基于PBPK模型的大鼠体内镉分布的比较:联合暴露及单独暴露

环境中同时存在着多种重金属元素,联合暴露与单独暴露时,重金属在体内的蓄积分布情况也可能有所差异。为探究重金属元素(汞、铬、砷、铅)对镉(Cd)在体内分布的影响,建立了大鼠在Cd暴露下的药代动力学(PBPK)模型,并进行了包括Cd在内5种重金属的联合毒性实验,比较了Cd单独给药与重金属混合物给药2种方式下大鼠肝脏、肾脏中的Cd浓度水平。结果表明,联合暴露高(Hg Cl23.67 mg·kg~(-1),NaAsO_2 3.67 mg·kg~(-1),CdCl_2 10.55 mg·kg~(-1),K_2Cr_2O_7 6.40 mg·kg~(-1),Pb(OOCCH_3)_2·3H_2O 133.33 mg·kg~(-1))、中(HgCl_20.367 mg·kg~(-1),NaAsO_2 0.367 mg·kg~(-1),CdCl_2 1.055 mg·kg~(-1),K2Cr2O70.640 mg·kg~(-1),Pb(OOCCH_3)_2·3H_2O 13.333 mg·kg~(-1))、低(HgCl_2 0.0367 mg·kg~(-1),Na As O20.0367 mg·kg~(-1),Cd Cl20.1055 mg·kg~(-1),K_2Cr_2O_7 0.0640 mg·kg~(-1),Pb(OOCCH3)2·3H2O 1.3333 mg·kg~(-1))剂量组大鼠肝脏中Cd浓度分别为13.37、0.78和0.06μg·g~(-1);肾脏中Cd浓度分别为14.41、1.64和0.15μg·g~(-1)。与对照组相比,暴露组中Cd浓度有显著升高,且不同剂量组之间均有显著性差异。同剂量Cd单独暴露的PBPK模拟结果显示,肝脏及肾脏中的Cd浓度水平落在联合毒性实验结果的浓度范围内,初步推断其他4种重金属的联合暴露并没有影响Cd在大鼠肾脏和肝脏中的浓度分布。     

人工湿地处理剩余污泥工艺

通过8个月的人工湿地模拟实验,研究了3组工艺的人工湿地对剩余污泥渗滤液的净化效果,以及对积存污泥的稳定化效果,同时还通过湿地植物体内重金属的分布特征来研究植物对重金属富集的差异性.Ⅰ单元种植芦苇,基质反级配;Ⅱ单元种植芦苇,基质正级配;Ⅲ单元种植美人蕉,基质正级配.实验结果表明,在每个7 d的周期内随着停留时间的增长污泥含水率和挥发性固体呈下降趋势,3组污泥脱水后平均含水率为55.06%,挥发性固体去除率达55.7%;不同类型的植物对积存污泥的矿化程度不同,芦苇要优于美人蕉;3个单元渗滤液出水的p H值变化趋势大致相同,无明显差异;渗滤液出水的有机质含量均较进泥低,种植美人蕉单元去除效果最好;根据数据分析,3个单元中都发生了氨化、硝化和反硝化作用,Ⅲ单元总氮去除率最高70.21%,Ⅱ单元和Ⅰ单元分别为67.34%和66.67%.芦苇和美人蕉植物体对Ni的吸收量分别为4.62 mg·kg~(-1)、5.28 mg·kg~(-1),Cu分别为25.38 mg·kg~(-1)、25.12 mg·kg~(-1),Cr分别为7.87 mg·kg~(-1)、7.19 mg·kg~(-1),Pb分别为5.03 mg·kg~(-1)、5.87 mg·kg~(-1),Zn分别为151.12 mg·kg~(-1)、141.30 mg·kg~(-1),不同湿地植物在人工湿地中吸收积累重金属的量存在差异性.系统表层未出现雍水现象,处理后污泥的胞外聚合物(EPS)含量较低,蛋白质平均为1.03 mg·g~(-1)、1.10 mg·g~(-1)、1.16 mg·g~(-1),多糖平均为0.42 mg·g~(-1)、0.36 mg·g~(-1)、0.42 mg·g~(-1).结果说明垂直流人工湿地系统对剩余污泥有较好的脱水和稳定化效果.     

