土壤pH对东南景天修复镉污染土壤的影响研究

东南景天是一种镉和锌的超积累植物,改变土壤p H能否有效提高其吸收镉的效率,需要进一步验证。采用盆栽实验研究不同土壤p H下东南景天吸收和积累Cd的差异以及对Ca Cl2提取有效态镉的影响。结果表明,降低土壤p H值显著提高了土壤镉的有效态含量。弱酸性土壤即p H接近5.5时东南景天生物量及累积镉的量最大,土壤镉去除率也最高,达6.6%。强酸性即当p H接近4时,虽然植物地上与地下镉含量均最高,但生物量最小,植物去除率较其他处理低。研究证实降低土壤p H是提高植物提取效率的有效办法,这为进一步利用东南景天修复镉污染土壤,提高修复效率提供了科学依据。     

牡蛎壳粉对酸性土壤的修复及其对镉的钝化作用研究

农业土壤重金属镉污染具有浓度低、面积大的特点,因此,原位钝化修复技术逐渐成为农业土壤镉污染治理的研究热点。针对目前农业土壤酸化及镉污染比较严重的状况,研究施加牡蛎壳粉对酸性土壤及镉形态转化的作用,以期达到对酸性镉污染土壤的修复。结果表明,添加5%、150目的牡蛎壳粉后,土壤p H值可由5.56提高至7.74;有效态镉含量由1.66 mg/kg降至0.801 mg/kg,钝化率达到51.7%。同时,交换态钙含量由0.998 g/kg升高至9.11 g/kg,可有效缓解酸性土壤钙流失的问题。对不同镉污染水平的土壤添加牡蛎壳粉后,镉的酸可溶态、可还原态和可氧化态分别降低了12.92%~20.97%、18.99%~31.10%和18.02%~47.80%,而残渣态则增加了124.2%~175.9%。因此,施加牡蛎壳粉可有效矫正土壤酸化的现象,并显著降低酸性土壤镉的生物活性,达到对镉钝化的效果。     

土壤电动修复的电极空间构型优化研究

采用MATLAB软件对非均匀电场中几种常见电极构型的电场分布进行了模拟,根据最优的电极构型构建了电动修复实验装置,研究了电动修复过程中不同部位土壤p H以及重金属残留量随时间变化情况.结果表明,从电场强度的有效性角度,正方形(1-D-1)和正六边形(2-D-3)分别是一维、二维构型中最优的电极构型,土壤p H值的变化、重金属的去除与电场强度的分布有密切关系.采用正六边形电极构型对镉、镍、铅、铜共4种阳离子型重金属进行电动修复时,控制阴极p H值,随着修复的进行,在整个反应单元中逐步形成了酸性迁移带,可在一定程度上避免重金属的过早沉淀,有利于重金属的去除.电动修复480 h后,重金属镉、镍、铅、铜的总去除率分别为86.6%、86.2%、67.7%、73.0%,可根据修复目标改变修复时间和更换电极频次.     

牛粪生物炭对重金属镉污染土壤的钝化修复研究

为了探讨以牛粪为原材料制备的生物炭对重金属镉污染土壤的钝化修复作用,采用人工模拟重金属镉污染土壤进行盆栽试验,研究分别添加在低温300℃和高温700℃条件下制备的牛粪生物炭,对重金属镉污染土壤p H值、镉含量、镉形态及供试作物中镉含量的影响。结果显示:高温700℃制备的生物炭效果好于低温300℃,与对照值(CK)相比,当两种牛粪生物炭添加量为10 g/kg时处理效果最佳,土壤p H值、镉含量依次升高0.2和0.1、42.2%和21.84%,供试作物中镉含量降低了71.59%和51.22%,酸可提取态镉降低了21.69%和22.89%,残渣态镉含量升高了51.59%和77.71%;牛粪生物炭添加量为2.5g/kg时,Fe-Mn氧化结合态镉、有机结合态镉含量降幅最大,分别为21.88%和14.06%、31.82%和12.12%。牛粪生物炭对重金属镉污染土壤具有良好的钝化修复效果。     

