菠菜对柴油污染土壤中多环芳烃富集特征及健康风险评估

采用盆栽实验方法在不同程度多环芳烃(PAHs)污染土壤中种植菠菜(Spinacia oleracea),检测土壤和菠菜中16种PAHs含量及组成,分析了菠菜各部位中PAHs富集系数,并对不同年龄人群摄食菠菜的健康风险进行评估。结果表明,菠菜地上部和地下部中PAHs含量分别为72.8～516.9和153.4～1 101.6 ng·g-1,种植土壤与菠菜各部位中PAHs含量呈极显著正相关。菠菜各部位中3环和4环化合物质量分数较高,菠菜地上部中致癌PAHs占比在5.4%～30.6%范围内。菠菜地下部中PAHs富集系数高于地上部(P0.05)。儿童、成人和老年人食用柴油来源的PAHs污染土壤种植菠菜均存在终生致癌风险;成人和老年人食用PAHs重度污染土壤种植菠菜存在终生致癌风险;除成人外,其他人群食用PAHs轻度和中度污染土壤种植的菠菜不存在终生致癌风险。不同年龄人群食用柴油来源的PAHs污染土壤种植的菠菜,产生的终生致癌风险值高于其他土壤。     

不同作物对土壤中Ni的富集特征及低累积品种筛选

为探究镍(Ni)污染土壤中农作物食用安全性并筛选出低累积作物品种,以青椒(Capsicum annuum L.)、黄瓜(Cucumis sativus L.)、豇豆(Vigna unguiculata L.)、菠菜(Spinacia oleracea L.)、花菜(Brassica oleracea L.)、青菜(Brassica chinensis L.)、水稻(Oryza glaberrima L.)、小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了土壤中不同质量分数(126、200、350、500、650、800mg·kg~(-1))Ni作用下不同作物生物量变化及可食部分Ni富集特征,建立不同种类作物与土壤Ni含量相关关系,探讨不同作物对应的土壤Ni安全限量值,筛选Ni低累积作物品种。结果表明:(1)随着土壤中Ni含量增加,作物地上部分生物量表现为先增加后减少,黄瓜、青菜耐受性最强,花菜耐受性最差;(2)不同作物可食部分Ni富集系数表现为:小麦(0.032)花菜(0.026)青菜(0.021)水稻(0.020)豇豆(0.014)菠菜(0.006 5)青椒(0.005 4)黄瓜(0.004 2);(3)作物可食部分Ni含量与土壤中Ni含量都呈极显著正相关(P0.01),相关系数大小表现为:豇豆(0.972)花菜(0.965)青椒(0.948)菠菜(0.938)黄瓜(0.926)小麦(0.728)青菜(0.721)水稻(0.700);(4)不同作物对应的土壤Ni安全限量值大小为:黄瓜(561 mg·kg~(-1))菠菜(513 mg·kg~(-1))青椒(439 mg·kg~(-1))花菜(203 mg·kg~(-1))豇豆(196 mg·kg~(-1))青菜(190 mg·kg~(-1))水稻(147 mg·kg~(-1))小麦(105 mg·kg~(-1))。依据作物对土壤中Ni的耐受性、富集能力及土壤安全限量值,筛选出黄瓜、青椒、菠菜为Ni低累积品种。该研究为通过农艺技术措施调控作物Ni积累提供依据,对上海轻中度Ni污染复垦土地实施作物替代种植,保障作物食用安全具有重要意义。     