贵州草海不同土地利用方式表层土壤重金属污染现状评估

土壤重金属污染问题日益加剧,而土壤重金属来源解析及污染评价对其污染防治具有重要意义.以贵州草海沼泽地、耕地和林地表层土壤(0—20 cm)为研究对象,采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)和原子荧光测定仪(AFS)测定土壤中Zn、Cr、Pb、Ni、Cu、As等6种重金属元素含量,并对其进行源解析及污染现状评估.结果表明,草海整体研究区表层土壤元素含量为Zn(144.75 mg·kg~(-1))Cr(93.03 mg·kg~(-1))Pb(45.33 mg·kg~(-1))Ni(45.08 mg·kg~(-1))Cu(29.48 mg·kg~(-1))As(25.19 mg·kg~(-1)),其中Zn、Pb、Ni、As含量高于贵州背景值,分别高于背景值的45.48%、28.78%、25.97%、15.29%.元素As在耕地和林地,元素Cr、Cu、Pb在沼泽地和林地,以及元素Zn在沼泽地、耕地和林地都具有显著差异(P0.05),而Ni在3种土地利用方式中均无显著差异(P0.05).3种土地利用方式中,元素Zn、Pb、Ni、As可能主要来源于工业、农业、交通运输等人为源,而Cr、Cu来源于母岩风化、植被凋落物等自然源.土壤重金属污染评价表明,贵州草海不同土地利用方式表层土壤重金属污染处于轻微状态,未造成严重的潜在生态风险.本研究能够为贵州草海土地利用的合理规划、土壤资源保护和重金属污染防治提供数据支持.     

市政污泥与生活垃圾掺烧的重金属排放特征与风险

中国市政污泥年产生量逐年攀升,低热值、高含水率和污染物富集等特征为市政污泥的处理处置带来难度,未能科学处置的市政污泥将带来生态风险,因此高效科学的污泥处理处置手段是打好污染攻防战的重要环节。与生活垃圾协同焚烧是实现市政污泥减量化和提高污泥综合利用率的有效处理方法。为探讨市政污泥与生活垃圾协同焚烧后的重金属排放特征与模式,于2016年5月(湿季)与2017年1月(干季)采集广东省某生活垃圾焚烧设施在掺烧0%、5%、10%和15%市政污泥后排放的烟气、飞灰和炉渣样品,并采用原子吸收分光光度法和原子荧光光度法系统分析各焚烧组的Cu、Pb、Cd、Ni、As和Cr的排放特征。结果表明,在干湿两季,各污泥掺烧比例下烟气中Cu、Pb、Cd、Ni、As和Cr的质量浓度分别为0.001 6、0.009 9、0.000 8、0.002 5、0.002 2和0.125 3 mg·m~(-3),未超过《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2014)限值,能够达标排放。市政污泥掺烧可能引起烟气中部分重金属质量浓度下降,而对飞灰与炉渣中重金属质量分数的影响较小,可按照生活垃圾焚烧后固体废物的处理方法统一处理。Cd、Cr和Cu等重金属排放分布特征存在明显的季节性差异,其中干季主要分布于飞灰与炉渣(大于98%)中,在湿季则主要分布于炉渣(大于70%)中,重金属分布特征可能受焚烧物料的重金属含量与季节性焚烧条件的影响。综上所述,在低于15%掺烧比例条件下,市政污泥与生活垃圾协同焚烧对重金属排放浓度不产生显著影响,与生活垃圾协同焚烧是市政污泥安全处理处置的重要手段。     

