不同碳氮磷源改良剂对铅锌尾矿废弃地植被与土壤性质的影响

开展野外田间试验,在铅锌尾矿废弃地上添加不同碳氮磷源改良剂进行植被重建,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿废弃地的改良效果.结果表明:①添加不同碳氮磷源改良剂促进了植物在尾矿上定居和生长,植被盖度从6个月的2. 0%～20. 0%增长到30个月的62. 5%～98. 5%;生物量从6个月的9. 4～115g·m-2增长到30个月的389. 0～2 358. 3 g·m-2.②添加不同碳氮磷源改良剂增加了尾矿营养元素含量(有机碳、水溶性碳、硝态氮和有效磷分别增加了6. 0%～93. 3%、1. 3%～49. 3%、12. 3%～214. 7%和2. 7%～81. 3%)和提高了土壤酶活性(脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶活性分别提高了0. 3～2. 8、0. 1～1. 4、0. 1～0. 6和0. 1～0. 5倍).③添加不同碳氮磷源改良剂不同程度地降低了尾矿中重金属有效态含量(DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb和DTPA-Zn分别下降了2. 5%～40. 2%、1. 4%～25. 6%、1. 4%～15. 2%和0. 4%～24. 9%)和植物体内重金属(Cd、Cu、Pb和Zn分别下降了12. 1%～58. 7%、6. 4%～46. 0%、20. 2%～68. 0%和11. 7%～58. 1%)含量.④Pearson相关性分析表明,植被盖度、生物量与尾矿营养元素和土壤酶活性呈显著正相关,与尾矿重金属有效态含量呈显著负相关;植物地上部分重金属含量与尾矿重金属有效态含量、营养元素和土壤酶活性相关性不明显.综合分析表明,碳氮磷源改良剂是铅锌尾矿废弃地植被恢复良好的改良材料.     

酸性淋溶对铅锌尾矿金属行为的影响及植物毒性

露天存放的铅锌尾矿受到自身酸化和酸雨的双重影响,从而加剧尾矿对环境的影响。因此,研究尾矿在酸性条件下的重金属行为及其植物毒性,对植物在铅锌尾矿地的自然定居有非常重要的意义。将铅锌尾矿砂装柱,用pH2～7溶液淋溶50天的结果表明,酸度的提高可以显著地增加尾矿砂中重金属（Pb、Zn、Cu和Cd）的溶出。而随着时间的延长,Zn的溶出量明显增高,Pb和Cu的溶出则逐渐降低。在pH值＜3时,Cd的溶出逐渐升高,pH值＞3时,Cd的溶出也呈下降趋势。酸度对重金属溶出的影响由大至小依次为Zn＞Cd＞Cu＞Pb。渗滤液对植物的毒性随着起始淋溶酸度的提高与时间的推移而加剧     

5种豆科植物对铜尾矿的适应性研究

针对铜陵市铜尾矿废弃地的复垦,选用了5种豆科植物在5种不同的改良方式上进行盆栽试验研究.5种供试物种为:大豆(Glycine max)、赤豆(Phaseolus angularis)、赤小豆(P.calcaratus)、绿豆(P.radiatus)、山绿豆(P.mininus).研究结果发现,抑制植物生长的主要因素是尾矿基质极端贫瘠,重金属铜含量过高的缘故;5种豆科植物在5种改良方式上均可以萌发,但在基质上尾矿所占的比例越高,种子的萌发越晚;间苗后,供试物种大豆、赤豆和赤小豆植株全部成活,另外2种因不适应尾矿,有死亡现象.在同一改良方式中,第50天时,大豆及赤小豆叶片中叶绿素的含量比其它3种高;第70天时,大豆及赤小豆的株高及生物量也高出另外3种供试物种.综合生长期内各方面生物学指标,5种豆科植物中,大豆和赤小豆比其它3种植物具有较强的耐性,TA75的改良方式比较合理,可用于尾矿的复垦.     