淋洗和淋滤下鼠李糖脂对酸性镉污染土壤的修复效果试验研究

为研究鼠李糖脂对酸性镉污染土壤的治理效果,同时采用淋洗和淋滤试验,对比研究了两种处理方法对酸性镉污染土壤的修复效果。淋洗试验结果表明:鼠李糖脂能有效解吸人工镉污染土壤中的镉,且在淋洗时间为0～24h内对土壤中镉的解吸速率最快,在此阶段高浓度鼠李糖脂溶液对土壤中镉的解吸效果低于低浓度鼠李糖脂溶液;经过68h淋洗后,低浓度鼠李糖脂溶液对人工镉污染土壤中镉的解吸量开始衰减,而高浓度鼠李糖脂溶液对人工镉污染土壤中镉的解吸量则持续增加,此阶段高浓度鼠李糖脂溶液对土壤中镉的解吸效果优于低浓度鼠李糖脂溶液,且对土壤中镉的最高解吸量达到144.45mg/kg,其解吸过程符合准二级吸附动力学方程。淋滤试验结果表明:经过168h淋滤后,天然镉污染土壤中镉的去除率达到62.84%,且淋滤后土壤中镉的含量低于《土壤环境质量——农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中土壤镉污染的风险筛选值。在治理酸性镉污染土壤时,淋滤的处理效果优于淋洗,该研究结果对治理酸性镉污染土壤具有一定的参考价值。     

黏土矿物原位修复镉污染稻田及其对土壤氮磷和酶活性的影响

分别以黏土矿物坡缕石和海泡石作为钝化材料,对重金属镉污染的酸性水稻土壤进行原位钝化修复田间示范试验,考察了两种黏土矿物在不同添加剂量下对稻谷产量、糙米镉含量及土壤中有效态镉含量等变化的影响,用以表征修复效果.同时,深入研究了两种黏土矿物对土壤pH、土壤水解氮、有效磷含量及相关酶活性的影响以表征其对土壤环境质量的影响,并对各项理化指标之间的相关性进行分析.结果表明,田间示范条件下两种黏土均提高了土壤pH,降低了土壤中镉的生物有效性,明显降低了糙米中镉含量.其中,经2.00 kg·m-2坡缕石和2.25 kg·m-2海泡石处理后,糙米镉含量最大降幅分别为54.6%和73.5%,分别降低至0.32和0.18 mg·kg-1.土壤过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶及蔗糖酶的活性均得到不同程度的提高,表明经钝化修复后土壤中相关代谢反应得到恢复;两种黏土矿物对土壤中水解氮含量无明显影响,但降低了土壤有效磷含量.综合总体表现,两种黏土矿物可被推荐作为镉污染酸性稻田土壤的原位钝化修复材料.     

2种组配改良剂修复镉砷复合污染稻田土壤的研究

将2种复合改良剂LI(碳酸钙+铁粉)和HI(羟基磷灰石+铁粉)施加于镉、砷复合污染稻田土壤,设置投加比例分别为1∶2、1∶1、2∶1,通过分析熟化后土壤的p H值、毒性浸出(TCLP提取态)镉、砷含量及交换态镉和砷含量,研究了复合改良剂同时固定这两种污染元素的效果.结果表明,施加LI使土壤p H值提高了0.60~1.21,降低了土壤TCLP提取态镉、交换态镉含量,以及TCLP提取态砷和交换态砷含量;与对照相比,配比为2∶1的LI使土壤TCLP提取态镉含量降低了60.97%,效果较好;配比为1∶2和1∶1的LI分别使TCLP提取态砷含量降低了29.81%、29.85%;配比为1∶2的LI使交换态砷含量降低了55.18%.施加HI同样提高了土壤的p H值(升高了0.51~0.73),同时降低了土壤中97.05%~98.09%的TCLP提取态镉含量,效果显著;施加HI略微提高了土壤TCLP提取态砷含量,但却略微降低了土壤交换态砷含量.在本实验条件下,综合考虑土壤中镉和砷的稳定化效果,LI的效果明显好于HI.其中,从TCLP提取态镉和砷含量来评价,2∶1的LI施用效果最佳;从交换态镉和砷含量来评价,1∶2的LI施用效果最佳.     

真菌LP-20对金属矿土壤镉锌的固定化作用研究

采用真菌分离纯化的方法从某重金属污染土壤中筛选分离出一株能够耐受并吸附二价镉、锌离子(Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ))的真菌菌株LP-20。考察不同修复时间以及土壤p H值对固定化效率的影响。固定化效率以反应前后的镉锌有效态含量(利用TCLP提取液提取法测定)变化衡量。根据ITS(Internal transcribed spacer)r RNA基因测序结果,菌株LP-20属于Trichoderma spirale。LP-20对于Cd(Ⅱ)的固定效果普遍优于Zn(Ⅱ),并且对Cd(Ⅱ)的固定时间(10 d)少于对Zn(Ⅱ)的固定时间(20 d)。LP-20对于Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的固定作用的最适宜p H范围为3~5。发现能够对土壤中镉锌离子具有良好固定化效果的真菌菌株对于发展土壤重金属污染的原位无毒无害化治理技术具有重要的实际意义。     