鸭绿江口与邻近海岸沉积物的重金属背景值

海洋区域环境背景值具有很强的地域性特点,在评价人为污染强度时,使用全球页岩或其他大范围的地球化学背景值,会使得判断结果出现较大偏差.本文针对鸭绿江口前期重金属研究中因背景值选择差异化造成的评价结果失真的问题,从已发表的鸭绿江的重金属数据中选取210Pb测年数据较为可靠、沉积环境相对稳定的4个柱状样用于区域重金属背景值的确定.通过筛选未受人类污染影响和自然强烈干扰的段落,计算获得鸭绿江口与邻近海岸沉积物重金属元素的背景值为:Cu 10.9 mg·kg~(-1)、Pb 23.2 mg·kg~(-1)、Zn72.9 mg·kg~(-1)、Cd 0.203 mg·kg~(-1)、Cr 49.8 mg·kg~(-1)、Ni 21.6 mg·kg~(-1).这一背景值与工业化前全球沉积物重金属最高值相比普遍偏低,与中朝地台页岩重金属背景值相比相对偏高,与其他大范围的重金属背景值的差距也较大;但与中国海域的重金属背景值接近,说明可信度较高.影响鸭绿江口与邻近海岸沉积物重金属背景值的主要因素是粒度、物源和总有机碳(TOC),这一背景值更具有自然性和地域性.     

硝酸辅助超声作用强化污泥中Cd和As的沥出

利用硝酸辅助超声强化污泥中Cd、As沥出实现污泥的农用.研究结果表明,在1.6 W·mL~(-1)超声30 min条件下,污泥中Cd的溶出率高达53.72%;在1.2 W·mL~(-1)超声30 min条件下,污泥中As的溶出率高达58.63%,污泥中镉和砷的含量由6.80 mg·kg~(-1)、91.13 mg·kg~(-1)分别降低至4.61 mg·kg~(-1)和54.66 mg·kg~(-1).在0.04 mol·L~(-1)硝酸辅助下,污泥中Cd和As的含量进一步降至4.25 mg·kg~(-1)和48.16 mg·kg~(-1),完全满足我国农用污泥中污染物控制标准要求(Cd≤5 mg·kg~(-1),As≤75 mg·kg~(-1)).硝酸辅助低频超声处理后,污泥中交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态镉和砷含量明显下降,有机物结合态和残渣态镉和砷含量显著升高.结果表明,硝酸辅助低频超声可以使污泥中镉和砷高效沥出,实现污泥安全农用.     

深圳市不同功能区道路灰尘重金属污染分异及生态风险分析

深圳作为快速城市化与工业化的典型地区,道路灰尘重金属污染问题亟待关注与探究。综合考虑深圳市城市功能区分异特征,监测不同功能区灰尘中8种重金属污染状况,分析灰尘重金属污染程度在深圳市的总体特征及空间格局,探讨城市功能区对灰尘的重金属污染影响,采用内梅罗指数和潜在生态危害指数评估不同重金属类型和不同城市功能区的生态风险水平,分别进行基于两种不同方法的全市降尘中的重金属污染生态风险分区。结果表明,(1)深圳市道路灰尘重金属含量分别为Mn (500.25±1.63) mg·kg~(-1)、Ni (26.65±2.61) mg·kg~(-1)、Cr (75.86±2.59) mg·kg~(-1)、Cd (0.67±2.71) mg·kg~(-1)、As (7.49±2.03)mg·kg~(-1)、Zn (286.57±2.58) mg·kg~(-1)、Pb (136.46±2.22) mg·kg~(-1)和Cu (108.97±4.18) mg·kg~(-1)。其中,Cd、Zn、Cu和Pb是深圳市道路灰尘重金属污染的主要污染物类型,且Cd元素具有很强生态危害性。道路灰尘的重金属浓度水平均普遍高于土壤表层,对城市居民健康和人居环境安全威胁更大。(2)在不同城市功能区中,高密度人为活动区域的灰尘重金属浓度显著高于低密度人为活动区域(P0.05)。基于内梅罗指数的评估结果,所有功能区类型的整体污染状况均为严重污染。基于潜在生态危害指数的评估结果,垃圾处置场所属于很强生态危害区域。(3)人为活动是深圳市道路两侧灰尘重金属污染问题产生的主要成因,特定区域灰尘重金属污染水平是多种不同成因组合作用的结果。不同重金属类型自身的污染形成特征以及深圳市社会经济发展的整体格局演变,是道路灰尘重金属污染空间分异格局的直接成因。该研究对深圳市不同功能区道路两侧灰尘重金属污染的表征与风险分析,将为相关的环境管理工作提供基础研究和科学决策支持。     

