生物质炭施用和不同水分管理对水稻生长和Cd吸收的影响

向实际Cd污染土壤中添加不同质量比(0.5％、1％和2％)的生物质炭,并结合不同水分管理方式,研究该处理对Cd污染土壤的修复效果.结果表明,添加生物质炭提高了淹水处理中水稻各生育期土壤溶液pH值和可溶性有机碳(DOC)质量浓度及土壤pH值,且增幅随生物质炭添加量增加而升高;旱作处理中仅2％生物质炭添加量处理显著提高了各生育期土壤溶液pH值和DOC质量浓度,但所有处理均提高了土壤pH值;生物质炭显著降低了土壤Cd生物有效性,下降幅度达5.09％～68.7％.施用生物质炭后,水稻的株高、稻米产量和水稻总生物量均有显著提高.淹水条件下施用生物质炭显著降低了水稻籽粒中Cd质量比(下降幅度为36.9％～73.4％),而在旱作条件下则增加了水稻籽粒中Cd质量比,这可能与不同水分条件下生物质炭的分解及其携带的Cd有关.研究表明,采用1％生物质炭施用量和淹水的农业措施可有效降低土壤有效态Cd含量和水稻籽粒中Cd含量.     

赤泥使用量对Cd污染稻田水稻生长的影响和修复机理

研究赤泥对中轻度Cd污染的酸性潮泥田稻谷产量和Cd污染修复机理的影响.结果表明,稻谷产量随赤泥施用量的增加呈先增加后下降的变化趋势.早稻以施4 500 kg/hm2赤泥的产量最高,晚稻以施3 000 kg/hm2赤泥的产量最高,分别比不施赤泥增加了11.36％和8.30％;稻草产量与稻谷产量不同,随赤泥施用量的增加而下降.水稻生长各时期土壤pH值和土壤阳离子交换量随赤泥施用量的增加均有不同程度的提高,施用赤泥不仅能在短时间内提高土壤pH值,还具有持续性.赤泥因其呈碱性可提高土壤pH值,而土壤pH值升高将使大量易溶性Cd向难溶态转化,pH值升高是导致土壤Cd活性降低最直接的原因.施用赤泥后土壤有效态Cd质量分数减少是土壤pH值升高与土壤吸附能力增强共同作用的结果.水稻糙米中Cd的质量分数随赤泥施用量的增加而降低.与不施赤泥对照处理相比,早稻施赤泥RM-1、RM-2、RM-3、RM-4和RM-5处理糙米中Cd的质量分数分别降低了10.34％、31.03％、34.48％、41.38％和64.5％,晚稻糙米Cd质量分数分别降低了14.29％、32.14％、35.71％、39.29％和46.43％.其主要原因是施用赤泥后土壤有效态Cd质量分数减少.     

重金属Cd污染对旱田土壤微生物群落的影响

以太原市土堂村的旱田土壤为例,研究了Cd胁迫下对土壤微生物数量的影响。实验结果表明,在Cd质量浓度逐渐增加到10 mg/kg时的单一胁迫下,细菌依然呈显著的正相关;在Cd处于较低浓度时,放线菌和真菌呈正相关,但当质量浓度达到10 mg/kg时,放线菌和真菌开始受到抑制。Cd胁迫下对土壤生物活性的抑制率由大到小为细菌放线菌真菌。从三大菌的总数上看,随着重金属污染时间的增加,细菌、放线菌、真菌三大菌总数逐渐减少。     

石灰对Cd、Pb在土壤-水稻体系中转移和累积的影响

在酸性土壤中,石灰对重金属污染土壤有明显的钝化修复效果。通过土壤盆栽试验,以宜优673(籼稻)为供试作物,研究了添加石灰(消石灰,Ca(OH)2)对Cd-Pb复合污染土壤中Cd、Pb的有效性,以及Cd、Pb在土壤-水稻体系中转移与累积的影响,探讨了石灰降低水稻糙米Cd和Pb累积量的主要途径。结果表明,石灰提高了土壤的p H值,显著降低了土壤Cd和Pb的有效性和根表铁膜中Cd、Pb的质量比,对根系Cd质量比的影响不显著,但显著降低了成熟期根系Pb的质量比。石灰抑制了Cd从根向叶、从茎向叶的转移,抑制了Pb从茎和叶向糙米的转移,最终降低了Cd和Pb在糙米中的累积量。与Cd的累积相比,石灰抑制Pb在糙米中累积的效果更为显著。研究表明,石灰降低了土壤中Cd和Pb的有效量,抑制了Cd和Pb在水稻体内的转移,是降低水稻糙米Cd和Pb累积量的主要途径。     

不同添加剂对Cd污染土壤植物修复的试验研究

研究了4种添加剂对修复镉(Cd)污染土壤的影响.除氯化钙能抑制植株对Cd的吸收外,十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、酒石酸均能促进植株对Cd的吸收.壤土、粘土、砂土中植株生物量的最高值都对应20 mmol/kg氯化钙处理后的植株,其生物量分别比对照样本增加了10％、8％和7％;生物量最低值则是20mmol/kg酒石酸处理后的植株,其生物量分别减少了52％、68％和56％.使用4种添加剂处理后,雪里蕻地下部分的Cd含量远大于地上部分.施加酒石酸和柠檬酸可显著提高Cd向地上部分的迁移能力,十二烷基苯磺酸钠对Cd迁移能力的影响较小,施加氯化钙后Cd的迁移系数下降较快.     

