改良剂对红蛋植物修复污染土壤重金属铅和镉效果的影响

通过盆栽试验研究了在重度重金属混合污染土壤上,施用不同配比的石灰和泥炭（T1,泥炭0 g·kg^-1土,石灰2 g·kg^-1土;T2,泥炭30 g·kg^-1土,石灰0 g·kg^-1土;T3,泥炭50 g·kg^-1土,石灰0g·kg^-1土;T4,泥炭30 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土;T5,泥炭50 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土）对红蛋（Echinodorus osiris）生长及其去除污染土壤铅、镉量的影响,探讨了化学修复和植物提取修复技术相结合修复重金属污染土壤的可能性。研究结果表明,施用石灰显著提高了土壤pH,施用泥炭不显著;施用石灰和泥炭后土壤中交换态铅、镉含量较CK显著降低,红蛋地上部和地下部铅、镉含量较CK有不同程度降低,T4、T5处理降低不显著;T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的铅单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的2.1倍、2.6倍和2.8倍;T1、T2、T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的镉单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的1.8倍、2.9倍、2.9倍、2.8倍和2.9倍,其主要原因在于施用土壤改良剂改善了红蛋的生长,显著增加了地上部生物量。结合经济效益方面因素考虑,以施用泥炭30g·kg^-1土和石灰2g·kg^-1土的处理更适合推广运用。     

气相色谱／质谱测定电子垃圾拆解区土壤中四溴双酚A的方法

本研究建立气相色谱/质谱来测定电子垃圾拆解区土壤中四溴双酚 A（TBBPA）的方法。该化合物通过超声波辅助萃取,溶剂选择V（丙酮）﹕V（正己烷）=1﹕1或乙酸乙酯;净化柱选择酸化的氟罗里硅土和无水硫酸钠混合物或CleanertC18-SPE进行净化;净化液浓缩后经衍生反应,衍生试剂选用N,O-双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺（BSTFA）和含1%的三甲基氯硅烷（TMCS）。该方法测定电子垃圾拆解区土壤中TBBPA的检出限为（S/N=3）0.1μg·kg^-1加标回收率平均值为92.7%（n=5）,重现性RSD为2.52%（n=5）;线性范围是20～400μg·kg^-1相关系数0.999。该方法用于调查电子垃圾拆解区土壤中四溴双酚A,范围值为5.17～218.00μg·kg^-1其周围农田土壤中四溴双酚A,范围值为0.312～4.170μg·kg^-1     

不同土壤类型下Cd和Pb在水稻籽粒中累积特征及其环境安全临界值

研究水稻籽粒对土壤重金属的累积特征和水稻产地土壤重金属安全临界值,可为水稻安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。以杂交籼稻KU818作为材料,通过外源添加不同质量分数的Cd和Pb,于2008年在南京采用盆栽试验方法,研究不同土壤类型下水稻籽粒对土壤重金属Cd和Pb的累积特征及其环境安全临界值。结果显示,水稻籽粒对重金属的累积量总体上随着外加重金属质量分数的增加而呈现增多趋势,籽粒中重金属含量与处理水平及盆栽土壤中重金属有效态含量呈现显著或极显著正相关。籽粒对Cd、Pb的累积特征呈现出土壤类型之间的显著差异,水稻土栽培下,籽粒对重金属的累积高于潮土栽培下的。根据国家《食品中污染物限量（GB 2762-2005）》标准中重金属的限量标准和水稻籽粒重金属的累积特征推算出水稻产地（潮土和水稻土）安全临界值：Cd为1.63 mg·kg^-1和0.74 mg·kg^-1,Pb为230 mg·kg^-1和110 mg·kg^-1,均高于国家《食用农产品产地环境质量评价标准（HJ 332-2006）》的指标。结果表明,由于临界值在土壤类型之间差异较大,制定统一的农产品产地重金属限量标准还需结合当地土壤性质加以评价。     