天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素

以天津市蓟州富硒区土壤为研究对象,对土壤中硒含量、有效硒含量及硒的形态特征进行分析,并对土壤有效硒的影响因素进行研究.结果表明,蓟州富硒区土壤总硒的含量范围0.14—0.65 mg·kg~(-1),均值为0.37 mg·kg~(-1),高于蓟州区环境背景值0.23 mg·kg~(-1)和全国土壤硒元素的平均值0.29 mg·kg~(-1).土壤有效硒的均值为0.021 mg·kg~(-1),有效度为5.63%.研究区土壤硒元素以强有机结合态和残渣态为主,两种形态的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)和0.11 mg·kg~(-1),占总硒的比例分别为44%和35%,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的硒含量较少,仅占总硒含量的4.6%,1.7%和0.9%.土壤中有效硒的含量近似等于水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态硒的含量之和,且两者的差异性检验结果显示并无显著性差异.土壤中有效硒与硒全量、pH和有机质均呈显著的正相关关系,偏分析结果表明有效硒主要受土壤硒含量和pH的影响.     

天津某菜地土壤——蔬菜中硒与重金属含量特征及绿色富硒蔬菜筛选

本文以天津某蔬菜基地为研究对象,对基地土壤中硒与重金属元素含量进行了分析,并利用单因子评价法对土壤中重金属元素进行了评价.结果表明,蔬菜基地的土壤Se含量范围为0.71—1.23 mg·kg~(-1)(干重),平均含量为0.96 mg·kg~(-1),所有样品均达到富硒土壤(Se≥0.04 mg·kg~(-1))标准.但是蔬菜基地遭到重金属不同程度的污染,其中Hg、Zn和Cu的污染指数分别为1.24、1.02和1.23,污染程度均为轻度,而Cd的污染指数为2.26,达到中度污染.另外,对与土壤配套采集的青萝卜、圆白菜和菜花等20种蔬菜中的硒与重金属含量进行分析,结果表明该基地蔬菜的富硒(Se≥0.01 mg·kg~(-1))率达到90%.蔬菜中青萝卜1号(本地)、青萝卜2号(天津青萝卜)和青萝卜3号(津卫一号)的硒含量较高,含量分别为0.100、0.091、0.078 mg·kg~(-1)(鲜重),硒含量较低的蔬菜为油菜1号(金品一夏)、油菜2号(改良金品雨季)和小白菜2号(佳美),含量分别为0.007、0.007、0.009 mg·kg~(-1).每种蔬菜的Cd、Zn和Cu的含量均低于食品安全国家标准要求,但圆白菜1号(雅实绿)、圆白菜2号(珍美)、菜花1号(本地)和菜花2号(白雪)中的Hg含量分别为0.022、0.018、0.019、0.016 mg·kg~(-1),均超过食品安全标准限值.同时,健康风险评价结果显示,食用本基地圆白菜(雅实绿、珍美)、菜花(本地、白雪)和香菜(本地)对人体造成健康风险较大.综合各类分析评价结果,该基地生产的3种青萝卜(本地、天津青萝卜、津卫一号)均为绿色富硒蔬菜,建议当地农户多种植该类蔬菜.     

生物表面活性剂和化学螯合剂强化无柄小叶榕修复Cd、Cu重金属污染盐碱地

采用盆栽试验研究海洋细菌和酵母产生物表面活性剂、化学螯合剂对无柄小叶榕(Ficus concinna var.Subsessilis)修复盐碱地重金属Cd、Cu的强化效果.结果表明,强化试验下无柄小叶榕能耐受Cd、Cu胁迫正常生长,且体内重金属含量随生物表面活性剂投加浓度增大而升高,表现为根地上部分;300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂强化下,根部Cd含量最大值为313 mg·kg~(-1),1 mmol·kg~(-1)柠檬酸(CA)-300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂强化下,根部Cu最大含量为2156 mg·kg~(-1).强化剂添加下,能显著提高Cd、Cu在小叶榕体内的累积量,无柄小叶榕对土壤Cd、Cu的吸收富集能力显著提高,1 mmol·kg~(-1) CA—300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂强化下Cd的最大富集系数为(9.76±0.10),是对照组S1(1.1±0.02)的8.90倍,300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂单独强化下Cu的最大富集系数为(7.42±0.16),是S1(0.77±0.03)的9.60倍;无柄小叶榕向地上转移Cu的能力较弱,TF1,对Cu的提取修复潜能有限;300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂强化下Cd的最大修复率为2.56%,是对照组S1的4.70倍,300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂—1 mmol·kg~(-1) EDTA联合强化下Cu的最大修复率为1.80%,为S1的3.30倍.综上,无柄小叶榕对重金属污染的盐碱地有良好的修复潜力,生物表面活性剂和化学螯合剂的添加可有效提高小叶榕对重金属Cd和Cu的吸收富集效率.     

