Monitoring of soil heavy metal pollution by earthworm

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｈａｌｆａｃｅｎｔｕｒｙ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｅａｒｔｈｗｏｒｍｓｈａｓａｌｍｏｓｔｂｅｅｎｌｉｍｉｔｅｄｔｏｒｅｇｉｏｎ，ｃｌａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｂｉｏｇｅｏｇｒａｐｈｙ，ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｎａｔ...     

北江流域横石河-翁江沿岸土壤重金属污染特征分析

采集了北江流域翁源县境内受大宝山矿区影响的横石河-翁江沿岸13个土壤剖面共49个土样,分析了河流沿岸土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn的含量,讨论了土壤重金属含量的空间变化特征、污染程度以及潜在生态风险.结果表明:横石河沿岸(I区)土壤重金属污染较翁江沿岸(II区)严重,I区As、Cd、Cu、Zn的含量分别为26.6~430,1.99~11.9,31.7~765,63.5~646mg/kg; II区As、Cd、Cu、Zn的含量分别为4.16~51.3,0.830~4.67,3.99~103,17.6~83.7mg/kg;重金属含量差异分析显示,土壤重金属污染与污染源类型(大宝山矿山开采、农业、交通污染、生活垃圾等)、河水-地下水交互作用以及土壤理化性质(有机质含量、微粒组分)有关;As、Cu、Cd是研究区内主要的重金属污染元素,尤其以Cd污染最为严重,I区、II区Cd的地累积系数分别为6.13和4.84,属于极度污染和强-极度污染水平;土壤毒性单位评价结果显示,I区土壤(S23除外)剖面毒性单位(∑TU)均大于4,属于中毒性;II区土壤剖面∑TU普遍较低.     

贵阳市表层土壤中镉的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8　046　km²为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响.通过对487个样品的镉含量的统计分析,结果表明,贵阳市表层土壤中镉的基线值为0.068　mg/kg,镉元素含量大于1.010　mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响.地质累积指数分析结果显示,贵阳市40%的表层土壤未受镉污染,19%的表层土壤在无污染与中度污染之间,14%受中度污染,19%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,7%受强污染,1%的表层土壤介于强污染到极强污染之间.污染程度指数分析则显示,贵阳市57.9%的表层土壤未受到镉污染,镉的污染程度最大为12.1,96%的表层土壤污染程度小于4,总污染程度大于0,即总体受到污染.     

青海典型工业区耕地土壤重金属评价及源解析

为了解黄河流域工业园区附近耕地土壤重金属污染现状、分布特点及污染来源,在青海省湟水流域甘河工业园区采集了138个表层土壤样点,测定了Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等7种重金属的含量及土壤pH值,以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》为评价标准,采用地累积指数、污染负荷指数、主成分分析、正定矩阵因子分析等方法对研究区耕地土壤重金属污染进行了研究分析.结果表明：7种土壤重金属的浓度范围分别为Cd（0.16~21.80mg/kg）、As（3.68~20.80mg/kg）、Pb（17.00~223.40mg/kg）、Cr（47.22~389.24mg/kg）、Cu（16.03~46.06mg/kg）、Ni（21.33~93.24mg/kg）、Zn（48.60~1535.10mg/kg）,其中Cd污染最严重,存在13个高风险值点,52个中风险值点;其次为Zn,存在13个中风险值点;Cr和Pb分别存在2个和1个中风险值点,其他重金属的采样点均为低风险.研究区耕地土壤重金属污染以中部偏东地区最为严重,与研究区工厂企业的位置一致,两种主要重金属污染元素Cd和Zn的污染均表现出以工厂企业为中心,中心区污染最严重,向外污染程度逐渐降低.综合地累积指数和污染负荷指数分析的结果,研究区绝大多数地区污染较轻,在中部偏东工业园区周边地区污染较为严重,Cd和Zn是其主要贡献元素.造成研究区耕地土壤重金属污染的来源主要包括交通运输、工业生产、农业活动、燃煤发电及自然成土过程等.     