铅锌尾矿污染区3种菊科植物体内重金属的亚细胞分布和化学形态特征

通过实地调查分析广西阳朔某铅锌尾矿污染农田自然生长的3种常见菊科植物野艾蒿、胜红蓟和野茼蒿体内的重金属含量,并采用差速离心与化学试剂提取法分析重金属在植物中的亚细胞分布及其存在的化学形态,探究菊科植物对重金属的积累、耐性特征和机制.结果表明,污染区土壤受Cd、Pb、Zn这3种重金属污染严重,其含量分别比国家土壤环境二级标准(GB 15618-1995)超标37.7、5.7和8.9倍,植物体内Cd、Pb和Zn含量都超过正常范围.野茼蒿和胜红蓟对Cd具有较强的迁移能力和富集能力,适用于Cd污染土壤的生态修复.此外,野茼蒿的茎和叶中Cd的含量分别为159.6 mg·kg~(-1)和219.5mg·kg~(-1),超过Cd超富集植物的临界标准,可见野茼蒿完全具有Cd超富集植物的基本特征,是Cd超富集植物.3种菊科植物地下部和地上部的Cd、Pb和Zn主要分布在液泡可溶组分和细胞壁中,而在细胞器中的分布较少.植株中大部分的重金属以迁移性较低的氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态存在.因此,液泡区隔化、细胞壁固持和重金属以低活性的化学形态为主可能是3种菊科植物应对重金属胁迫的重要耐性机制.与野艾蒿相比,胜红蓟和野茼蒿茎叶中的Cd更多地贮存在液泡中,且地上部"活性态"Cd的积累比例低于根系,这些很可能是胜红蓟和野茼蒿忍耐和富集镉的重要途径.     

通风量对有机废弃物生物干化的影响

通过有机废弃物生物干化实验,研究了通风量对生物干化效果的影响。实验以果蔬、厨余和园林垃圾几种典型有机废弃物作为原料,设置3个梯度的通风量,对其温度、含水率和有机质含量变化对比发现:通风量会显著影响生化干化指数、空气利用率以及干化后物料的低位热值。低通风量下温度升高明显,且空气利用率较高,但携带水汽能力较弱,难以有效带走物料水分;高通风量下难以维持高温,热量损失较大,但物料最终含水率最低。当通风量为48 L/(kg·h)时,果蔬与园林协同干化的最终含水率能降低到13. 97%,生物干化指数为2. 34,物料的低位热值最终达到13932 kJ/kg,较初始热值提升了322%,能够基本满足制备垃圾衍生燃料(RDF)的条件,且能够在相对更低的能耗下提高生物干化效果。     

热处理工艺对铅锌尾矿制备微晶玻璃的影响

以铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物为主要原料,采用烧结法制备尾矿微晶玻璃,考察了不同热处理制度对铅锌尾矿制备微晶玻璃的影响。熔化阶段,通过观察混合料在两种升温熔化方式下的熔化现象和熔化效果,确定混合料需在1200℃左右保温1h,以排除SO2,CO2等气体,升温至1500℃左右,原料完全熔化;晶化阶段,根据差热曲线(DTA),以晶化温度和晶化时间为影响因素,设计热处理正交实验,通过试样的表观形貌、抗压强度、结合极差分析,确定晶化温度对尾矿微晶玻璃硬度的影响要明显大于晶化时间;根据XRD测试和曲线图可知,不同热处理制度下制备的尾矿微晶玻璃,主晶相均为透辉石,而结晶程度有所不同,导致强度存在差异,合适的热处理制度为:晶化温度1080℃,晶化时间1.5h,制得的尾矿微晶玻璃性能优良,试样平均抗压强度为218.7MPa,吸水率在0.05%以下。     

螯合剂修复对尾矿土壤性质和紫穗槐生长影响及其相关性分析

针对不同螯合剂配比修复措施对尾矿土壤综合性质、植物生长指标的影响及二者相关性,采用IDS、EDTA 2种螯合剂-紫穗槐联合修复尾矿土重金属进行盆栽试验.结果表明:(1)紫穗槐在不同的螯合剂配比改良处理措施下的株高、主根长、根茎均呈现先减后增的变化趋势,单独加入EDTA比单独加入IDS的抑制作用强,适当调整IDS、EDT...     