黔西南三叠统渗育型水稻土重金属污染特征及生态风险评价

选择黔西南水稻种植区为研究区,共布设111个点,采集土壤样品并对其Cd、Hg、As、Pb和Cr这5种重金属含量及pH值进行分析。基于多元统计分析和污染风险评价等方法,揭示研究区水稻土重金属污染的主要来源及其潜在风险。结果表明:(1)水稻土重金属平均含量从大到小依次为w(Cr)(201.68 mg·kg~(-1))w(Pb)(38.25 mg·kg~(-1))w(As)(30.70 mg·kg~(-1))w(Cd)(0.68 mg·kg~(-1))w(Hg)(0.22 mg·kg~(-1))。与GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中规定的风险筛选值相比,Cd和As含量高于相应的限定值(0.60和25.00 mg·kg~(-1)),Hg、Pb和Cr含量均低于筛选值,说明研究区水稻土主要存在Cd和As污染风险。(2)水稻土重金属来源分析结果表明,土壤中Cd与Pb以及Hg与As呈显著正相关关系,具有相同的来源,主要与当地燃煤、汽车尾气和金矿冶炼等污染点源排放有关。(3)单因子污染指数分析结果显示,水稻土重金属污染程度从大到小依次为CdAsCrHgPb,研究区内39.64%点位的内梅罗综合污染指数超过1。(4)潜在生态风险指数(RI)分析发现,5种重金属的潜在生态风险指数为63.78,小于轻微的生态危害下限,表明研究区水稻土潜在生态危害较轻。     

南方小城镇生活垃圾热解焚烧灰渣中微塑料与重金属的赋存特征

采用密闭限氧热解方法处理生活垃圾正成为小城镇广泛应用的垃圾处理方式.本文选择南方地区江西省典型小城镇的生活垃圾热解焚烧处理厂作为研究区,以垃圾热解焚烧后堆放地的灰渣样品及其周边环境灰渣土、表层土为研究对象,采用浮选分离、扫描电镜、ICP-MS、BCR三步连续提取法等方法研究微塑料的丰度等特征及重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素的不同形态赋存特征.结果表明,不同来源样品中微塑料的丰度存在一定差异,不同垃圾厂灰渣中的微塑料丰度范围为131.00—176.00 n·kg~(-1)dw(每kg干重土样中微塑料的数量),均显著高于周边环境中灰渣土、表层土中的微塑料丰度;微塑料的形态类型主要以碎片类(38.5%)为主,其次为薄膜类(17.6%)、纤维类(26.7%)和发泡类(17.2%);颜色及比例分别为黑色(29.4%)、白色(12.2%)、透明色(20.8%)、蓝色(12.4%)、红色(25.3%)等5种;不同大小粒径微塑料丰度所占比例分别为: 5 mm(11%)、2.5—5 mm(13%)、1—2.5 mm(19%)、0.5—1 mm(24.2%)、≤0.5 mm(32.8%),随着微塑料粒径的减小,微塑料丰度在各类样品中的数量呈增加趋势.扫描电镜与能谱(SEM-EDS)分析结果发现,大多微塑料边缘均具有明显撕裂痕迹、表面有较多突起及一定划痕等特点,重金属Cu、Cd、Pb、Zn、Cr等元素在不同微塑料表面均有吸附.不同形态重金属的占比也存在显著差异,5种重金属元素有效态所占比例依次为Pb(88.27%) Cd(73.48%) Zn(55.69%) Cu(38.8%) Cr(38.02%).微塑料的丰度与重金属的赋存相关性分析结果表明,垃圾热解灰渣中的微塑料与重金属具有一定相关性,不同特征的微塑料与重金属含量间的相关性具有一定差异,其中黑色微塑料、粒径0.5 mm的微塑料与大多数重金属元素间存在着显著相关性(P0.05).     