Cu和Cd复合重金属污染土壤修复后对地下水的安全性研究

以修复前污染土壤为对照,对化学固化修复后的铜(Cu)、镉(Cd)复合重金属污染土壤进行了模拟酸雨淋溶实验和SPLP浸出实验,研究了修复后土壤中Cu、Cd的释放特征,应用模糊综合评级法,评价了修复后土壤对地下水安全的风险级别。在十年酸雨淋溶下,污染土壤Cd释放总量为14.06 mg,Cu为7.27 mg,对地下水安全的风险级别为11;修复后土壤中的Cu和Cd 10年释放总量都为0,对地下水安全的风险级别为1。Cu、Cd复合重金属污染土壤经化学固化修复后对地下水的风险较低。     

改良剂对广西环江强酸铅锌污染土壤的修复作用

广西环江沿岸农田土壤具有强酸、多重金属污染等特点,失去了农业生产能力,为此,本研究试用了土壤淋溶实验探究不同类型改良剂(生石灰、钙镁磷肥、有机肥、聚丙烯酰胺)组合对广西环江沿岸污染土壤的修复效果,土壤重金属迁移规律及对农田适耕性的影响.结果表明,对照组T1土壤酸化严重,降低清洁接触土壤层p H值,而处理方式T2、T3、T4、T5均能显著提高污染土壤p H值(P0.05),对供试土壤p H变化大小分别为2.7~3.2、1.6~2.7,均能达到南方农业生产土壤p H值范围.较对照组T1,在污染土壤0~20 cm处,处理方式T2、T3、T4、T5能有效地活化Pb,钝化Zn的作用;在清洁土壤20~60cm处,各个处理方式对DTPA-Pb、DTPA-Zn的作用不存在显著差异(P0.05).较对照组T1,处理方式T4、T5能为植物提供良好的种植营养物质,以期能为今后结合生物修复等措施提供技术支撑.     

用纳米材料修复污染土壤

<正>土壤污染问题日益得到重视。近期,我国科学家针对酸性土壤重金属污染修复的研究取得重要进展,为治理酸性土壤和重金属污染提供一种新思路:利用黏土、生物炭等天然材料制备出一种复合纳米材料,材料呈多孔纳米网络结构,其不仅能够固定土壤中盐基阳离子,提高土壤p H值,从根本上修复酸性土壤,还能够还原、吸附土壤中的重金属离子。据悉,该项技术优先适用于农田地块,可使植物中六价铬的富集量降低60%。另     

生物炭剂量对土壤镉形态和细菌群落的影响

为研究不同生物炭添加量对重金属镉污染土壤的原位修复效果,该研究以甘蔗渣为原材料制备不同剂量的生物炭（1%、2%、3%）,明确了重金属镉修复过程中土壤理化特征、镉形态分布和微生物群落结构的变化情况。结果表明：不同剂量生物炭处理主要通过提高土壤p H、有机质含量和阳离子交换量,促进土壤中弱酸可提取态镉、可还原态镉向残渣态转化,其中3%剂量处理的生物炭促进效果显著。实验结束时（60 d）,添加生物炭的弱酸可提取态、可还原态分别下降到21.14%～29.66%、11.15%～22.12%,而添加生物炭的土壤中残渣态镉含量（38.11%～57.53%）显著高于未添加生物炭的土壤（18.55%）,可氧化态镉无显著性变化。施入生物炭后土壤中微生物多样性、丰富度和均匀度均有明显的差异,不同剂量生物炭处理的Ace指数和Chao指数大小依次为Bio 2>Bio 3>Bio 1>CK;也显著提升主要优势菌未分类的酸杆菌、放线菌科、绿弯菌科、芽单胞菌科的相对丰度,Bio 1、Bio 2、Bio 3提升效果分别达15.62%、11.34%、22.98%,56.93%、56.75%、4.53%,...     