CO_2浓度升高对铜镉污染土壤中水稻N、S、P吸收的影响

采用盆栽试验,研究了CO2浓度升高对铜镉不同复合污染水平土壤中5种粳稻吸收N、S、P的影响。结果表明,在铜镉复合污染下,除千重浪2号外,CO2浓度升高总体上使其他品种粳稻的生物量增加。对低复合污染土壤,CO2浓度升高均降低了稻米N质量比,降低幅度为2.66%~14.02%,但对不同品种稻米S、P质量比的影响不同。对高复合污染土壤,CO2浓度升高均降低了稻米中N、S质量比,降低幅度分别为4.71%~10.35%、10.59%~22.84%,但对稻米P质量比的影响不明显。CO2浓度升高对稻米N、S、P总吸收量的影响与稻米干物重和其N、S、P质量比有关。对低复合污染土壤,除千重浪2号外,CO2浓度升高均增加了稻米对N、S的吸收量,增加幅度分别为6.29%~21.88%、21.34%~26.57%;除富禾77外,其他品种稻米对P的吸收量也有所增加,增加幅度为2.12%~45.48%。对高复合污染土壤,CO2浓度升高均降低了稻米N、S吸收量,降低幅度分别为2.99%~17.33%、10.22%~25.70%,而稻米对P的吸收量有升高有降低。     

黑麦草对TCP污染土壤的修复研究

通过生物盆栽试验研究了黑麦草(Lolium multiflorun L)对2,4,6-三氯酚(TCP)污染土壤的修复作用及其对污染土壤中微生物生物量碳、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的影响.结果表明,培养75 d后土壤中TCP的可提取态质量比随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态TCP质量比的下降.在TCP质量比为1mg·kg-1、10 mg·kg-1、100 mg·kg-1的处理中,种植黑麦草的去除率分别为92.5%、78.2%、55.6%,无植物处理的去除率分别为56.3%、49.2%、37.5%.黑麦草在TCP各质量比处理的污染土壤中能够存活,状态良好.种植植物士壤中的微生物生物量碳以及多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性都存在增加的趋势,明显高于对照土壤(p＜0.05),提高了土壤植物和微生物对污染物的降解能力.同时,高质量比处理对酶的活性也有一定的抑制作用.由于土壤自身具有修复TCP污染的自然本能,种植黑麦草具有强化TCP污染土壤的修复作用,可以通过促进黑麦草生长,增加土壤酶的活性,增强土壤微生物活性,提高黑麦草修复TCP污染土壤的能力.     

广州城市土壤砷的含量及其污染评价

采集广州市城市土壤表层(0～10 cm)426个样品,研究土壤As的含量及其分布特征,采用单因子污染指数评价土壤的As污染状况.结果表明,广州城市土壤砷质量比变幅为1.40～144 mg·kg~(-1),平均值为17.4 mg·kg~(-1).各行政区中,土壤砷平均含量和中值均是越秀区和荔湾区最高;各功能区中土壤砷平均含量以城市公园为最高.根据污染指数判断,有37%土壤样品受到不同程度的砷污染,各行政区中越秀区和荔湾区土壤砷污染最严重,各功能区中城市公园土壤砷污染最严重.城市历史和工业活动与城市土壤砷污染密切相关,建议密切关注城市公园土壤砷污染对人类健康和城市环境质量的影响.     

石油污染土壤对黄豆生长的影响

通过盆栽实验,研究了不同石油烃质量比对黄豆幼苗叶绿素、丙二醛(MDA)含量和SOD活性的影响;通过田间实验,探讨了石油烃对黄豆生长性状、籽粒品质和土壤中微生物群落的影响.结果表明,石油烃质量比为3 000～5 000 mg·kg-1时,对黄豆幼苗叶绿素质量比、MDA含量和SOD活性无显著影响;质量比达到10 000 mg·kg-1时,叶绿素质量比和SOD活性分别降低10.8%和9.8%,MDA含量增加12.4%.田间实验发现,10 000 mg·kg-1处理对黄豆中粗蛋白质、粗脂肪质量分数和出苗率无显著影响,但对黄豆多数生长性状影响显著,有明显毒害作用.土壤中石油烃质量比达到30 000～50 000 mg·kg-1 时,黄豆株高、单株荚数、肉荚比、百粒重、根重、单株产量、生物量、出苗率、粗蛋白质和粗脂肪质量分数显著下降;苯并[a]芘质量比达到5.32～5.59 μg·kg-1,高于国家食品标准所规定的限量(＜5 μg·kg-1);微生物数量,特别是嗜油菌数量显著增加.     