基于粒度的土壤团聚体中砷的形态分布特征

为明确土壤团聚体对砷分布和形态的影响,探讨污染农田中砷的可移动性及其环境风险,采集辽宁省某冶炼厂周边污染与非污染(对照)农田表土,采用湿筛法获得2 mm、2~0.25 mm、0.25~0.053 mm和0.053 mm 4个粒级的团聚体,分析明确了污染与对照土壤团聚体中全砷及污染土壤团聚体中各提取态砷的分布特征。结果表明,污染土壤0.25 mm粒级团聚体含量(78.49%)以及其中砷的分配量(80.83%)均显著高于对照土壤(64.33%、67.8%),其中0.25~0.053 mm粒级团聚体中砷的分配量最高(43.13%)。2 mm、0.25~0.053 mm以及0.053 mm粒级团聚体中各形态砷分布规律一致:残渣态(20.21~99.10 mg·kg~(-1))铁锰氧化物结合态(13.38~26.39 mg·kg~(-1))专性吸附态(5.19~8.86 mg·kg~(-1))非专性吸附态(1.13~2.94mg·kg~(-1))。而2~0.25 mm粒级团聚体中各形态砷为:残渣态(85.91 mg·kg~(-1))专性吸附态(28.48 mg·kg~(-1))铁锰氧化物结合态(25.63 mg·kg~(-1))非专性吸附态(6.00 mg·kg~(-1))。非专性吸附态和专性吸附态砷在0.25 mm粒级团聚体中的含量显著高于0.25 mm粒级团聚体。     

伊犁煤矿土壤重金属累积对土壤酶活性的影响

本文以伊犁地区的庆华煤矿、铁厂沟煤矿和达达木图煤矿为研究区,对矿区周边土壤4个土壤深度0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm的重金属全量(铜、锌、铅、镉、铬、镍)和土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)进行分析,结果表明:(1)3个矿区中,重金属铜的含量为21.72—31.85 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.6—0.9倍;重金属锌的含量为79.28—114.94 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.8—1.1倍;重金属铅的含量为44.39—60.19 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的1.7—2.3倍;重金属镉的含量为0.54—2.33 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.9—3.9倍,重金属铬的含量为27.71—48.08 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.4—0.8倍;重金属镍的含量为9.25—18.07 mg·kg~(-1),是国家土壤背景值的0.15—0.3倍;(2)铜、锌、铬、镍、铅与脲酶活性呈显著相关(P0.01),相关系数分别为-0.391,-0.547,-0.502,-0.656,0.477,铜、锌、铬、镍、铅与过氧化氢酶活性呈显著相关(P0.01),相关系数分别为-0.384,-0.563,-0.559,-0.693,0.447,这表明过氧化氢酶活性和脲酶活性可以反映重金属铜、锌、铬、镍、铅5种重金属元素的污染程度;蔗糖酶活性与锌、铬、镍、铅呈显著相关(P0.05),相关性系数分别为-0.359,-0.404,-0.371,0.312,这表明蔗糖酶活性能反映锌、铬、镍、铅4种重金属元素的污染程度.     

环草隆对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化、基础呼吸及相关酶活性的影响

城市土壤重金属和有机污染物复合污染广泛存在,而城市草坪除草剂的应用使城市绿地土壤的农药污染问题成为了新的关注点。为了准确评价城市绿地重金属污染土壤的农药污染生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,以土壤有机氮矿化量、基础呼吸以及土壤酶活性为指标,采用室内模拟试验方法,探讨了草坪除草剂环草隆污染对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:(1)土壤有机氮矿化、基础呼吸、芳基硫酸酯酶和碱性磷酸酶对重金属和环草隆污染响应较为敏感,脲酶和蔗糖酶对重金属和环草隆污染不敏感。(2)环草隆浓度为0~1 000 mg·kg~(-1)范围内,和污染较轻的样点N土壤的碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的线性相关关系显著,和污染较为严重的样点D和G土壤的芳基硫酸酯酶活性抑制(激活)率的线性关系显著。(3)土壤中环草隆对样点D和G土壤芳香硫酸酯酶活性、对样点N土壤碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的EC10分别为568 mg·kg~(-1)、1 306 mg·kg~(-1)(抑制值)和56 mg·kg~(-1)(激活值)、99 mg·kg~(-1),EC50分别为1 901 mg·kg~(-1)、3 806 mg·kg~(-1)、2 321 mg·kg~(-1)。以上研究结果能够为城市土壤重金属和农药复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。     

