污泥施肥时铜对农作物的污染

本文采用盆栽和小区试验,研究了在石灰性土壤上,污泥施肥时铜污染对小麦和水稻的影响,和作物对土壤中铜的吸收、迁移、积累规律。结果表明,土壤含过量铜时对作物的生长、发育和产量都有影响,土壤投加铜量为100ppm时能使较敏感的水稻减产10％,两种作物对铜的吸收积累量不同,在各器官的次序均为:根(?)茎>叶>籽粒,但籽粒中的铜都不超过20ppm。本试验投加铜后,提高了土壤中有效铜,并改变了土壤中原有铜离子的形态分布,试验结果和计算表明,在石灰性土壤中铜的最高容许含量为130ppm,建议农田污泥施肥时,在石灰性土壤上,我国的铜控制标准,可修改为800ppm。     

硅钙肥对水稻吸收铅、镉的影响研究

通过盆栽试验,研究硅钙肥施用对铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤上水稻生长、Pb、Cd吸收累积、硅浓度及土壤铅镉形态变化的影响。结果表明,硅钙肥施用显著增加水稻产量,与对照处理相比,水稻产量增加51.9%;硅钙肥施用后水稻茎秆、叶片、籽粒中Pb浓度及茎秆、籽粒中Cd浓度呈显著下降趋势,与重金属处理(M)相比,重金属+硅钙肥处理(MF)的水稻茎秆、叶片和籽粒中Pb浓度分别降低了50.9%,56.3%和24.3%,水稻茎秆和籽粒中Cd浓度则分别下降36.1%和60.4%;硅钙肥施用主要阻碍Pb由水稻根部向茎杆的转移,阻碍Cd由叶片向籽粒中的转移;硅钙肥施用增加了水稻各部位硅浓度,水稻地上部重金属浓度减少的原因可能是硅的沉积,各部位硅的浓度和重金属浓度呈现明显的负相关。水稻种植后,土壤Pb、Cd浓度都有一定程度的降低,硅钙肥施用未能明显促进土壤重金属从酸可溶态和可还原态向可氧化态和残渣态的转化。研究结果表明,在Pb、Cd污染的土壤上种植水稻时,可通过施用硅钙肥来降低稻谷中Pb、Cd的浓度从而降低铅镉污染的风险。     

氟污染对土壤胶体稳定性影响的研究

 通过对土壤黏粒悬浮液中加入氟,研究了氟污染对1种水稻土和2种红壤胶体稳定性的影响.结果表明,氟污染使土壤黏粒的稳定性增强,土壤胶体的临界聚沉浓度增大;土壤中增加氟,对土壤胶体临界聚沉浓度增大的影响程度因土壤类型不同而不同,表现为红壤大于水稻土;氟污染使土壤胶体的临界聚沉浓度增大的机理是土壤胶体对氟的配位吸附放出羟基而使溶液的pH值升高,增大了胶体负电荷间的静电排斥力,土壤胶体趋向稳定.表明氟污染不利于土粒聚沉,且使其他污染物质易从土壤进入水体,进而污染水源.     

Cu污染土壤-水稻系统中Cu的分布特征

对太湖流域某地误用硫酸铜废水灌溉导致的污染土壤和作物体铜（Ｃｕ）含量分析表明：Ｃｕ 主要富集于表层土壤,受Ｃｕ 污染的表层土壤Ｃｕ 含量是该地区非污染区的１．６～５．１倍． 受Ｃｕ 污染的农田种植水稻其糙米、稻壳和稻草中Ｃｕ 含量分别是非污染区的１１．１～４．６、１８．３～３．７ 和９．３～２．３ 倍． Ｃｕ 在水稻植株体分配是：稻草＞ 稻壳＞ 糙米． 土壤Ｃｕ 含量与稻草和稻壳Ｃｕ含量之间符合指数函数关系,与糙米Ｃｕ 含量之间符合线性函数关系． Ｃｕ 污染导致水稻减产１８％ ～２５％ ;主要是由于水稻Ｃｕ中毒影响水稻根系生长发育,抑制水稻分蘖和减少有效穗数． 如果不采取治理措施,使受Ｃｕ 污染土壤Ｃｕ 含量下降到该地区非污染区水平至少需要１５～９２ａ． 因此,对污染土地采取治理是必要的．     