Combined toxicity of copper and cadmium to six rice genotypes （Oryza sativa L.）

Accumulation of copper (Cu) and cadmium (Cd) in six rice cultivars (94D-22, 94D-54, 94D-64, Gui630, YY-1 and KY1360) was evaluated through exposure to heavy metal contamination (100 mg/kg Cu, 1.0 mg/kg Cd, and 100 mg/kg Cu + 1.0 mg/kg Cd) in a greenhouse. The dry weight of shoot and root, concentrations of Cu and Cd in plant tissues and the Cu, Cd, P, Fe concentrations in the root surface iron plaques were analyzed eight weeks later after treatment. The results indicated that the plant biomass was mainly determined by rice genotypes, not Cu and Cd content in soil. Separated treatment with Cu/Cd increased each metal level in shoot, root and iron plaques. Soil Cu enhanced Cd accumulation in tissues. In contrast, Cu concentrations in shoot and root was unaffected by soil Cd. Compared to single metal contamination, combined treatment increased Cd content by 110.6%, 77.0% and 45.2% in shoot, and by 112.7%, 51.2% and 18.4% in root for Gui630, YY-1 and KY1360, respectively. The content level of Cu or Cd in root surface iron plaques was not affected by their soil content. Cu promoted Fe accumulation in iron plaques, while Cd has no effect on P and Fe accumulation in it. The translocation of Cu and Cd from iron plaques to root and shoot was also discussed. These results might be beneficial in selecting cultivars with low heavy metal accumulation and designing strategies for soil bioremediation.     

洞庭湖平原区耕地环境质量初步评价

对洞庭湖平原区城郊耕地土壤中重金属Hg、Pb、Cr、Cd、Cu以及类金属As进行分析和测定,并对土壤重金属污染进行了环境质量评价。结果表明:城郊耕地土壤中重金属含量分别为Hg0.26mg/kg、Pb106.24mg/kg、Cr88.89mg/kg、Cd0.23mg/kg、Cu50.55mg/kg、As11.15mg/kg。与土壤背景值相比,除As外,5种重金属在土壤中均有不同程度的富集。耕地重金属污染物超标以铅、铜为主,镉、汞次之,其它元素均未超标。土壤综合污染指数为1.02,属轻度污染。     

五溴联苯醚-镉胁迫下蚯蚓抗氧化防御反应

文章采用自然土壤染毒法,研究了Cd2+和DE-71对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,两种污染物对蚯蚓的三种酶活性均产生一定的影响,DE-71主要表现为诱导效应,而高浓度的Cd2+则会产生抑制作用,SOD和CAT较POD敏感,对环境污染有很好的指示作用。Cd2+和DE-71复合染毒对抗氧化防御系统产生一定的联合毒性效应,SOD主要由协同转变为拮抗作用;以CAT指示的联合效应则受DE-71染毒浓度的影响,当Cd2+与10和100mg/kg(干重)DE-71复合时,联合毒性作用由协同转变为拮抗,而与400mg/kg(干重)DE-71复合时则呈现协同作用;POD指标下两种污染物间则表现为拮抗作用。总体来说Cd2+与DE-71对蚯蚓的抗氧化防御反应主要表现为拮抗效应。     

运用主成分分析(PCA)评价海洋沉积物中重金属污染来源

测定了胶州湾表层沉积物中重金属和有机质的含量,并用平均富集因子(Average Enrichment Factors,AEF)进行污染状况评价,发现胶州湾表层沉积物重金属污染可分为3类:轻度污染(AEFs<2),其中有Zn(AEF=1.11)、Pb(AEF=1.15)、Cr(AEF=1.52)、Mn(AEF=0.80)、Fe(AEF=0.45);中度污染(AEFs=2～3),包括Cu(AEF=2.79)和Cd(AEF=2.52);严重污染(AEFs>3),主要有As(AEF=3.03)和Hg(AEF=8.08).进一步通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)研究沉积物中重金属的来源,发现前3个主成分的贡献率分别为52.61%、17.37%和15.60%,表明重金属主要有3个来源:工业排污、有机质降解、岩石的自然风化与侵蚀过程.PCA的聚类分析指出,本次研究中所调查的14个站位在污染程度上可分为5大类,此结果既反映了胶州湾表层沉积物近河口污染程度重远河口污染程度轻的特点,同时也支持了工业排污是沉积物中重金属污染主要来源的分析.     