大型垃圾焚烧厂周边土壤重金属含量水平、空间分布、来源及潜在生态风险评价

通过采集珠三角东部某市大型垃圾焚烧厂周边表层土壤样品,分析了各样品中Cd、Pb、Hg、As、Cr、Cu、Ni、Zn和Co等9种重金属含量,研究了重金属的含量水平、空间分布、来源及潜在生态风险。结果表明,研究范围内表层土壤重金属含量分别为Cd(0.183±0.07)mg·kg-1、Pb(34.8±18.7)mg·kg-1、Hg(0.081±0.028)mg·kg-1、As(11.5±9.1)mg·kg-1、Cr(31.5±19.1)mg·kg-1、Cu(17.6±12.3)mg·kg-1、Ni(7.13±4.20)mg·kg-1、Zn(82.4±44.2)mg·kg-1、Co(3.37±3.08)mg·kg-1。其中,Hg和Zn的含量分别超出广东省土壤历史背景值1倍和2倍,其余重金属含量与背景值相差不大。综合空间分布特征分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析的结果,可以将9种重金属分为4类。Cr、Ni、Cu、Co的分布特征极为相似,且相互之间有极显著相关性,结合聚类分析和主成分分析结果,其来源主要为土壤母质。As、Zn、Pb的空间分布特征具有一定相似性,但相关性分析和聚类分析显示元素间联系不紧密,结合主成分分析结果,其来源与土壤母质和多种人类活动污染有关。Cd和Hg的空间分布特征均显示这两种重金属与垃圾焚烧厂存在联系,Cd与垃圾焚烧厂存在一定联系,而Hg与垃圾焚烧厂存在较强联系。潜在生态风险评价结果显示,该研究区域土壤重金属生态风险不高,多种重金属的综合潜在生态风险指数(RI)的范围为51~269.79,Hg和Cd对RI的贡献率相对较大,分别为52.33%和18.30%。研究表明,垃圾焚烧厂周边表层土壤Hg具有独特的环境污染特征,在垃圾焚烧厂周边的土壤重金属污染调查中,Hg污染应受到重点关注。     

两种景天修复Cd/Zn污染土壤效果的比较

为对比研究重金属超富集植物东南景天与伴矿景天对酸性Cd/Zn污染土壤的提取修复效果,利用盆栽及田间试验同时种植两种景天。结果表明,(1)盆栽试验为期两年,种植东南景天的土壤Cd质量分数从3.51 mg·kg~(-1)降到0.46 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从865 mg·kg~(-1)降为516 mg·kg~(-1);种植伴矿景天的土壤Cd质量分数从3.44 mg·kg~(-1)降到0.55 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从852 mg·kg~(-1)降为577 mg·kg~(-1)。(2)田间试验为期一年,韶关种植东南景天的土壤Cd质量分数从1.38 mg·kg~(-1)降为1.07 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从501 mg·kg~(-1)降为462 mg·kg~(-1);种植伴矿景天的土壤Cd质量分数从1.71 mg·kg~(-1)降为0.93 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从585 mg·kg~(-1)降为505 mg·kg~(-1)。(3)在室内盆栽条件下,每年秋季种植的东南景天产量显著高于伴矿景天;东莞和韶关的伴矿景天在野外环境下均比东南景天具有更好的适应性及生长能力,生物产量远高于东南景天。(4)在盆栽试验条件下,东南景天重金属Cd、Zn修复能力与效果优于伴矿景天;而在野外田间试验条件下,伴矿景天对Cd、Zn的提取修复效果优于东南景天。综上,东南景天与伴矿景天对酸性Cd/Zn复合污染土壤均具有很好的提取修复效果。本研究对酸性Cd/Zn污染土壤的植物提取修复技术具有一定的参考意义。     