1种钝化剂对3种水稻生长影响及降镉效果的研究

为了考察钝化剂对不同程度污染土壤及不同水稻品种的适应性,采用盆栽试验研究了2种程度镉污染农田土壤(轻度污染土壤和重度污染土壤)中钝化剂的修复效果以及3个品种水稻对镉的吸收。结果表明:添加钝化剂后,2种污染程度土壤的pH值在不同时期均显著提高(轻度污染土壤pH值提高了0. 18～0. 73,重度污染土壤pH值提高了0. 42～0. 71),土壤中pH值与土壤有效态Cd呈负相关性(轻度污染土壤的pH值与土壤有效态Cd相关系数为0. 77;重度污染土壤的pH值与土壤有效态Cd的相关系数为0. 91)。2种程度镉污染土壤分蘖期和成熟期的有效态Cd在施加钝化剂后明显降低(轻度污染土壤有效态Cd在分蘖期的最大降幅为30. 69%,在成熟期的最大降幅为25. 69%;重度污染土壤有效态Cd在分蘖期的最大降幅为6%,在成熟期的最大降幅为7. 5%)。糙米总Cd在施加钝化剂后也明显降低(轻度污染土壤的糙米总Cd降低幅度为59. 46%～66. 67%,重度污染土壤的糙米总Cd降低幅度为18. 71%～57. 60%)。施加钝化剂对水稻株高、叶绿素、有效穗、生物量及产量无显著性差异。此外,3个水稻品种的糙米Cd富集系数有一定的差异,2种污染程度土壤中水稻生长有差异。因此,钝化剂对3种水稻品种均具有降镉效果,且对3种水稻生长无负面影响。钝化剂对水稻生长轻度镉污染土壤的修复效果优于重度污染土壤的修复效果,施用钝化剂能使轻度污染土壤中糙米总Cd达标,不能使重度污染土壤中糙米总Cd达标;轻度污染土壤中水稻生长效果明显优于重度污染土壤中水稻生长。     

有机酸对土壤中Pb和Cd淋洗动力学特征及去除机理

采集辽宁葫芦岛锌厂周边农田耕作层(0 ～ 20 cm)土样,以酒石酸、柠檬酸和草酸为淋洗剂,研究其对土壤中Pb和Cd的淋洗动力学及去除机理.结果表明,对Pb和Cd的解吸量从大到小的有机酸均为酒石酸、柠檬酸、草酸,而动力学过程均可以用Elovich方程描述(R2=0.9698～0.9968),表明该淋洗解吸过程为非均相扩散过程.试验条件下(pH值为2、3、4、5和6),pH值降低,3种有机酸对Pb和Cd的淋洗量均增加,表明有机酸分子中的质子活化了土壤中的重金属,促使其解吸.温度升高(25～ 45℃),3种有机酸对Pb和Cd的淋洗量也增加,表明温度升高加速了重金属离子的扩散,促使其解吸.3种有机酸对Pb和Cd 4种形态的淋洗去除效果不同,对Pb,去除率从高到低的不同形态为弱酸可溶态、可氧化态、可还原态、残渣态;对Cd为弱酸可溶态、可还原态、可氧化态、残渣态.     

欧盟城市饮用水供应链风险管理与评价及其借鉴

结合欧盟2006年起开展的TECHNEAU(Technology Enabled Universal Access to Safe Water)项目,介绍了欧盟城市"从水源到用户的饮用水供应链"风险管理机制,以及"风险识别、评估、减缓和控制"综合风险评价框架;并从水源地、水处理系统、配水系统、历史风险事件、风险评价方法、评价结果6方面比较了捷克、德国、荷兰、挪威、瑞典5个国家典型城市风险评价实践,着重分析了瑞典哥特堡市风险评价中采用的综合概率故障树法和客户损失时间指数方法及其应用价值。总结了欧盟饮用水供应链的风险管理在全过程管理策略、"关口前移"管理方针、多样性的风险评价方法与技术、参与主体多元化、评价结果公开透明5个方面的成功做法和经验,可供国内参考。     