Temporal-spatial distribution and variability of cadmium contamination in soils in Shenyang Zhangshi irrigation area, China

Heavy metal contamination in soils has been of wide concern in China in the last several decades. The heavy metal contamination was caused by sewage irrigation, mining and inappropriate utilization of various agrochemicals and pesticides and so on. The Shenyang Zhangshi irrigation area （SZIA） in China is a representative area of heavy metal contamination of soils resulting from sewage irrigation for about 30 years duration. This study investigated the spatial distribution and temporal variation of soil cadmium contamination in the SZIA. The soil samples were collected from the SZIA in 1990 and 2004; Cd of soils was analyzed and then the spatial distribution and temporal variation of Cd in soils was modelled using kriging methods. The kriging map showed that long-term sewage irrigation had caused serious Cd contamination in topsoil and subsoil. In 2004, the Cd mean concentrations were 1.698 and 0.741 mg/kg, and the maxima 10.150 and 7.567 mg/kg in topsoils （0-20 cm） and subsoils （20-40 cm） respectively. These values are markedly more than the Cd levels in the second grade soil standard in China. In 1990, the Cd means were 1.023 and 0.331 mg/kg, and the maxima 9.400 and 3.156 mg/kg, in topsoils and subsoils respectively. The soil area in 1990 with Cd more than 1.5 mg/kg was 2701 and 206.4 hnl2 in topsoils and subsoils respectively; and in 2004, it was 7592 and 1583 hm^2, respectively. Compared with that in 1990, the mean and maximum concentration of Cd, as well as the soil area with Cd more than 1.5 mg/kg had all increased in 2004, both in topsoils and subsoils.     

洪泽湖表层沉积物重金属分布特征及其风险评价

为了揭示洪泽湖表层沉积物重金属的空间分布特征,用电感耦合等离子发射光谱法和原子荧光法测定了10个点位的重金属元素含量,分析了其空间分布特性,并评价了其潜在生态风险.洪泽湖表层沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg和As平均含量分别为34.99、72.44、18.82、3.24、57.59、0.07和23.67 mg...     

珠江下游河段沉积物中重金属含量及污染评价

为了解珠江下游出海河道沉积物中重金属含量及各污染物的潜在生态危害程度,用电感耦合等离子质谱法和原子荧光法测定了21个样点沉积物中13种元素的总量,及对底泥中主要重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价.结果表明,珠江下游河道总Fe、总Mn含量分别为41 658.73 mg.kg-1和1 104.73 mg.kg-1,微量元素Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Sb、Pb和Hg的平均值分别为86.62、18.18、54.10、80.20、543.60、119.55、4.28、10.60、20.26、104.58和0.520 mg.kg-1,地积累指数评价结果显示,表层沉积物重金属污染程度顺序为：Cd〉As≈Zn〉Hg〉Pb≈Cu≈Cr,潜在生态风险程度大小顺序：Cd〉Hg〉As〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr,Cd是该水域污染和潜在生态风险最大的元素,单项潜在生态风险与区域综合潜在生态风险一致.珠江下游河道底泥Cd、Hg和Pb污染受输入影响北江大于西江和东江.聚类分析结果表明,研究站位潜在生态风险可分5类,基本反映了站位分布及沉积物环境污染变化特征.总体而言,重金属污染和生态风险程度较高的江段有陈村-沙湾段、陈村-顺德港段及外海-虎跳门段,北江及相关河道污染程度和潜在生态风险指数高于区域其他江段.     