不同甜玉米品种对钒的积累富集特性

甜玉米(Zea mays L.)是华南地区广泛种植的农作物,由于富含VE、VC、矿质营养和具有甜、鲜、脆等特色深受广大消费者青睐。然而,一旦甜玉米植株受到重金属影响,即可通过食物链危害人体健康,因此,保证甜玉米的优质高产对农业可持续发展具有重要意义。目前关于甜玉米对钒的富集特性研究未见报道。通过盆栽试验,研究了钒(V)胁迫下3个甜玉米品种(甜608、天贵和甜糯)的生长、吸收和积累V的特性。结果表明:土壤中适量V可促进玉米植株生长及其对V的吸收。随着V胁迫水平增大,幼苗期和拔节期甜608和天贵两个品种玉米植株生物量呈上升趋势,而甜糯玉米生物量趋于降低,与对照比较,3个品种玉米植株最高生物量分别增加303.2%、127.6%和减少62.1%。扬花期时低水平V(≤200 mg·kg-1)胁迫对植株生长有促进作用,而高水平V(200 mg·kg-1)抑制植株生长,但总是高于对照。成熟期不同品种玉米植株生物量均呈下降趋势,分别比对照降低47.7%、54.7%和52.2%。不同品种甜玉米植株对V的积累差异不显著,各器官中V的含量分布为根茎叶籽。无论在幼苗期、拔节期、杨花期和成熟期,随着V胁迫水平增大,玉米各器官对V的积累和分配比例均增大,且根部的增幅远大于茎、叶和籽等器官,当V处理水平为100 mg·kg-1和500 mg·kg-1时,各生长期甜608玉米植株根中V含量分别占总量的92.3%、81.0%、88.8%、80.0%及95.6%、92.2%、95.2%、92.7%;天贵根中V含量分别占总量的88.2%、67.8%、92.7%、77.3%及95.9%、84.5%、93.9%和86.0%;甜糯玉米分别为94.4%、89.2%、91.4%、76.1%及96.3%、91.6%、94.5%、76.9%。随着V胁迫水平增大,玉米植株的富集系数(BF)增大,但转移系数(TF)降低,二者均小于1,表明各甜玉米品种中的V主要富集在植株根部,其向地上部运输的能力较弱,从而导致植物籽实所吸收的V含量较少(0.5μg·g~(-1))。甜玉米植物是重金属V的耐性植物。     

鄱阳湖流域天然劣质地下水中锰富集特征及其健康风险评估

为对鄱阳湖流域的天然劣质地下水进行锰富集研究,对在该流域收集的243组地下水监测数据,应用水文地球化学方法和地理信息系统,分析了地下水中锰的分布特征及富集原理,并结合美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency, US EPA)的非致癌健康风险评价模型进行了地下水中锰的健康风险评估。结果表明：(1)研究区地下水类型主要为HCO₃-Ca型和Cl-Ca·Mg型;(2)约有38.2%的区域地下水中锰浓度为0.1～0.4 mg·L^-1,34.7%的区域锰浓度>0.4 mg·L^-1;高浓度锰在山地丘陵和平原区域均有分布,分别受到氧化还原环境控制;(3)鄱阳湖流域范围内高锰地下水分布较为广泛,但对所有成人和绝大部分儿童均不存在非致癌风险,绝大部分区域无需进行额外管控。该研究结果可为鄱阳湖流域的水源地选取和保护提供依据。     

改良剂对铜镉污染土壤的修复效果及健康风险评估

为了解磷灰石、石灰、木炭对贵溪冶炼厂周边重金属污染土壤的修复效果,通过化学浸出等方法研究了修复后第1年(2010年)和第4年(2013年)土壤中Cu和Cd的可浸出性、有效态(CaCl_2)和生物可给性。结果表明,添加磷灰石、石灰和木炭显著增加了土壤p H值,降低土壤交换性酸和交换性铝含量。改良剂的添加降低了土壤中Cu和Cd的可浸出性和有效态,且磷灰石和石灰处理效果优于木炭,但随着时间推移处理效果减弱。磷灰石和石灰处理1 a后土壤的Cu生物可给性较对照分别降低28.6%和23.1%,Cd生物可给性分别降低21.7%和22.8%,第4年Cu和Cd的生物可给性均有上升趋势。另外,改良剂处理后Cu和Cd的风险系数(QH)均小于1,儿童的风险系数均大于成人。总体上,磷灰石处理在降低Cu和Cd可浸出性、有效态和生物可给性方面具有更好的效果。     