红壤模拟铜污染下紫云英根表形态及其组织和细胞结构变化

采用根形态研究、显微镜观察和透射电子显微镜观察,研究了红壤模拟铜污染下紫云英根表形态及其组织、细胞结构变化.结果表明:当污染铜为0～40mg·kg^-1时,紫云英生长发育正常,根形态完好,功能正常.当污染铜水平在50 mg·kg^-1以上时,紫云英根开始出现受害症状:表现在根粗短呈淡褐色,根毛少且短,主根弯曲,并分出较短的叉根;表皮层出现皱缩;细胞壁略呈波浪形,厚薄不均,质膜界线不明显.紫云英地上部分生长发育受影响,产量开始下降.铜污染水平达到200mg·kg^-1时,根腐烂、组织黑色化、细胞壁断裂,胞质严重收缩解离,紫云英死亡,表明供试红壤临界铜污染浓度为50mg·kg^-1,并且紫云英根对土壤铜污染的耐性随生育期延长而增强,根细胞壁是根耐毒的主要部位.     

一种硅钙稳定剂对水稻吸收重金属的抑制效应

采用盆栽试验研究一种硅钙稳定剂对污染农田土壤中重金属的稳定效果及水稻吸收土壤中重金属的抑制效应。结果表明:(1)添加硅钙稳定剂可提高土壤pH,降低土壤中重金属有效态百分比含量(有效态/总量),抑制水稻对重金属的吸收。其中水稻分蘖期铅有效态百分比降幅为9.06%~18.6%,铜有效态百分比降幅为24.4%~27.4%,锌有效态百分比降幅为1.81%~5.4%;水稻成熟期铅有效态百分比降幅为59.8%~62.6%,铜有效态百分比降幅为30.6%~50.1%,锌有效态百分比降幅为21.8%~22.7%。(2)从不同时期比较,成熟期土壤中铅、铜、锌有效态百分比明显高于分蘖期;从土壤中不同元素重金属有效态百分比比较,铜锌铅;从硅钙稳定剂对不同元素重金属稳定效果比较,铅锌铜。(3)添加适量的硅钙稳定剂能抑制水稻对重金属的吸收,促进水稻的生长。综合硅钙稳定剂对土壤中重金属稳定效果、水稻吸收重金属抑制效应及水稻生长效应,合适的添加量是硅钙稳定剂修复重金属污染农田土壤的关键因素。     

油-稻轮作模式下修复材料对土壤铜修复的持续性影响

通过3 a持续的油菜-水稻轮作小区实验,其中前2a连续施用修复材料,后1a不施用修复材料,探究羟基磷灰石、生石灰、生物炭、生物有机肥和纳米材料对铜污染土壤的修复效果,及其对铜在油菜和水稻不同部位的富集情况.结果表明,羟基磷灰石、生石灰和纳米材料均能显著提高土壤pH值;不同修复材料均可有效地抑制土壤铜的移动,以生石灰修复土壤处理的有效铜降幅最大,连续施用修复材料的四季分别为38.9%、34.9%、27.88%和29.04%,且生石灰钝化有效铜的后续效果也较其他修复材料理想.修复材料的施用,促使油菜和水稻可食用部分中铜含量显著降低,修复材料施用的四季中,不同作物可食用部分铜含量最大值分别降低46.03%、22.2%、29.44%和31.71%,由于修复材料的施用效果,不施修复材料两季节作物可食用部分中铜含量均未超过国家食品安全限值.不同修复材料的使用,油菜和水稻产量均有所提高.本文可为铜污染地区土壤改良提供一定的理论依据和技术支撑.     