浮选药剂对铅锌尾矿中重金属微生物溶出的影响

以青海某铅锌尾矿为研究对象,采用静态试验模拟研究了4种浮选药剂对尾矿在嗜酸氧化亚铁硫杆菌协同作用下重金属铅锌溶出的影响.结果发现,除丁胺黑药外,与未添加药剂相比,随溶出时间延长,其他3种黄药的存在均导致溶出体系的氧化还原电位升高而p H值降低,影响顺序均为异丁基黄药乙基黄药≈戊基黄药丁胺黑药.黄药体系Pb、Zn累积溶出量远大于黑药体系且Zn更易溶.50d时,Pb、Zn最大溶出浓度分别为77.60、167.00mg/L,其中异丁基黄药最有利于重金属铅锌的溶出.原电池效应、Cu2+对闪锌矿的活化以及浮选药剂的水解能力差异是导致不同浮选药剂对重金属溶出差异的主要原因.尾矿残渣XRD分析表明不同浮选药剂存在体系溶出过程中生成的新物质含量有所差异.     

氨氮对有机废弃物厌氧消化的影响及调控策略

厌氧消化是一种有机废弃物无害化、资源化处理方式,它能够产生清洁能源沼气。含氮有机废弃物降解过程中容易产生氨氮,当其浓度过高时厌氧消化微生物活性受到抑制、甲烷产量下降,严重时会导致反应体系崩溃,造成严重的经济损失。文章通过查阅大量文献,综述了氨氮对有机废弃物厌氧消化的抑制作用及抑制模型,讨论了氨氮对厌氧微生物的抑制作用机理,并重点探究了应对氨氮抑制的调控策略,旨在为消除厌氧消化体系的氨氮抑制提供理论基础,促进利用厌氧消化技术处理含氮有机废弃物的工业应用。     

施用玉米秸秆对铅锌尾矿速效养分和重金属活性的影响

铅锌尾矿极端贫瘠、重金属含量高,不利于植物生长,难以进行生态修复。该研究通过玉米秸秆改良铅锌尾矿室内培养实验,研究不同秸秆施加量在不同阶段对铅锌尾矿速效氮、钾以及重金属有效性的影响。结果表明,施加秸秆能够增加铅锌尾矿速效氮、钾含量,随着施加浓度的增加改善效果增强;秸秆腐解对Pb、Zn、Cu和Cd 4种金属有不同程度的活化作用,4种金属对秸秆活化作用敏感顺序表现为Cd>Zn>u>Pb。随秸秆施加浓度的增加,秸秆对尾矿重金属的钝化作用逐渐大于活化作用。同时考虑不同用量秸秆对铅锌尾矿速效氮、钾改善效果以及4种金属有效性水平,研究认为秸秆施加浓度为2%时效果较优,有利于促进生态修复。     

乐昌铅锌尾矿的酸化及重金属溶出的淋溶实验研究

利用淋溶实验，研究了乐昌铅锌尾矿的酸化及其对重金属溶出的影响。结果表明：高硫和中硫尾矿因含很高的有效硫（分别为２０．４％和１５．９％），在尾矿的堆放过程中会发生酸化，发生酸化的时间在第５１周左右，低硫尾矿（有效硫为７．２％）在短期内不会发生酸化。尾矿发生酸化后，将促进其中盐份的溶解，从而使得Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｕ等重金属的溶出增高。本研究可为铅锌尾矿的环境管理提供科学依据     

物种多样性对铅锌尾矿废弃地植被及土壤的生态效应

尾矿库是金属矿山最常见且最难恢复的废弃地.开展野外田间试验,在铅锌尾矿上建立了具有物种多样性梯度(1、4、8和16种)的植被,分析物种多样性对植物群落、重金属迁移和营养元素的影响及其生态效应.结果 表明:①植物物种多样性提高了尾矿新建植物群落的盖度和生产力.1-物种的植被盖度和生物量平均值分别为33.4％和66.7 g...     