江西崇义县小江流域重金属污染现状及评价

在采样和分析测试的基础上,对江西崇义县小江流域水体、河道表层沉积物、农田土壤和农作物中重金属的污染现状进行了研究,对河道表层沉积物和农田土壤中的重金属进行了潜在生态风险评价. 结果表明:小江流域水体中主要污染物为As和Pb,ρ(As)和ρ(Pb)最高值分别为0.241和0.054 mg/L;河道表层沉积物中主要污染物为As和Cd,w(As)和w(Cd)最高值分别为1 815.71和19.23 mg/kg;农田土壤中主要污染物为Ni、Cu、Zn、As和Cd,w(Ni)、w(Cu)、w(Zn)、w(As)和w(Cd)最高值分别为74.47、428.08、393.05、1 599.71和28.53 mg/kg;农作物中w(Cr)、w(As)、w(Cd)和w(Pb)较高,其最高值分别为15.15、58.45、6.77和13.98 mg/kg. 沉积物中各重金属生态风险大小依次为As＞Cd＞Cu＞Zn＞Cr,重金属总体生态风险程度表现为下游＞中游＞上游,具有大于“强”的生态风险程度. 农田土壤中各重金属生态风险大小依次为Cd＞As＞Cu＞Zn＞Cr,整体生态风险除3号采样点为“中等”外,其他采样点均为“强”及以上. 总体而言,小江流域As污染极为严重. 针对小江重金属污染特征,提出采取污染源源头控制、河道生态修复、加强重金属监测与管理等治理措施.      

淡水沉积物中Cd和Cu对河蚬的毒性效应研究

以淡水底栖动物河蚬(Corbicula fluminea)为受试生物,研究了淡水沉积物中重金属Cd和Cu对河蚬的12h挖洞行为和10d存活率的影响.结果表明,河蚬对加标Cd和Cu的淡水沉积物均产生了明显的规避行为.在12h挖洞行为试验中,河蚬对沉积物中Cd的污染反应比Cu更加灵敏,暴露于Cd和Cu的10mg/kg的沉积物中时,河蚬的挖洞比率分别为0.39和0.43.在10d存活率试验中,河蚬的存活率随沉积物中Cd和Cu浓度的升高而降低.在Cd加标浓度为10mg/kg的沉积物中,河蚬的存活率为93.3%,当Cd加标浓度达到300mg/kg时,河蚬存活率降为43.3%;在Cu加标浓度为10mg/kg的沉积物中,河蚬存活率为96.3%;而当Cu加标浓度达到500mg/kg时,河蚬存活率降为34.3%.加标Cd和Cu的两种淡水沉积物对河蚬的LC₅₀分别为285、690mg/kg,表明河蚬对Cd的毒性反应更加灵敏.比较河蚬的挖洞行为和存活率对重金属Cd和Cu的指示作用,挖洞行为比存活率更加快捷,对沉积物中Cd和Cu的指示作用更加明显,故在沉积物重金属污染监测中应优先考虑挖洞行为.     

江西德兴矿集区土壤重金属污染分析

矿山开发必然对矿区及周边地区的环境造成污染。文章以江西德兴铜多金属矿山及矿集区为研究区,开展区域土壤的重金属污染研究。在德兴地区4 800 km2的范围内,系统采集土壤样品919个。同时,采用X荧光光谱法、等离子原子发射光谱法等现代测试技术,分析了土壤中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb)的含量。样品中重金属As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu和Pb的含量变化范围分别为1.790~899,0.034~4.980,0.043~8.330,10~666,25~18 500,6~1 825,16~1 312 mg/kg。通过对样品的重金属元素含量统计分析和绘制等值线图,发现该区域土壤中存在不同程度的As、Hg、Cd、Zn、Cu和Pb重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区、西北部的煤矿区以及南部的电化学厂附近。     

喀斯特高原石漠化治理示范区土壤和农作物重金属含量特征

通过采集贵州毕节撒拉溪石漠化治理示范区土壤和主要农作物样品,分析了土壤和农作物样品中重金属Cr,Co,Cu,Cd,Pb,Zn,As和Ni含量,采用富集因子评价了土壤中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数(RI)和生物富集系数评价了示范区土壤重金属的潜在生态风险和农作物对重金属的富集特征.结果表明,示范区土壤中C...     