厦门市大气降尘中重金属形态分布及生物有效性

采集了2012年11月至2013年1月期间厦门市大气降尘样品,用改进的BCR四步连续提取法分析了12种重金属元素(Ba、Ti、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Zn、Ni、Pb、Sr、V)的含量、赋存形态和生物有效性.结果显示,重金属元素四态含量之和均值(mg·kg~(-1))顺序为:Fe(43733)Zn(4495)Ti(2728)Ba(747)Mn(723)Cu(444.4)Sr(176)Cr(171)Pb(160)Ni(40.4)V(27.6)Co(11.2);Zn和Cu含量分别为我国土壤环境质量标准第二类标准限值(250和100 mg·kg~(-1))的18倍和4.4倍;除Fe、Ti、Ba、Cr和V外,大气降尘中其他元素生物有效态含量占有相当的比例(32.2%—88.6%).Zn、Sr主要以弱酸溶态存在,Pb主要以可还原态存在,Cu主要以可氧化态存在,其余元素主要以残渣态存在.大气降尘中重金属的平均生物有效性系数顺序为:Sr(0.87)Zn(0.85)Cu(0.80)Pb(0.67)Mn(0.50)Co(0.47)Ni(0.39)Ba(0.19)≈Cr(0.19)V(0.12)Fe(0.08)Ti(0.01),Ti、Fe、V、Cr和Ba为生物不可利用元素,Ni、Co、Mn和Pb为潜在生物可利用元素,Cu、Zn和Sr为生物可利用元素.     

不同重金属钝化材料对土壤胶体的影响

为明确钝化修复对土壤胶体中重金属分布的影响,以微米羟基磷灰石、纳米羟基磷灰石、磷灰石、生物质电厂灰和石灰为供试材料,采用室内培养方法研究5种钝化材料对土壤胶体含量及土壤胶体中重金属含量的影响。结果表明,与对照相比,石灰处理土壤胶体含量最大(119 g·kg~(-1),增幅为131%),其次为微米羟基磷灰石(118 g·kg~(-1),增幅为130%)、纳米羟基磷灰石(115 g·kg~(-1),增幅为124%)、磷灰石(82.9 g·kg~(-1),增幅为61.7%)和生物质电厂灰处理(80.6 g·kg~(-1),增幅为57.1%)。磷灰石、生物质电厂灰和石灰处理显著降低了土壤胶体Cd含量,降幅为12.1%~24.0%;微米羟基磷灰石、纳米羟基磷灰石和磷灰石处理均显著降低土壤胶体中Cu含量,降幅为14.2%~20.5%。此外,5种钝化材料显著增加Cd和Cu在土壤胶体中的分配比例,其中添加w为1%的纳米羟基磷灰石(NHA)处理Cd分配百分比最大,为69.9%,增幅为154%;添加w为0.2%的石灰(LM)处理Cu分配百分比最大,为47.5%,增幅为135%。可见,钝化修复过程中可能会增加土壤胶体含量及胶体中重金属的分配比例。因此,在钝化修复过程中有必要增加对土壤胶体和土壤胶体中重金属含量的监测,加强对钝化修复过程的风险管控。     

喀斯特山地Ni-Mo废弃矿区周围镉污染及农作物富集特征

为研究典型喀斯特山地贵金属矿区耕地土壤重金属镉污染,及上附农作物的富集特征.选取遵义某Ni-Mo矿区为研究对象,采集了周边耕地土壤及农作物样品.采用ICP-MS检测其中Cd的含量,利用改进型连续提取法分步提取重金属形态,并评价土壤污染和农作物的富集水平.结果显示,研究区土壤Cd的平均含量为1.68 mg·kg~(-1),且在旱地和水田土壤中含量分别为1.57 mg·kg~(-1)和2.16 mg·kg~(-1).残渣态是主要的存在形式,水田土壤酸溶态高于旱地.农作物中Cd的含量范围为0.022—1.276 mg·kg~(-1),其含量变异系数在0.19—0.73之间,属中高度变异.评价结果表明研究区耕地土壤普遍存在Cd的污染,不同耕地使用方式影响农作物对Cd积累.6种农作物对Cd的生物富集系数都小于1,其中主食类农作物的生物富集作用小于副食类;此外Cd在农作物辣椒中存在富集现象,在水稻中程度较低.