钒镉复合污染对水稻吸收积累镉、钒和磷的影响

采用溶液培养法研究钒与镉复合污染对水稻生长及其吸收积累镉的影响,以便弄清在钒与镉复合污染条件下水稻的生长情况.试验结果表明,钒镉复合污染可影响水稻的生长发育.在培养液镉浓度(1 0mg·L-1)不变的情况下,随着溶液中钒浓度的增加,水稻根长、根系和茎叶的干重不断减少.当溶液中钒浓度达到1 6mg·L-1和3 2mg·L-1时,水稻茎叶和根系干重减少分别达到显著水平(p<0 05).钒镉复合污染也影响水稻植株对磷、钒和镉的吸收与积累.当培养液中镉浓度不变时,随着溶液中钒浓度的增加,水稻根系和茎叶中的磷浓度不断降低,而钒含量却不断提高,根系比茎叶积累更多的钒.此外,钒可抑制水稻植株对镉的吸收与积累.     

土壤施硅对水稻吸收砷的影响

通过盆栽试验研究在2种砷污染土壤中施加硅对水稻幼苗吸收砷的影响.结果表明,施加外源硅没有显著提高幼苗期水稻植株地上部和地下部生物量,也没有显著影响低砷土壤中水稻植株地上部和地下部的磷浓度,却使高砷土壤中水稻植株地上部磷浓度增加18%～39%,但对地下部磷浓度影响不大.同时与不施硅相比,无论是否调节硅酸钾溶液的pH值,施加2种浓度的外源硅均显著降低水稻植株地上部和地下部砷浓度.在低砷土壤中施加2种浓度的外源硅使水稻植株地上部砷浓度降低36%～59%,地下部砷浓度降低15%～37%.在高砷土壤中加硅,地上部砷浓度降低42%～58%,地下部砷浓度降低70%～82%.此结果与水培试验结果相一致,并对可能的机理进行了解释.     

多氯联苯在水稻田中的迁移行为

对典型污染地区水稻田土壤及作物中多氯联苯的含量和分布特征进行了研究。结果表明，土壤中以4－6氯取代的PCBs同类物（congeners）为主，三者占PCBs总量的85％以上；多氯联苯在土壤中的横向和纵向迁移行为很弱，同类物之间表现出不同的迁移特性；水稻对多氯联苯没有明显的生物富集作用；水稻不同组织中多氯联苯的含量相差很大，其中浓度分布顺序为稻叶＞稻壳＞稻杆＞糙米；大气沉降可能是水稻污染的主要来源。     

物种敏感性分布法在土壤中铜生态阈值建立中的应用研究

利用不同累计概率分布函数拟合了基于中国土壤的21个物种的铜毒理学数据,建立了不同土壤条件下的铜物种敏感性分布曲线.结果表明物种敏感性分布方程Burr Ⅲ在X轴(浓度)方向及y轴的较小累计概率范围内拟合优度较佳.在构建土壤中铜物种敏感性分布曲线时,利用铜生物毒害模型归一化处理能体现土壤性质对铜毒害的影响,相比于未归一化(不考虑土壤性质差异的影响)的结果更具科学性.结合铜的生物毒害模型利用Burr Ⅲ构建了中国土壤4种典型情景中的物种敏感性分布曲线,并基于此推导出了不同土壤情景下的铜5％毒害浓度(HC5),其在酸性土壤、中性土壤(包括水稻土)、碱性非石灰性土壤和石灰性土壤中的值分别为13.1、29.9、51.9和26.3 mg·kg-1(以土壤中外源铜为单位).此结果不仅表明了不同土壤条件下的不同物种对铜毒害的敏感性分布规律,还为建立对应土壤性质的铜生态阈值提供了可靠的科学基础.     