栗钙土不同土地利用方式下土壤活性碳酸钙

土壤活性碳酸钙是指土壤中不稳定的、处于自由态、易发生化学反应的那部分碳酸钙。研究用KMnO4滴定法测定了内蒙古栗钙土的活性碳酸钙质量分数,目的是分析土地利用方式对土壤活性碳酸钙的影响。结果表明：201个土壤样品中活性碳酸钙质量分数的均值为20.57g·kg-1,变幅为0.63～135.59g·kg-1;不同土地利用方式下土壤活性碳酸钙质量分数的大小顺序为：退耕地锡林草地乌盟草地耕地;不同土地利用方式下土壤活性碳酸钙质量分数与碳酸钙质量分数均呈现极显著正相关关系;退耕地、乌盟草地、锡林草地的土壤活性碳酸钙质量分数分别与pH以及土壤粘粒质量分数呈现极显著正相关关系,而耕地的则未达到显著性水平,说明土地利用方式影响了土壤中碳酸钙的活性。土壤总碳酸钙质量分数（n=201）、pH（n=198）和粘粒质量分数（n=191）分别可以解释活性碳酸钙73%、13%和27%的变异。碳酸钙活度指数（CAI）包括了碳酸钙质量分数、pH和粘粒质量分数（CAI=pH＋0.01wCaCO3＋0.11wClay）,是基于每个变量对活性碳酸钙的相对影响而构建的,可以解释活性碳酸钙36%的变异（n=191）。     

湘西地区土壤-牧草-山羊钙镁含量的季节性动态特征研究

研究采用食管瘘、体外消化实验,于2006年4月、8月和11月分别测定湘西地区土壤、牧草和养殖于湖南省湘西地区湖南群博公司的200只波尔山羊（boergoat）血液钙镁含量,以期揭示湘西地区不同季节钙镁在土壤-牧草-山羊体内含量及动态变化。结果表明：（1）土壤全镁、全钙在11月份最低,分别为197.21±3.14μg·g-1和3607.8±39.41μg·g-1;（2）牧草中钙含量在8月份最高,为8927.5±127.21μg·g-1;牧草三季节镁含量差异不显著;（3）山羊体内钙在4月份和11月份出现负沉积,分别为-6.03±3.17g·d-1,-7.08±3.35g·d-1;4月份,8月份山羊血浆镁含量分别为8.83±0.45μg·g-1和8.56±1.07μg·g-1,低于动物低镁血症最低限27.1μg·g-1。     

漳州市绿地有机质和磁化率特征及其相关性

对漳州市的公园绿地、道路绿地、单位附属绿地和居住区绿地的有机质含量和磁学特征进行了分析,结果表明漳州市城区绿地有机质含量波动范围较大,土壤样品有机质含量的平均值是12.47 g/kg,变化范围为2.27～27.79 g/kg,不同绿地功能区有机质含量为单位附属绿地道路绿地公园绿地居住区绿地。土壤样品的平均磁化率值为300.39×10-8 m3/kg,频率磁化率平均值为1.58%,土壤呈现明显的磁性增强,不同绿地功能区土壤磁化率值为居住区绿地道路绿地单位附属绿地公园绿地;有机质与磁化率的相关性较弱,基本上不存在土壤发生学上的联系。由于工业排放,汽车尾气等人类活动的影响,原始土壤已经严重破坏,土壤组成复杂,大量外来物质入侵,漳州市城市绿地表现出明显的人为扰动特征,并且可能受到一定程度的重金属污染。     