南方典型区域水稻镉富集系数差异影响因素探析

该研究通过自采样分析及综合其他人员研究结果分析了我国南方典型稻米产区水稻吸收镉差异性。方差分析结果表明我国南方稻米产区稻米镉富集系数差异显著且可划分为高吸收(富集系数平均值及标准差为(0.96±0.73)、中高吸收(0.64±0.59)、中低吸收(0.29±0.22)及低吸收(0.26±0.30)4种类型,在19个研究区内中及中低吸收型(富集系数介于0.2~0.3)是4种类型中最常见的。对土壤p H、有机质含量、质地、土壤类型、土壤镉含量、土壤Zn/Cd等影响稻米镉富集系数的因素进行了探讨,结果表明,土壤p H对稻米镉富集系数影响最大且符合韦布尔非线性方程模型。土壤有机质影响明显较p H低,土壤质地在土壤酸性条件下对稻米镉富集系数的影响要大于碱性条件,土壤Zn/Cd比对稻米镉富集系数影响也比较突出,在高Zn/Cd比的土壤中稻米镉富集系数一般较低,而土壤类型、土壤镉含量对稻米镉富集系数的影响存在较大的地域差异性。     

不同植物修复重金属复合污染土壤对土壤中微生物数量与酶活性的影响

本研究选取三叶草(Trifolium repens Linn.)、高羊茅(Festuca elata Keng)、紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)和黑麦草(Lolium perenne L.)作为修复植物在矿区污染土壤进行实验,研究了4种植物对重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)复合污染土壤中微生物数量与酶活性的影响。结果表明:植物修复显著降低了土壤中4种重金属含量,使土壤中微生物种群数量增加,其中真菌数量显著增加;所有土壤样品中均以细菌数量占绝对优势,种植紫花苜宿和黑麦草的土壤中微生物多样性指数显著提高;土壤中的酸性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性均显著提高,其中种植高羊茅的土壤中两种酶活性显著高于其他处理的,不同处理下土壤中的Cu和Cd含量显著相关,土壤中酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性极显著相关,所有处理中的重金属含量与两种酶的活性呈负相关性;4种植物均能对重金属复合污染土壤产生修复效果。     

生物炭和草酸活化磷矿粉对镉镍复合污染土壤的应用效果

采用室内培养实验,利用生物炭和草酸活化磷矿粉对镉镍复合污染土壤进行修复,比较两者不同配比对土壤重金属镉镍的修复效果及对土壤无机氮和微生物量氮(MBN)转化的影响.结果表明,随着草酸活化磷矿粉和生物炭施用量的增加,土壤p H逐渐增加,镉和镍均由弱酸提取态逐渐向可还原态、可氧化态和残渣态转化,生物有效性降低.其中,C50P3(50 g·kg~(-1)生物炭与3 g·kg~(-1)草酸活化磷矿粉)配施的修复效果最好,弱酸提取态Ni占全量的质量分数降低了37.0%,残渣态Ni增加了14.8%,弱酸提取态Cd含量占全量的质量分数降低了40.2%,残渣态增加了35.2%.施用修复剂40 d后,相较于C0P0(空白对照)处理,C50P0(单施50 g·kg~(-1)生物炭)处理与C0P3(单施3 g·kg~(-1)草酸活化磷矿粉)处理微生物量氮含量均分别增加了1.5倍和1倍;铵态氮含量分别减少了12.5%和6.4%,硝态氮含量分别降低了11.6%和10.2%.综合比较可知,生物炭和草酸活化磷矿粉配施对土壤重金属镉镍复合污染的修复效果要优于单施,且50 g·kg~(-1)生物炭与3 g·kg~(-1)草酸活化磷矿粉(C50P3)配施的修复效果最好,修复剂的加入促进了土壤无机氮向有机氮的转化.     

水生植物与微生物对含镉水体修复效果的比较

为解决水体镉污染问题,分别选择凤眼莲与柠檬酸杆菌作为水生植物与微生物的代表物种,对二者修复含镉水体的最佳条件进行研究,并进一步探索二者对含镉水体的修复机制。实验结果表明,凤眼莲在p H 7、生物量为6.25株/L及温度为30℃的条件下,对初始浓度为15 mg/L含镉水体的修复效果达到峰值,可达81.37%;柠檬酸杆菌在p H 6、菌浓度为3 g/L及温度为30℃的条件下,对初始浓度为15 mg/L的含镉水体去除率最高,可达到93.09%。凤眼莲主要通过植物吸收作用修复含镉水体,其中以根系吸收效果最为突出;柠檬酸杆菌主要通过生成沉淀物从而降低镉的含量。在室外大规模、开放性水体中,建议采用"圈植培养"凤眼莲修复含镉水体。     