重金属在根际中的化学行为--Ⅰ.土壤中铜吸附的根际效应

在第四纪红壤性水稻土(QP)、淀浆白土(WP)、第四纪红土(QR)和赤红壤(LR)上种水稻后,用自制根盒制得各自的根际土和非根际土,以铜为指示离子,研究了土壤对铜吸附的根际效应。结果表明,根系生长使土壤中铜专性吸附载体、pH等因子改变,从而使根际土吸附铜量大于非根际土。QR的铜吸附特征可用Freundlich方程表征,其余土壤可用Langmuir方程描述。铜吸附的根际效应大小依次为QP>WP>LR>QR。起始铜浓度对根际土壤中铜吸附的影响较复杂。除QR外,随样品铜吸附量增加,平衡液pH下降、铜吸附会引起根际土与非根际土pH的差异。     

红壤中镧积累对水稻的生理生态效应

通过盆栽试验 ,研究了红壤中稀土元素镧对水稻的生长发育 ,产量和一些对环境敏感的生理生化指标的影响 .结果表明 ,La浓度为 75mg·kg-1时水稻的生育期明显滞后 ,La浓度为 30 0mg·kg-1时水稻的生长显著受到抑制 ,产量显著降低 ,水稻生物量降低一半的EC50 =32 3 0 2mg·kg-1.La浓度为 75mg·kg-1时水稻的叶绿素a b显著降低 ,POD活性、细胞质膜透性和游离脯氨酸含量显著增高 .     

土壤重金属对白菜种子发芽与根伸长抑制的生态毒性效应

测定了水溶液和4种土壤(红壤、草甸棕壤、暗棕壤和栗钙土)条件下,铜、锌、铅、镉单一污染对白菜种子发芽与根伸长的抑制率,以及暗棕壤条件下重金属的复合污染效应.结果表明,同一浓度下,重金属对白菜根伸长抑制率均明显大于对种子发芽抑制率.重金属在土壤中对白菜根伸长抑制效应明显低于其在水体中的抑制效应, 这表明土壤对重金属污染有重要的缓冲作用.铜、锌、铅、镉污染对白菜根伸长抑制率与土壤有机质和土壤氮含量显著负相关;但与土壤pH和土壤钾含量的相关性不显著.铜、锌、铅、镉单一污染对白菜根伸长为刺激作用浓度下,复合污染即产生明显的协同作用,其结果使白菜根伸长的抑制效应阈值明显降低.     

绿色合成纳米零价铁铜淋洗修复Cr(Ⅵ)污染土壤

采用自制的绿色合成纳米零价铁铜(GT-nZVI/Cu)对Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗修复。分别测定了土壤浸出液中Cr(Ⅵ)浓度、pH值和电导率,并使用改进的BCR连续提取法分析了淋洗前后污染土壤中铬的形态变化。结果表明:淋洗过程分为2个阶段,Cr(Ⅵ)的释放主要在前3个孔隙体积(PV)内;浸出液中电导率的变化趋势与Cr(Ⅵ)浓度变化一致;浸出液pH值随着淋洗体积的增加而增加,土壤的平衡作用变得稳定;土壤中Cr(Ⅵ)浓度、悬浮液pH值和GT-nZVI/Cu浓度对铬污染土壤的修复效果均有一定影响。铬的形态分析表明:铬污染土壤在淋洗后可还原态铬含量降低,氧化态铬和残渣态铬的含量增加。GT-nZVI/Cu悬浮液对污染土壤淋洗后,土壤中铬形态更加稳定。     

外源锌对水稻各部位镉吸收与累积的拮抗效应

为探明外源锌(Zn)对镉(Cd)污染稻田系统Cd吸收累积的影响,采用盆栽试验,向轻度(Cd含量为0.50 mg·kg~(-1))和中度(Cd含量为1.50 mg·kg~(-1))Cd污染土壤中施用不同浓度的外源Zn,研究Zn对土壤、水稻根表铁膜和水稻各部位中Cd、Zn含量变化的影响,探讨外源Zn对Cd污染稻田系统Cd吸收累积的交互作用.结果表明,在2种Cd污染土壤中,施用外源Zn显著降低了湘晚籼12糙米Cd含量,降低幅度为13.4%～78.4%;在轻度Cd污染土壤中,施用外源Zn显著降低了威优46糙米Cd含量,降低幅度为14.7%～79.8%,而在中度Cd污染土壤中,当外源Zn浓度超过40 mg·kg~(-1)将增加威优46糙米Cd含量;在2种Cd污染土壤下均显著增加2种水稻根表铁膜数量,分别增加14.7%～85.9%、5.8%～61.2%;但对土壤交换态Cd含量无显著影响.在2种Cd污染土壤中,2种水稻各部位Cd/Zn比值与Cd含量正线性相关,且各部位Cd/Zn比值呈下降趋势,2种水稻糙米、茎叶间Cd-Zn拮抗作用显著.轻度Cd污染土壤中,施加外源Zn可以降低湘晚籼12和威优46糙米中的Cd含量;中度Cd污染土壤中,外源Zn仍然可以降低湘晚籼12糙米Cd含量,而当外源Zn施加量高于40 mg·kg~(-1)时将增加威优46糙米的Cd含量.     