滇池沉积物中重金属污染特征及其生态风险评估

采集了滇池北部和中心区域2根柱状沉积物样品,分析其常量元素（Fe、Mn、Al、Ti、Ca、K）、微量元素（Ba、Sr、Cu、Pb、Zn、V、Cd）剖面分布特征,并采用H？kanson潜在生态危害指数法对典型重金属（Cd、Cu、Zn、Pb）进行了污染潜在生态风险评估。结果表明：沉积物中常量元素以Fe2O3、CaO及Al2O3为主,MnO、K2O及TiO2含量较少,变化范围是Fe2O3为8.0～14.9%、MnO为0.1～0.2%、Al2O3为9.0～20.1%、TiO2为1.5%～2.8%、CaO为0.4～21.7%、K2O为1.5～2.0%;微量元素Pb, Cd, Zn, Ba, Cu, Sr 及V含量均较高,变化范围是Pb为73.8～105.3 mg·kg^-1、Cd为1.0～3.4 mg·kg^-1、Zn为123.4～210.6 mg·kg^-1、Ba为264.8～435.7 mg·kg^-1、Cu为77.5～133.5 mg·kg^-1、Sr为34.9～137.5 mg·kg^-1以及V为177.7～284.7 mg·kg^-1。尤其表层0～12 cm内（1950 s以后）,各元素含量值均明显高于12 cm以下各值,20世纪50年代后滇池流域内工农业发展及污染物输入是造成金属元素含量累积的主要因素。沉积物中典型重金属Cu、Zn、Pb、Cd污染潜在生态风险评估结果：Cu、Zn和Pb处于中度污染,且C if 值越接近表层（0～12 cm）其值越高,这表明自1950S后污染程度不断加重,其中 Cd 累积与污染比较严重,分析多种元素的多因子污染参数之和C d表明滇池沉积物中多种元素污染整体处于“较高”污染程度,分析多种元素的潜在生态风险指数RI表明滇池沉积物中重金属潜在生态风险处于“很高”水平。同时,滇池北部沉积物中重金属潜在危害较严重且近年来污染有加重趋势。     

南京市中心城区道路绿地土壤中重金属含量及污染评价

为了解不同绿化时间段道路绿地土壤中重金属的含量特征,采集了南京市中心城区不同绿化时间段道路绿地土壤0～5cm、5—20cm土样共50个。土壤经微波消解后,用原子吸收分光光度计分别测定土壤中cu、zn、Pb、cd和cr的全量。结果表明,南京城市土壤中cu、zn、Ph、cd和cr的全量分别为38．8±14．3、113．4±25．5、53．1±27．7、0．114±0．06、51．8±8．9mg／kg,最高值约为最低值的2．4～18．5倍。从变异系数来看,除zn、cr元素的变异系数在20％左右,其它重金属元素均在35％～55％之间。2000年前绿化的道路绿地土壤中重金属含量显著高于2000年后的绿地土壤（P〈0．05）。Pb、Cu和Zn存在不同程度的污染,Pb和cu在2000年前绿化的道路绿地土壤中达到中度污染水平,Cr处于警戒限水平,cd处于清洁水平。由于受交通和人为活动的影响,绿地表层土壤中重金属出现积累。     

杀虫剂对土壤温室气体排放的影响

在室内培养条件下,研究了在施用尿素的土壤（有效氮质量分数为200 mg·kg^-1）中分别添加不同剂量（在5、10和50 mg·kg^-1）的吡虫啉和毒死蜱2种杀虫剂时,杀虫剂对土壤温室气体CO2、N2O和CH4排放过程的影响。结果表明：和空白相比,施用尿素明显地增加了土壤中温室气体N2O和CO2的排放量,但对CH4的排放无明显影响。当施用5 mg·kg^-1吡虫啉时,土壤中N2O和CO2排放总量和尿素处理相比无明显差异,但吡虫啉用量上升至10和50 mg·kg^-1时则显著降低了温室气体N2O和CO2的排放量（P〈0.05）,N2O排放量分别降低了26.89%和53.10%,CO2排放量分别降低15.14%和13.79%。毒死蜱在5、10和50 mg·kg^-1三种用量时土壤的N2O排放量与尿素处理相比均无明显差异。毒死蜱在5和10 mg·kg^-1用量时则明显抑制了土壤CO2的排放（p〈0.05）,分别比尿素处理降低了19.88%和19.02%;用量上升到50 mg·kg^-1用量时,土壤的CO2排放量与尿素处理相比无差异。吡虫啉和毒死蜱对CH4排放量均没有明显影响。可见,杀虫剂施用明显影响到土壤温室气体的排放,但不同杀虫剂品种及其用量的效应也存在明显差异。     