不同玉米品种对重金属铅镉的富集和转运能力

通过土培试验研究了10个来自不同产地的玉米(Zea mays)品种对重金属铅和镉的累积特性。结果表明,重金属铅(400 mg·kg-1)和镉(10 mg·kg-1)复合胁迫条件下,玉米不同生育期累积铅的能力从大到小依次为成熟期、拔节期和苗期,累积镉的能力从大到小依次为苗期、拔节期和成熟期。玉米各部位铅镉吸收量从大到小依次为根、茎、叶和籽粒。供试的10个玉米品种中籽粒铅含量均超过GB 2715—2005《粮食卫生标准》中的规定(≤0.2 mg·kg-1),广甜3号、国审浚79-5、兴黄单892、晋单51和北科4号籽粒镉含量符合GB 2715—2005中的卫生标准(≤0.1 mg·kg-1)。其中,广甜3号对镉的累积量最小,可以在中、轻度污染土壤上推广种植。     

砷污染土壤对不同品种水稻生长的影响

重金属如何影响水稻(Oryza sativa L.)的生长及产量一直是粮食生产中的研究重点。利用盆栽实验,首次比较了砷(As)对三个品系(杂交稻、常规稻和糯稻)共20个品种水稻生长的影响,以期选定适合在As污染区种植的水稻品种。结果显示,不同品系水稻在As污染土壤中的生长显著不同,杂交稻的生长优于糯稻和常规稻,但糯稻和常规稻差异不显著,表明杂交稻更适宜在砷污染土壤种植。同一品系内不同品种水稻的生长也有较大差异,杂交稻II优804的干物质积累量最高,每株达到0.055g。     

盆栽水稻对土壤汞富集特征及其影响因素

通过室内水稻盆栽实验,研究了苏南水稻土在外源无机汞及秸秆还田条件下,成熟期水稻不同器官对汞(Hg)的富集行为,并对稻米Hg积累的影响进行分析。结果表明,土壤外源Hg明显抑制水稻生长,表现为根部、秸秆生物量及产量均显著下降,平均分别下降35%、24%和35%。相同土壤条件下,盆栽稻米Hg含量基本上低于野外调查结果,表明野外稻米中Hg的来源具有多元性特点,也存在其他室内外差异因素的影响。土壤中添加外源Hg,可明显增加成熟期水稻各器官对Hg的富集,稻米、稻壳和秸秆Hg含量平均分别提高220.9、39.5和97.8μg·kg~(-1)。在不同盆栽土壤中,秸秆还田对外源Hg向水稻各器官迁移的影响存在异同。土壤pH、CEC、有机质和碳酸钙均可影响稻米对土壤中外源Hg的吸收。稻米富集Hg的能力强于稻壳,土壤中添加外源Hg条件下,稻米对Hg的富集能力提升速率明显高于秸秆。     

东江流域农村土壤中多环芳烃的分布特征及其健康风险评估

为了解东江流域农村土壤多环芳烃的分布特征与人类健康风险,采集了30个不同土地利用类型农村表层土壤样品,进行采用索氏抽提法,硅胶/氧化铝（2：1）层析柱分离纯化,最后加内标经气相色谱-质谱仪定量解析的方法测定16种多环芳烃的含量。同时,测定了土壤中不同形态有机质包括总有机碳（TOC）、非水解性有机碳（NHC）、黑碳（BC）以及无定形有机碳（AOC）的含量。结果表明,土壤多环芳烃质量分数在24-238μg·kg-1之间,平均质量分数为107±60μg·kg-1。在16种多环芳烃中,萘、菲、荧蒽和苯并（b）荧蒽的含量最高,占总多环芳烃含量的比重依次为16%、20%、10%和10%。土壤中多环芳烃含量与TOC、NHC以及BC均具有极显著的线性关系（p〈0.01）,三者斜率的大小顺序为BC〉NHC〉TOC（p〈0.01）,表明土壤有机碳中的非水解性有机碳和黑碳在控制土壤中多环芳烃的分布、积累中发挥着重要的作用。土壤中多环芳烃含量与AOC的相关性不显著（p=0.29）。另外,健康风险评价表明儿童暴露的增量终身致癌风险（ILCRs）在可接受的安全范围内（ILCRs 〈10-6）,而成人暴露的增量终身致癌风险则相对较高（10-6皮肤接触〉呼吸;而成人则为：皮肤接触〉误食土壤〉呼吸。     