丛枝菌根真菌对稀土尾矿中大豆生长和稀土元素吸收的影响

采用温室盆栽试验的方法,研究了接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌Glomus versiforme对稀土尾矿上大豆(Glycine max)生长、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比、重金属和稀土元素吸收的影响,旨在为稀土尾矿废弃地的生态重建和植被恢复提供基础依据.结果表明,AM真菌G.versiforme与大豆成功建立了互惠共生关系,具有较高的菌根侵染率,平均为67%.接种G.versiforme显著增加了大豆植株地上部和根部的干重,显著提高了大豆植株中P和K的含量,降低了C∶N∶P计量比,符合生长速率假设.接种G.versiforme显著降低了大豆地上部Fe和Cr的浓度,增加了根部Cd的浓度,未显著影响其它重金属的浓度;同时,显著降低了大豆植株地上部和根部轻稀土元素La、Ce、Pr和Nd的浓度.试验初步证明AM真菌对于大豆适应稀土尾矿复合逆境,以及在稀土尾矿上重建植被具有潜在的作用,应进一步验证自然条件下AM真菌的作用潜力.     

EDTA调控下灯心草和龙须草对铅锌尾矿污染土壤的修复潜力

采用盆栽试验,研究了不同质量摩尔浓度EDTA(b(EDTA))调控下灯心草和龙须草对铅锌尾矿污染土壤的修复潜力.结果表明:当b(EDTA)为0.125～2.000 mmol/kg时能显著促进生长在铅锌尾矿污染土壤中灯心草和龙须草地上部生物量的增产,分别在0.500和1.000 mmol/kg时达到最大值.EDTA对2种草地上部生物量的影响大于地下部,分别通过影响株高和分蘖数实现,且对灯心草的影响程度大于龙须草.添加EDTA可以显著提高2种草对各重金属的富集能力,尤其以Pb, Cu最为明显.同时发现,EDTA对植物积累重金属能力的促进作用存在植物种类和重金属元素种类之间的差异.灯心草和龙须草分别在重金属积累、转运和生物量上存在优势,在EDTA调控下将2种植物合理搭配种植在铅锌尾矿污染土壤中能取得良好的重金属去除效果.      

不同浓度镧处理对铅胁迫下玉米生长和铅吸收的影响

采用温室盆栽试验的方法,研究不同浓度的镧处理(0、50、200和800 mg·kg~(-1))对中度铅胁迫下(200 mg·kg~(-1))玉米生长、矿质营养元素吸收、C∶N∶P生态化学计量比及Pb和La吸收的影响,探讨土壤-植物系统中稀土重金属的相互作用,旨在为稀土矿区稀土重金属复合污染土壤的治理提供基础数据和理论依据.结果表明,随着外源La浓度的增加土壤中乙酸铵-EDTA提取态La的浓度显著增加,而乙酸铵-EDTA提取态Pb的浓度显著降低;玉米地上部干重显著降低了17.90%~81.17%,根冠比显著增加了21.74%~86.96%;随着土壤中La浓度的增加根部P含量显著降低了19.16%~89.68%,La浓度为200 mg·kg~(-1)和800 mg·kg~(-1)时,地上部P和N含量分别显著降低了65.51%~91.98%和48.27%~76.58%;随着土壤中La浓度的增加,植株C∶P、N∶P和植株La浓度显著增加,地上部和根部Pb浓度分别显著增加了52.61%~99.01%和15.99%~44.34%;随着La浓度的升高显著降低了玉米植株K、Ca和Mg的含量.结果初步证明,在稀土-重金属复合污染土壤中,稀土元素的存在加剧了重金属对植物生长的毒害效应及其所引发的生态风险问题,应进一步深入研究稀土对植物吸收重金属的影响及作用机制.     