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。     

生物炭对玉米苗期生长、养分吸收及土壤化学性状的影响

采用田间盆栽试验,研究了生物炭（biochar）对玉米（Gramineae）苗期生长（60 d）及土壤化学性质的影响。结果表明,在玉米苗期的前33 d,生物炭（48 t.hm-2）对玉米株高的生长有显著抑制作用,但随着玉米的生长发育,生物炭的抑制作用逐渐消失。收获时（播种后60 d）,生物炭对玉米植株干质量,N、P养分的吸收量没有显著影响;生物炭（12、48 t.hm-2）能显著提高土壤全N、有机碳质量分数,但对土壤全P、有效P、pH值没有显著影响。土壤全N、有机碳质量分数与生物炭用量（0、2.4、12、48 t.hm-2）为显著正相关（n=12,p〈0.01）。     

宁夏东北部典型荒漠草原植物群落与土壤养分特征

以宁夏东北部荒漠草原为研究区,采用野外样方调查、采样和室内植物鉴定、土壤样品测定等方法,探析研究区内植物群落物种组成与土壤养分特征,以及植物多样性指数与土壤养分的相关关系,以期为中国荒漠治理、生物资源保护与可持续性利用提供依据。结果显示:(1)研究区植物共86种,隶属61属21科,其中禾本科(18种)、豆科(16种)、菊科(13种)和藜科(11种)植物占总物种数的67.44%;(2)研究区土壤总体上呈碱性,pH值平均为8.81,全氮、全磷、有机质的质量分数(0-10 cm土层)分别为0.07-0.54、0.16-0.51、0.51-6.24 g·kg^-1;(3)研究区植物多样性指数中的Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数与土壤pH值呈显著负相关,与其他土壤养分的相关关系未达到显著水平,其他植物多样性指数与土壤养分的关系均未达到显著水平。研究表明,宁夏东北部荒漠草原植物种类少,禾本科、豆科植物优势明显,土壤养分条件差,土壤全氮、全磷、有机质对植物多样性指数的影响不大。     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

桑树（Morusalba）与丛枝菌根的共生对重金属元素吸收的影响

桑树（Morus alba）可与丛枝菌根（AM）真菌形成互利共生体,丛枝菌根真菌能对桑树的重金属元素吸收产生积极的响应。然而,这种响应随环境条件的变化而有所不同。贵州荔波和黄平两地种植养蚕桑树,提高桑叶质量对养蚕业具有重要意义。荔波和黄平两地均处于喀斯特地区,土壤pH因石灰岩和砂岩交叉分布而有所差异。本文将揭示土壤因素是如何影响桑树与丛枝菌根真菌互利共生体的形成从而影响桑树对重金属元素的吸收。实验结果表明,荔波桑地平均土壤 pH （4.92±1.03）明显低于黄平（5.96±1.08）。土壤酸性直接影响 AM 真菌的分布,荔波的偏酸性土壤环境有利于真菌生长,且有利于桑树与丛枝菌根真菌共生关系的形成。此外,偏酸性土壤条件有利于增加重金属元素的生物可利用性,从而加强植物体对重金属元素的吸收,包括有毒元素 Cd。与黄平相比,生长在荔波的桑树叶片具有较高含量的重金属元素。荔波桑树叶片中的糖类含量明显低于黄平的,分别为（67±27）mg·g-1、（105±57）mg·g-1;而荔波桑树根系中的糖类含量明显高于黄平,分别为（125±43）mg·g-1、（91±43）mg·g-1。该结果说明,与黄平（具有较高的土壤pH）相比,荔波（具有较低的土壤pH）桑树叶片中的光合作用产物将更多地被输入到桑树的根系中。真菌是专性共生物,如果没有植物所供给的光合产物,真菌就不能生存。根系分泌物的另一个重要作用是溶解重金属,使它们具有较强的移动能力,以便被宿主植物所吸收。这就解释了为什么在较低土壤pH环境条件下生长的桑树的叶片含有较高含量的重金属元素。因此,菌根植物根系的分泌作用是一个非常重要的过程。尽管桑树具有耐干旱贫瘠的能力,且能够适应于喀斯特环境,但桑树喜好的是环境仍是偏酸性且养分充足的土壤。     