我国南方某沿江腾退化工污染场地土壤与地下水风险评估

以长江经济带某沿江化工企业腾退地块为例,开展了典型沿江腾退地块土壤与地下水的人体健康风险评估和污染现状评价。结果表明：场地土壤污染相对较轻,无关注污染物;地下水存在一定程度的污染,关注污染物包括苯、甲苯、1,2-二氯乙烷和C10-C40;地块土壤和地下水中污染物风险值均不超过可接受风险水平,但苯的致癌风险和非致癌危害商贡献率最大;对于企业历史生产区域,存在污染物超标但风险可接受,长期监测和回顾性风险评估是地块未来风险管控的重点。     

不同方法对南方几种土壤阳离子交换性质的测定比较

分別采用1mol L~(-1) NH_4OAC淋洗法,0.1mol L~(-1)BaCl_2捕掳交换法,6.667×10~(-3)mol L~(-1)Co(NH_3)_6Cl_3提取法以及电荷测定法测定了南方几种不同性质的土壤的阳离子交换性质。结果表明,酸性土壤的阳离子交换量具有不定性,NH_4OAC法的结果很高,而其它方法的结果显著偏低,但方法间仍存在显著差异。不过,各法对微酸性、中性土壤的测定结果无显著差异。与NH_4OAC法相比,BaCl_2法得到较多的Ca,而Co法则交换出较少的K。各法的浸提液pH间虽存在差异,但彼此间有良好的统计相关性。Co法测定的CEC值与交换性阳离子总和较为吻合,其浸提液pH与pH_(KCl)、pH_(CaCl_2)有良好的线性关系。看来,不同方法对酸性土壤阳离子交换量的测定差异主要来自測定过程中介质pH条件及离子强度不同所浸出的交换性酸的多寡。本文认为,Co(NH_2)_6Cl_3法可以作为这些土壤阳离子交换性质测定的例行方法。     

锑矿区土壤中锑的形态及生物有效性

通过室内模拟对锑矿区土壤中锑的分布、存在形态及生物有效性进行了研究 .结果表明 :在锑矿区土壤中含有高浓度锑污染 ,其存在状态主要以残渣态为主 ,其次是Fe/Mn结合态、有机 /硫化物结合态和碳酸盐结合态 ,可交换态和水溶态占的比率最小 .不同溶剂对锑的提取率不同 ,NH4NO3对锑的提取率最高 ,其次是EDTA ,HAc和H2 O ,NH4OAc对锑的提取率最小 .土壤中锑主要以五价锑的形态存在 ,几乎占总锑量的 90 %以上 .土壤中生物可利用态锑的浓度比较高 ,一般在 2 5— 1 3 2mg·kg- 1 ,中等可利用态占土壤总锑的1 6 2— 8 2 6 % ,生物不可利用态锑的浓度占 88 2— 97 91 % .     