镉胁迫对2种酸性土壤地肤生长及其修复镉能力的影响

针对南方农田酸性土壤重金属镉(Cd)污染突出的问题,分别以初始镉(Cd)(1.253, 1.553, 2.153, 2.753, 4.253, 10.253mg/kg)胁迫及pH值6.10(T处理组)、pH值5.00(TS处理组)下的样土为盆栽土壤,选取地肤为修复植物,通过温室盆栽控制实验研究Cd污染土壤中地肤的耐性以及初始土壤p H值和Cd浓度对地肤提取土壤中Cd能力的影响.结果表明,所有处理组成熟期地肤茎生物量均高于地下根系生物量;T处理组地肤的根际土、非根际土有效态Cd含量均高于TS处理组;所有处理组地肤的茎部Cd含量均高于根系(即根茎转移系数大于1),且根系和茎部的富集系数均大于1.通过对地肤种植前后土壤镉含量进行对比分析结果显示,T和TS处理组每盆地肤对Cd的去除率分别为0.84%～1.85%、0.94%～2.38%,说明地肤对酸性土镉污染具有更好的修复效果.在T处理组,当土壤Cd浓度为2.753mg/kg时,地肤对土壤Cd的去除率达到最高,为(0.62±0.16)%;在TS处理组,则是土壤Cd浓度为1.253mg/kg时的去除效果最佳,为(0.79±0.07)%.综合表明地...     

陇东黄土高原石油污染土壤环境因子对金盏菊(Calendula officinalis)-微生物联合修复的响应

为筛选适合陇东黄土高原石油污染土壤修复植物,选取当地"适生"植物金盏菊(Calendula officinalis)联合微生物菌剂开展了为期5个月的原位修复实验.采用常规方法和PCR-DGGE技术分析了修复过程中土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群落遗传多样性等15项土壤环境因子的动态变化情况及其对金盏菊生态修复的响应.结果表明,随着原位修复的进行,1土壤脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶及脱氢酶活性均不同程度呈增加的趋势(p0.05).2土壤TPHs、p H、有机质、含盐率的变化情况不尽相同,但总体呈下降的趋势(p0.05);土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量总体呈上升趋势(p0.05).3土壤微生物群落遗传多样性结果显示,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数整体呈逐步增加的趋势.4PCA分析结果显示,土壤脲酶、脱氢酶及碱解氮等环境因子对金盏菊修复表现为促进作用,而有机质含量过高将不利于金盏菊的植物修复.金盏菊和微生物菌剂联合修复过程中,土壤多酚氧化酶、速效磷、脱氢酶及速效钾发挥主要作用,而土壤TPHs和含盐率过高则影响了联合修复效果.本研究旨在分析金盏菊用于陇东地区油污土壤的生态响应,结果有助于筛选出适合陇东黄土高原土壤类别-适生植物-土著降解菌群的组合,利用乡土物种的适生性降低修复成本,为陇东地区油污土壤生态修复提供新的技术方案和背景资料.     

塔儿山铁矿区土壤重金属污染评价及来源分析

通过采样分析山西省临汾市塔儿山铁矿区土壤中重金属元素的含量,揭示塔儿山铁矿区土壤中重金属污染的程度和来源,为矿区土壤污染治理修复提供参考依据。在尾矿区、复垦区、当地原始农业土壤区、处理污灌农地土区分别随机采集土壤样品,并进行9种重金属含量测定,采用地累积指数法和变异系数进行污染等级评价分析,并测定了土壤p H值。矿区As、Se、Zn、Pb 4种元素达到强度污染标准,Cd、Cr、Cu、Ni 4种元素为轻中度污染,无Hg元素污染;铁矿区土壤的p H值高于8.0,属于强碱性,不利于农作物的正常生长发育。粗放的铁矿开采活动是产生重金属污染的主要原因。     

地下水四氯化碳去除率的影响因素研究

通过实验室模拟淋溶试验,研究双金属介质对土壤地下水中四氯化碳的去除机理与效果。结果表明,从四氯化碳进入土壤200 h后,在淋溶柱底部取样口土壤样品中的浓度高于初始浓度,表现出土壤对四氯化碳的截留作用;50目的铁粉对于四氯化碳的去除效果较好;铁锌双金属组合对于四氯化碳的去除效果优于其他组合。采用响应曲面法对试验进行优化:在活性炭添加量25.8 g(对应四氯化碳40 mg的处理量),环境p H值为6.2,Fe/Zn为0.853的条件下,四氯化碳去除率最高达到69.7%。实验结果验证了建立的二次多项式模型具有较高的可靠性。