,平均值为0.04μmol/g。沉积物中∑SEM与有机碳(R=0.714,p≈0.000)、含水率(R=0.401,p=0.025)和Eh(R=0.368,p=0.042)呈显著正相关关系,而AVS与各个环境因子并不存在显著相关性;依据不同的生物有效性评价方法对沉积物中重金属的生物有效性的判断表明,长江中下游中泓底质沉积物比边滩沉积物中重金属对底栖生物具有更高的潜在危害性。     

单独与混合暴露条件下褶纹冠蚌对Cu、Zn的积累与分布

采用室内模拟方法,在单独与混合暴露条件下研究了褶纹冠蚌(Cristaria plicata)对Cu、Zn的积累与分布特征.结果表明:褶纹冠蚌对水环境中的Cu、Zn具有良好的积累能力,持续暴露8d内,体内各组织重金属积累量基本呈线性上升,其中鳃与外套积累速率最快(p<0.05).Cu在褶纹冠蚌鳃、内脏团和生殖腺中的积累速率与Zn之间存在显著差异(p<0.05),且Cu、Zn之间在各组织中的积累拮抗作用明显.暴露前,Cu含量在褶纹冠蚌体内依次为:生殖腺>外套、内脏团>鳃、足>肌肉(p<0.05),变化幅度为10倍左右;Zn含量依次为:鳃>内脏团>生殖腺>足、外套>肌肉(p<0.05),变化幅度为4倍左右.暴露后,外套和鳃对Cu、Zn的积累量最高,且Cu、Zn含量在不同组织间的变化幅度明显增加.暴露前后,Cu含量在不同组织间的变化幅度均高于Zn.不同暴露条件下,褶纹冠蚌不同组织对Zn的浓缩系数(BCF)明显高于Cu.     

计划烧除攀枝花苏铁林区地面覆盖物对苏铁生长和土壤理化性质的影响

选择攀枝花苏铁林下计划烧除试验后苏铁及其根系周围土壤(0~15 cm)为对象,研究火烧对攀枝花苏铁植株生长、叶片生理和苏铁根系周围土壤理化性质的影响,以期为区域攀枝花苏铁种群恢复和生态环境保护提供理论依据.结果表明:计划烧除区域苏铁成年树的株数及株高没有显著变化,新生叶片数目和幼苗株数相对未烧除区域显著增加,增幅分别达201.66%和317.7%;烧除区域苏铁植株新生叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b,可溶性糖、蛋白质含量,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量,C/N、N/P比与对照区域新生叶片相比无显著性差异,只有类胡萝卜素含量显著降低.计划烧除改变了苏铁根围土壤(0~15 cm)的理化性质,表现在烧除后的土壤含水量、pH值及总N、P、K含量显著降低;但是,火烧显著提高了土壤有机碳(TOC)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)含量,微生物量C、N含量也略有升高;这说明火烧有利于增加苏铁林下土壤养分(N)的有效性,为烧除后苏铁快速恢复生长提供有利条件.     

pH、温度和水土比对酸性土壤溶液中铝离子形态分布的影响

溶液中Al3 、Al-F和有机络合态铝（Al-OM的浓度随pH降低而增加,Al3 在总单核铝中所占比例随pH的降低而增加,而Al-F络合物呈相反的变化趋势.土壤中铝的溶解度与土壤中铝氧化物的结晶形态有关,处于较高纬度地区的土壤,由于铝氧化物的结晶形态较差,在相同pH下,其铝的溶解度较大.土壤溶液中有机络合态铝的浓度随温度升高而增加,在pH不变的情况下,土壤中无机铝的溶解量随温度降低而增加.随水土比增加,土壤溶液中Al3 、Al-F络合物和Al-OM浓度减小,但按每kg土计算的铝溶解量随水土比的增加而增加.