矿区农田施用木炭和硫酸亚铁对水稻吸收累积镉砷的影响

通过田间小区试验,文章研究了矿区土壤连续2年施用木炭和硫酸亚铁对水稻吸收累积镉、砷的影响,测定不同处理条件下土壤重金属形态和水稻各器官重金属含量。结果表明:施用木炭和硫酸亚铁可以促进水稻的生长发育,增加水稻产量。添加木炭可以提高土壤pH,显著降低土壤中有效态镉含量,其最大降低幅度2016年为10.2%,2017年达到33.1%;添加硫酸亚铁处理可以显著降低土壤中有效态砷含量,其最大降低幅度2016年为34.2%,2017年达41.7%。添加木炭处理能显著降低水稻籽粒中镉含量,但是会增加籽粒中砷含量;叶面喷施硫酸亚铁能显著降低水稻籽粒中镉含量,同时也能降低水稻对于砷的吸收。     

土壤铜污染的影响因素及其修复技术研究

铜污染引起的生态和环境问题已受到人们的高度重视。土壤中铜对生物的毒害作用主要取决于它的赋存形态。土壤组成成分、pH值、土壤中其它污染物以及环境因素都会对铜在土壤中的赋存形态和吸附解吸产生影响,因此,不同土壤对外来铜污染的缓冲能力有一定的差异。已经有学者研究出针对铜污染土壤的几种有效的修复技术,目前主要是植物修复技术。现有修复技术中仍存在一些问题,其引导着今后相关研究的发展方向。     

104国道江苏段公路两侧重金属污染现状调查

对104国道江苏段(南京至宜兴段)公路两侧土壤、大气、农作物(水稻)中的主要重金属(铅、镉、铬、铜、锌、镍)含量进行调查与评价,结果显示:国道两侧土壤已受到重金属污染,水稻受重金属铅轻微污染.     

Cd~(2+)胁迫对籼稻和粳稻不同生育期生长发育的影响

来自于采矿废物的重金属镉,由于其在土壤中的高移动性和食物链上的生物可获得性已经污染了越来越多的稻田,导致人类受到潜在的毒害而受到人们高度关注。研究采用盆栽试验,以籼稻和粳稻2个水稻类型为材料,比较研究了6种不同浓度Cd2+对籼、粳稻植株生长发育和叶片生理活性的胁迫效应。结果表明:低Cd2+浓度(10 mg/kg)对籼稻CG132R生长发育具有一定的促进作用。随着土壤Cd2+浓度的增加,CG132R(籼稻)和粳925(粳稻)生长发育均受到抑制。生育前期是CG132R生长发育对Cd2+胁迫最敏感的时期;生育后期,CG132R对Cd2+胁迫表现出一定适应性。CG132R和粳925对Cd2+胁迫耐性存在显著差异。在不同浓度Cd2+胁迫下,CG132R都表现出比粳925更好的适应性。水稻叶片生理活性受Cd2+胁迫主要表现为水稻叶片叶绿素含量下降、丙二醛(MDA)含量升高、细胞膜透性增加。综合比较,籼稻CG132R比粳稻粳925有更强的抗镉胁迫能力,镉污染土壤种植粳稻将更好表现镉污染状况。