太湖流域典型地区农村生活污水中污染物在表层土壤中的削减特征与测算

原位采集太湖流域典型平原河网地区农户化粪池排污口附近的表层土壤及化粪池出水,人工模拟研究区域典型降雨（夏季30 mm·次-1,冬季5mm·次-1）、气温（夏季27℃,冬季5℃）条件以及排污负荷[TN：（2.35±0.06） g·m^-2 ·d^-1,NH4＋-N：（2.08±0.04）g·m^-2· d^-1,TP：（0.21±0.01）g·m^-2·d^-1,COD：（11.14±0.59）g·m^-2·d^-1],并进行室内模拟土柱试验,测算不同季节（夏季和冬季）、不同天气过程（雨前、雨天和雨后）排污口表层土壤对农村生活污水各类污染物的削减率并探讨其削减规律.结果表明：在季节差异上,雨前、雨天和雨后TN削减率均表现为夏季＜冬季（P＜0.05或P＜0.001）,NH4＋-N削减率则均表现为夏季＞冬季（P＜0.01）;雨前和雨后TP削减率表现为夏季＞冬季（P＜0.001）,COD削减率无显著季节性差异;雨天TP和COD削减率则均表现为夏季＜冬季（P＜0.01或P＜0.001）.在天气过程差异上,夏季土壤TN削减率表现为雨后＞雨前＞雨天（P＜0.01）,夏季TP和COD削减率表现为雨前≈雨后＞雨天（P＞0.05,P＜0.01）,而夏季NH4＋-N,冬季TN、NH4＋-N、TP和COD削减率在不同天气过程之间无显著差异（P＞0.05）.据此划分,夏季雨前、雨天和雨后及冬季TN削减率分别为38.5％、-25.0％、46.0％和50.4％,夏季和冬季NH4＋-N削减率分别为91.5％和85.5％,夏季雨天、夏季其余时间及冬季TP削减率分别为63.3％、93.1％和82.7％,夏季雨天及其余时间COD削减率分别为8.2％和66.2％.     

施用化肥对砂姜黑土碳库管理指数的影响

针对安徽省砂姜黑土的不良属性,在安徽蒙城砂姜黑土上进行了4年的施肥定位试验,施肥方式为年施氮量（以 N计）0、360、450、540、630、720 kg·hm-2,玉米季占55%,通过研究连续施肥措施下砂姜黑土耕层土壤活性有机质组分的变化特征,分析了单施化学氮肥对土壤有机质组分及碳库管理指数的影响。结果表明：施用化学氮肥有利于提高土壤总有机质质量分数和活性有机质质量分数,变化幅度分别为17.49~19.46、3.10~3.52 g·kg-1,化肥施用水平之间差异不显著,相比不施肥,施肥土壤的总有机质质量分数增加1.53~3.53 g·kg-1、活性有机质质量分数增加0.10~0.52 g·kg-1、稳定态有机质增加1.02~4.30 g·kg-1。处理间高活性有机质质量分数变化范围为0.46~0.62 g·kg-1,施用化肥后降低,高量氮肥与不施肥处理间差异显著（P＜0.05）;中活性有机质质量分数在2.21~3.25 g·kg-1之间,且与氮肥施用水平有关,年施氮量（以N计）高于540 kg·hm-2时其值增加,但各施用水平间无显著差异（P＞0.05）。施氮对CMI的影响不显著,土壤总有机质增加的有机质组分主要为稳定性有机质。施氮处理的玉米籽粒产量明显高于不施氮处理,年施氮（以N计）720 kg·hm-2的玉米籽粒产量最高,达11137.90 kg·hm-2。相关性分析结果显示,3种活性有机质之间,活性有机质和高活性有机质相关性最高,关系最为密切;碳库管理指数与活性有机质呈极显著正相关,相关系数为0.910;总有机质含量与活性有机质含量显著正相关（P＜0.05）,与碳库管理指数无显著相关性（P＞0.05）;玉米籽粒产量与总有机质、活性有机质极显著正相关（P＜0.01）,与碳库管理指数显著相关（P＜0.05）。由此可知,化学氮肥可促进砂姜黑土耕层土壤总有机质和活性有机质的提高,且二者均能够反映砂姜黑土施用化肥后的肥力变化情况;提高砂姜黑土总有机质的有机质组分主要是稳定态有机质;要提高玉米产量需要较高的氮肥用量。