不同品种蔬菜重金属污染评价和富集特征研究

运用单因子污染指数法和综合污染指数法,并通过因子分析和变异系数分析对17种不同的蔬菜品种进行了重金属污染评价和富集特征研究,以期在保证蔬菜安全生产的前提下为耕地资源的充分利用提供合理的建议。重金属污染评价结果表明,17个蔬菜品种中,污染程度处于安全的有4种:水东红灯笼脆甜芥菜(Brassica juncea(L.)Czern.et Coss.)、大坪铺大肉包心芥菜(Brassica juncea(L.)Czern.et Coss)、大坪铺中迟熟包心芥菜(Brassica juncea(L.)Czern.et Coss.)、南畔洲迟萝卜(Raphanus sativus);警戒线的有8种:四九31号油青甜菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee)、70d油菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee)、31号甜菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee)、玉兔5号青梗小白菜(Brassica pekinensis Rupr.),如意快菜(Brassica pekinensis Rupr.)、北京小杂56(Brassica pekinensis Rupr.)、荷兰豆(Pisum sativum)、短叶13号白萝卜(Raphanus sativus);轻度污染的有2种:60 d油菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee)、毛豆(Glycine max);中度污染的有2种:全年抗热油麦菜(Lactuca sativa var longifoliaf Lam.)、特选青梗莙荙菜(Beta vulgaris L.),重度污染的有1种:芫荽(Coriandrum sativum L.)。处于安全范围内的4种蔬菜品种可以作为该农田蔬菜安全生产的优选品种。因子分析表明,Cd是造成该批蔬菜重金属污染的主要因子。通过对该批蔬菜富集特征进行研究:不同品种蔬菜对Cr的富集差异较大,Cd次之,Pb、Hg和As则相对较小。17种蔬菜品种中,对Cr、Cd、Pb的富集系数最小的是萝卜1(南畔洲迟萝卜);对As富集系数最小的是芥菜1(精选水东红灯笼脆甜芥菜);对Hg富集系数最小的则有多种蔬菜,包括2种豆类(荷兰豆、毛豆)和2种萝卜(南畔迟萝卜、短叶13号白萝卜)。以上结果可以作为重金属低积累型蔬菜品种筛选的一个依据。     

基于土壤气挥发通量的污染场地三氯甲烷健康风险评估

我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露途径健康风险时推荐Johnson-Ettinger(J&E)模型,该模型虽然简单易用,但在实际应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型(dual equilibrium desorption, DED)对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题.为准确评估实际场地中VOCs...     

硒对不同品种茶树土壤酶活性及硒含量的影响

为探明硒与不同品种茶树土壤酶活性变化规律之间的关系,采用盆栽试验方法,设置8个处理,分别为:对照(CK,即不添加硒),2、4、8、10、15、20、30 mg·kg~(-1)等7个Se处理水平,研究不同处理水平硒对不同季节茶树(Camellia sinensis)品种(福鼎大白和南江1号)土壤酶活性和硒含量的影响,为不同品种茶树土壤合理施用硒肥提供一定的科学依据。结果表明,春季硒对福鼎大白土壤脲酶活性有刺激作用,在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时表现出最大值(2.77 mg·g~(-1)·d~(-1));低水平硒对春季福鼎大白土壤蔗糖酶活性刺激作用明显,硒处理水平为4 mg·kg~(-1)时,蔗糖酶活性最高,为12.63 mg·g~(-1)·d~(-1),南江1号土壤蔗糖酶活性在硒处理水平为10 mg·kg~(-1)时表现出最大值,为12.18 mg·g~(-1)·d~(-1);夏季硒对2个品种茶树土壤脲酶、蔗糖酶活性抑制作用明显;春、夏两季硒对土壤酸性磷酸酶活性均表现为抑制作用,且均在硒处理水平为30 mg·kg~(-1)时抑制作用明显,春季福鼎大白和南江1号土壤酸性磷酸酶活性分别较对照降低了32.8%和14.7%,夏季分别降低了36.8%和29.5%。南江1号夏季土壤脲酶、蔗糖酶活性与硒处理水平均呈显著负相关(相关系数分别为-0.758和-0.768)。不同水平硒处理均提高了2个品种茶树土壤硒含量,春季福鼎大白和南江1号土壤硒质量分数分别较对照提高了83.2%和83.1%,夏季分别提高了86.3%和85.2%,且春、夏两季福鼎大白土壤硒质量分数均低于南江1号。综上,硒对土壤酶活性的影响随硒处理水平、茶树品种和酶类型的不同而异,土壤硒质量分数也随硒处理水平和茶树品种的不同而异。     