施用组配固化剂对盆栽土壤重金属交换态含量及在水稻中累积分布的影响

通过盆栽试验,研究组配固化剂石灰石+海泡石在不同施用量(0、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 g·kg-1)下,盆栽土壤中重金属Pb、Cd、Zn交换态含量的变化与在水稻根、茎、壳和糙米的累积分布.结果表明:①土壤中Pb、Cd和Zn交换态含量随着组配固化剂施用量的增加呈明显降低趋势,交换态含量较对照分别降低了15.3%~99.9%、9.2%~99.9%和7.0%~99.9%,有效缓解了水稻对土壤Pb、Cd和Zn的吸收.②水稻生长状况得到改善,株高随组配固化剂施用量的增加逐渐上升.施用量在1.0 g·kg-1时,谷粒产量最大,与对照相比,增产60.4%.水稻各器官对Pb、Cd、Zn的吸收随施用量的增加逐渐下降;与对照相比,施用1.0~16.0 g·kg-1的组配固化剂后糙米中Pb、Cd和Zn含量下降幅度分别为2.2%~13.1%、29.3%~79.3%和19.5%~43.3%.     

2种有机污染物对鲈鱼生化标志物系统的影响及作用评价

实验生态条件下筛选了鲈鱼的一组生化标志物组成生化标志物系统,研究其对不同有机污染胁迫的响应差异.将鲈鱼分别暴露于2种有机污染物:0.1 mg/L、1 mg/L的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和2μg/L、20μg/L的苯并[a]芘(B[a]P),研究长时间(18 d)、亚致死污染胁迫下鲈鱼生化标志物系统各组分:肝脏组织抗氧化酶中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转酶(GST)以及诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和脑组织中乙酰胆碱脂酶(AChE)活性的变化,同期检测了热激蛋白70(Hsp70)表达的变化,并对所得到的结果进行了主成分分析(PCA).结果表明,①与未受胁迫的对照组相比,B[a]P胁迫能够显著诱导鲈鱼体内的SOD、GST、Gpx活性以及GSH含量的变化(p0.05),但对其它几种酶的活性影响并不明显;SDBS胁迫对CAT、Gpx、iNOS和AChE活性的诱导作用明显,但对SOD、GST和GSH的影响较小.Gpx是对2种污染物胁迫响应最灵敏的一种生化标志物.②同时测定了不同胁迫条件下鲈鱼血细胞Hsp70表达的影响,结果发现其在SDBS胁迫组中的表达始终高于对照组,而B[a]P在胁迫前期能诱导Hsp70表达升高,以后逐渐下降至对照水平.③鲈鱼的生化标志物系统的不同组分对不同种类的污染胁迫响应有明显差异,对结果进行主成分分析(PCA)后发现,基于PCA和生化标志物系统的研究方法能有效区分不同污染因子的作用,可能在海洋环境污染的早期、预警性评价中具有良好的应用前景.     

微塑料对小麦生长及生理生化特性的影响

土壤环境中微塑料污染及毒理学效应逐渐引起关注,但微塑料对植物的毒性及其机制研究仍十分匮乏.为探究微塑料对陆生高等植物小麦(Triticum aestivum)的毒性作用,选用100 nm和5μm聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)进行土培处理,结合水培生长试验,研究了PS-MPs对小麦生长及叶片光合色素、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性等的影响.结果表明,水培试验中,高浓度(200 mg·L-1) PS-MPs显著抑制小麦根、茎的伸长,5μm PS-MPs较100 nm PS-MPs表现出更大的毒性效应,小麦根和茎的长度抑制率分别为67. 15%和56. 45%.土培条件下,10 mg·kg-1PS-MPs对小麦生长影响最为显著.在试验含量范围内(0～100 mg·kg-1),随PS-MPs含量的增加,小麦叶片光合色素和可溶性蛋白含量先升后降,提示PS-MPs对小麦叶片光合系统产生了损害,抑制其蛋白的合成;超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,过氧化氢酶(CAT)活性先降后升,表明PS-MPs对小麦毒性的可能机制涉及氧化应激.本研究结果将为土壤环境中微塑料的生态风险评价提供依据.