微囊藻毒素对不同生育期水稻生长的影响

灌溉水中的微囊藻毒素不仅会影响作物生长与产量,还可能沿食物链传递而威胁人类健康。以水稻为试材,研究了不同质量浓度(1μg/L、100μg/L、1 000μg/L、3 000μg/L)微囊藻毒素(MCs)对幼苗期和孕穗期水稻生长与成熟期水稻产量的影响,以及MCs在3个生育期水稻中的积累。结果表明:处理7 d后,1μg/L MCs处理对幼苗期水稻生长有一定促进作用,而对孕穗期水稻生长没有影响,高质量浓度MCs(≥100μg/L)抑制幼苗期和孕穗期水稻的生长;胁迫结束且恢复7 d后,100μg/L处理组孕穗期水稻根长、根表面积恢复能力强于幼苗期,株高、叶面积低于幼苗期,而1 000μg/L和3 000μg/L MCs组水稻各指标不仅未恢复,且劣于胁迫期,水稻产量下降92.4%和95.2%。用酶联免疫法检测发现,胁迫后MCs均在水稻体内富集。对于相同质量浓度MCs处理,幼苗期水稻各器官富集能力最大,孕穗期次之,成熟期最小。3 000μg/L MCs处理组的水稻谷粒中MCs质量比达21.2μg/kg,使人体每天摄入MCs的量可能高于世界卫生组织规定的人体每天吸收MCs的上限值。     

再生水的环境安全管理机制研究

探讨了再生水回用潜在的环境安全问题,以及导致这些问题的原因。并提出了再生水安全回用的管理机制。建立再生水回用安全管理体系,是再生水回用政策得以顺利推进的基础。这一安全管理体系的建设应包括有关鼓励再生水回用的政策法规保障体系、标准体系、技术支持和安全管理手段。     

环境激素Pb对水稻生长发育的影响及污染修复

采用盆栽实验方法,研究环境激素Pb对水稻生长发育的影响、Pb在作物体内的积累特性及采用不同方法修复Pb污染土壤.研究结果表明,在PbCd复合污染条件下,Pb含量为300 mg/kg时,影响水稻的正常生长发育,水稻的减产幅度为13.3%.Pb在水稻不同部位的吸收表明,根系积累的Pb量占植株总积累量的98.36%,茎叶积累量占1.52%,籽实积累量仅占0.117%;复合元素PbCd投加到土壤中,导致水稻籽实中的Pb含量超过食品卫生标准,共存的Cd促进了水稻籽实对的吸收.经过石灰及石灰 CaMgP肥处理,可以降低土壤中Pb的活性;水稻根系可大量吸收土壤中的Pb,将根系从土壤中清除,即可达到污染修复的目的.     

磷基及铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的修复效果及其工艺条件优化

通过DTPA和NaHC03浸提方法评价磷基、铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的钝化修复效果.结果表明,磷基钝化剂中磷酸二氢钙对有效态Pb、Cd固定效果较好,35 d后其去除率分别为61％、38％;铁基钝化剂中以硫酸高铁对有效态As固定效果最好,28 d后其去除率达74.6％.工艺条件优化结果表明,随磷酸二氢钙用量增加,土壤中有效态Pb、Cd含量明显下降;随硫酸高铁用量增加,对有效态As的固定效果明显增加,当硫酸高铁添加量为土壤中As总物质的量的3.06倍时,28 d后土壤中有效态As的去除率高达74.5％.土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,对有效态Pb固定影响不大,但均略高于最大田间持水量30％ ～ 50％时的Pb去除率;土壤水分含量在最大田间持水量的60％～80％时,有效态Cd固定效果较好.当磷酸二氢钙用量为土壤中Pb、Cd总物质的量的10倍,土壤水分含量为最大田间持水量的60％时,21 d后有效态Pb、Cd去除率分别达到93％和39％.铁基与磷基钝化剂复配可以同时固定土壤中的Pb、Cd、As.当Fe3+与PO43-物质的量的比为7.2∶1时,7d后土壤有效态Pb、Cd、As去除率分别为99％、41％、69％.     

不同黏土矿物材料对Cd2+的吸附特征

探讨了在不同矿物投加量、不同振荡时间、不同Cd2 质量浓度、不同矿物颗粒细度和不同pH值条件下,钠基膨润土、膨胀蛭石和沸石3种黏土矿物对Cd2 的吸附效果,并比较了3种黏土矿物对Cd2 的吸附差异性.结果表明:具有可膨胀层间的黏土矿物对溶液中Cd2 的吸附量不仅仅由单一的阳离子交换量决定;Cd2 在矿物表面的吸附过程是个迅速的过程,在10 min内即可完成;黏土矿物颗粒细度不同,对Cd2 的吸附率不同,但并非颗粒越细吸附量越大;就实验所采用的3种黏土矿物而言,在较低矿物投加量条件下,其对Cd2 的吸附能力从大到小依次为钠基膨润土、沸石、膨胀蛭石;较高的pH值有助于黏土矿物对溶液中Cd2 的吸附,但考虑到实际操作的其他因素,不能把pH值调得过高.