清水河污染物对儿童所致健康风险评估

为研究黄河宁夏段一级支流(清水河)汛期水环境污染物对儿童健康影响,2012—2016年5月在清水河7个典型断面进行了水样采集和水质检测,综合考虑各种饮水、皮肤接触途径,对流域上游周边儿童的饮水、饮食及涉水行为进行抽样问卷调查和实际测量,研究获得当地儿童夏季饮水、皮肤暴露参数,并对清水河水环境污染物通过各种饮水、皮肤接触途径对儿童所致健康风险进行了研究.结果表明,儿童饮水、皮肤暴露参数受区域、性别、城乡、饮食、生活习惯等影响而使不同儿童群体所面临的水环境健康风险存在明显的差异性;在同样的污染背景下,女童面临的健康风险高于男童面临的健康风险,城市女童、农村男童所面临的健康风险分别高于农村女童和城市男童面临的健康风险,皮肤暴露风险高于饮水暴露风险,头部、脸及手是儿童健康风险较高的身体部位;清水河水环境化学污染物对儿童所致健康总风险的数量级在10-5—10~(-4)a~(-1)之间,且总体上从源头到黄河入河口在逐渐增大,其中在韩府湾、王团及泉眼山超过1×10~(-4)a~(-1),为重点污染控制断面,整个流域2012—2016年水环境质量总体不太稳定.     

不同长度秸秆还田对土壤汞甲基化与水稻植株甲基汞富集的影响

为降低秸秆还田引起稻田系统甲基汞(MeHg)升高的风险,采用盆栽试验,研究了添加不同长度水稻秸秆(5 cm、2 cm、粉末)条件下,在水稻整个生长期内土壤汞的甲基化以及水稻植株各组织中MeHg的含量变化特征.结果表明,添加秸秆能显著促进稻田土壤汞的甲基化,并能提升稻米MeHg的富集.不同长度秸秆对土壤MeHg净增长的影响时间不同,较长秸秆能长时间内对土壤汞的甲基化产生促进作用,在水稻生长后期土壤MeHg含量持续偏高,致使晚熟期稻米中MeHg质量浓度偏高;粉碎的秸秆在土壤中能快速降解,尽管在短时间内能引起土壤MeHg含量升高,但在水稻生长后期土壤MeHg含量明显下降,完熟期稻米中MeHg含量也远低于其他两种处理方式.因此,秸秆进行粉碎处理后再还田有利于降低稻米的MeHg富集风险.     

不同棉花品种及种植区域对土壤无脊椎动物群落结构的影响

采用干、湿漏斗分离法,在山东省陵县采集了试验田的Bt棉(新棉33B)和常规棉(中棉12)及大田条件下Bt棉的0～15cm土层中的土壤无脊椎动物,并对其群落结构进行了分析.结果表明,线虫和螨类是3种类型棉田的优势土壤动物类群,其频度分别为60%～85%和9%～27%.试验田的常规棉和Bt棉相比,33B棉田土壤动物的类群较多,线虫、鞘翅目、双翅目数量和土壤动物总数均较高,但各土层土壤动物的多样性指数H’和均匀度指数J值均较低.试验田和大田的33B相比,其土壤动物的类群数相近,但大田33B的轮虫和线蚓数量较高,线虫、蠋、鞘翅目数量和土壤动物总数均较低,各土层土壤动物的多样性和均匀度均较高.Rényi多样性指数曲线也表明,试验田33B棉田的土壤动物多样性高于中棉12,大田33B的土壤动物多样性高于33B试验田.6～11月期间,各土层土壤动物的数量动态在不同类型棉田趋势基本相同.7月是中棉12棉田土壤动物数量的高峰期,9月是试验田和大田33B的高峰期.试验田的中棉12和33B棉田,6～8月土壤动物的多样性指数和均匀度指数变化趋势较为一致;9～10月,33B棉田土壤动物的多样性和均匀度较高.6～11月,大田33B土壤动物的多样性和均匀度均显著高于试验田33B.可见,棉花品种和实验地点等因素均可显著影响土壤动物的群落结构.Bt棉33B棉田的土壤动物多样性高于常规棉中棉12;大田33B的土壤动物多样性高于33B试验田.图2表4参29