基于GIS的沈阳沈抚灌区上游土壤质量现状评价

以沈阳沈抚灌区上游指定区域为研究对象,对停灌10多年来土壤中重金属镉和铬以及有机物石油烃进行了单因子指数法评价,同时运用Arcgis软件分析制定出了采样区域单项污染指数分布图,按照单项污染指数评价,结果表明:重金属总镉和总铬以清洁级为主,有机物石油烃以重污染为主。Arcgis插值分析得出空间分布图表明:重金属总镉含量不受灌渠分布影响。重金属总铬北部区域大于南部区域。灌渠对有机物石油烃含量影响明显,对于停灌10多年有机物石油烃修复效果,旱田作业要好于水田作业。     

东营市北部海域文蛤重金属污染特征与食用风险评价

2016年10月在东营市北部海域采集文蛤,测定其体内7种重金属含量,分析其污染特征,从而探究文蛤（Meretrix meretrix）对沉积物中重金属的生物富集能力及其影响因素,并采用单因子污染指数（P_i）和总目标危险系数（THQ_s）评价文蛤食用风险.结果表明,该海域文蛤体内Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu和Zn含量分别为0.009~0.019,0.51~0.80,0.25~0.76,0.45~0.76,0.43~2.46,1.83~3.78,14.33~17.75mg/kg.与国内外其它区域文蛤体内重金属含量对比发现,该海域文蛤体内重金属含量处于中等水平.基于综合污染指数（MPI）,S5站位文蛤受重金属污染最严重.文蛤对Cd的富集能力最强（生物-沉积物积累因子（BSAF）平均为455.13%）.7种重金属中,只有Pb的生物蓄积与其在沉积物中的含量呈显著正相关,而Hg、Cu的蓄积分别与沉积物中细颗粒物（粒径< 63 μm,FGS）、有机质（OM）含量呈显著正相关和负相关.通过分析各站位的THQ_s值可知,长期食用该海域文蛤对人体有害,且食用风险主要来源于As.因此,为降低食用该海域文蛤给消费者带来的健康风险,必须采取有效措施控制重金属（特别是As）在海产品中的积累.     

土壤重金属污染对蚯蚓（Opisthopora）影响的研究

研究了重金属污染区蚯蚓的群落结构，污染指示种类，以及污染影响的毒理指标，结果表明：随着重金属程度的增加，蚯蚓种类减少，蚯蚓体内重金属元素富集量增加，蚯蚓毒理实验表明：Ｃｄ中毒后过氧化物同工酶活性增加，脂酶工同酶活性减弱，Ｐｂ中毒后蚯蚓过氧化物酶和胆酶同工酶活性均增加。     

蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵与翅果菊修复锌铅镉污染土壤的影响

外源物质调控和间作是提高重金属污染土壤植物修复效率的有效方法.采用盆栽试验研究蚯蚓、秸秆和柠檬酸对少花龙葵和翅果菊单作与间作修复Zn、 Pb和Cd复合污染土壤的影响.结果表明,蚯蚓对Zn、 Pb和Cd的富集系数(BCF)分别为0.07～0.13、0.10～0.26和5.64～15.52.土壤中添加秸秆能使蚯蚓生物量增加22.29%～223.87%、重金属含量下降8.15%～62.58%.蚯蚓对土壤重金属有效态含量的影响不大,但秸秆和柠檬酸对土壤重金属有效态含量分别表现为钝化和活化作用.蚯蚓对翅果菊的重金属含量影响不大,但会降低少花龙葵的重金属含量;秸秆对翅果菊重金属含量表现为抑制效应,但对少花龙葵Cd含量表现为促进效应;柠檬酸对少花龙葵重金属含量影响不大,但是会显著提高翅果菊的Pb含量.间作显著降低土壤重金属有效态含量,明显提高植物根的重金属含量,但对植物地上部重金属含量影响不大.植物对Zn、 Pb和Cd的总提取量主要表现为：翅果菊>间作>少花龙葵.添加蚯蚓可以使翅果菊Zn、 Pb和Cd总提取量分别提高12.49%、35.89%和29.01%;添加秸秆+蚯蚓可以使翅果菊Pb...     

Damage to DNA of effective microorganisms by heavy metals: Impact on wastewater treatment

The research is to test the damage to DNA of effective microorganisms(EMs)by heavy metal ions As3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+, Pb2+,and Zn2+,as well as the effects of EM bacteria on wastewater treatment capability when their DNA is damaged.The approach applied in this study is to test with COMET assay the damage of EM DNA in wastewater with different concentrations of heavy metal ions As3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+,Pb2+,Zn2+,as well as the effects of EM treated with As3+,Cd2+,Cr3+,Cu2+,Hg2+,Pb2+,and Zn2+ on COD degradin...