土壤砷污染及其植物修复的研究进展与展望

砷是一种广泛存在于自然界的类金属元素,砷及其化合物具有剧毒、致癌、致畸和致突变特性。土壤砷污染已成为严重的环境和公共健康问题之一,并日益受到人们的密切关注。本文介绍了土壤砷污染的概况、来源及其危害,同时探讨了土壤砷污染的植物修复的研究现状,文中最后对今后土壤砷污染植物修复研究方向进行了展望。     

草酸盐影响污染土壤中砷释放的研究

选取3种砷污染土壤,以草酸钾为提取剂在pH为5.5时解吸污染土壤中的砷,研究了草酸盐从0～10.0mmol·L-1浓度范围内对污染土壤中砷的释放和化学形态的影响.研究结果表明,土壤中砷的释放量随提取时间的增加而增加,在提取时间6h左右砷释放量最大.3价砷、5价砷的释放量随草酸盐浓度的增加而增大,5价砷释放量较3价砷大.同时发现土壤中Fe、Al的共同释放量与砷的释放量存在显著的线性关系.     

ZVI/Air体系修复砷污染土壤的研究

采用ZVI/Air体系对模拟砷污染土壤与实际砷污染土壤进行修复。研究了ZVI投加量、Air曝气速率与pH对修复效果的影响,初步探讨了砷的稳定化机理,并应用于实际砷污染土壤的修复。研究结果表明,在20 g砷浓度为500 mg/kg的模拟污染土壤中加入0.3 g铁粉,固液比1∶20,曝气速度为0.02 m3/h,常温常压下反应50 min,模拟污染土与实际污染土中砷浸出液浓度均下降到5 mg/L以下,满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的要求。     

土壤水分对稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性影响

采用室内模拟方法,在35%、65%和110%最大饱和持水量（WHC）条件下,系统地分析了稻田土壤有效砷及碱性磷酸酶活性变化规律.结果表明：砷污染稻田土壤后有效砷含量随砷污染浓度增加而增大,随培养时间延长逐渐降低,15d后趋于稳定;淹水降低了土壤有效砷含量及碱性磷酸酶活性;采用U=A/（1+B×C）模型较好拟合了不同水分下土壤碱性磷酸酶活性（U）与砷浓度（C）关系,表明碱性磷酸酶活性在一定程度上可表征不同水分下稻田土壤砷污染程度;计算得到稻田土壤砷轻度污染临界浓度（ED₁₀）为总砷67mg/kg和有效砷11mg/kg.研究表明适当调控土壤水分含量是控制稻田土壤砷毒性的有效方法之一.     

沈阳某冶炼厂污染土壤中砷的稳定化研究

稳定化是一种相对经济有效的治理重金属污染土壤的方法。文章以沈阳某冶炼厂厂区旧址的重金属复合污染土壤为研究对象,通过向土壤中添加不同药剂,研究了不同碱性化学物质对土壤砷稳定化的效果。结果表明,碳酸钠和硫化钠的加入对土壤pH的贡献均较大,但使砷的浸出毒性增强,对土壤中砷的稳定起负作用;碳酸钙和多硫化钙对土壤中砷的稳定化效果也不明显;氧化钙的效果最好,使得该重污染土壤中砷的浸出毒性降低到危险废弃物毒性浸出标准(GB5085.3-1996)以内。     

特殊污染的土壤环境背景值研究——以吉林省某地含砷日遗化武污染土壤为例

为了获得吉林省某地含砷日遗化武造成的污染区域土壤的准确环境背景值,本文将土壤调查的数据进行对数转换,绘制概率累计分布曲线图,并根据曲线的拐点,解析出未明显受到污染的部分,然后根据砷元素含量的分布规律,剔除异常值,计算出该地区土壤砷元素的环境背景值为1.46~11.60mg/kg,并通过对比分析印证了该方法的合理性和正确性。研究得到的土壤砷元素环境背景值可以作为评价和修复该地区砷污染土壤的基础数据,也可为复杂污染源造成污染土壤的环境背景值的研究提供方法。     

土壤砷污染及其防治的研究

砷是一种有毒的元素。砷在土壤中积累多了,会导致土壤的污染。砷在土壤中的移动性能很差,土壤被砷污染以后,就很难消除。我国南方某些地方,曾经使用有机胂农药(如甲基胂酸钙等)来防治水稻的病害。为了防止砷类农药导致的砷污染,我们进行了土壤中砷的残留量与水稻污染之间的关系,以及土壤对砷吸附能力的研究,并对水稻砷中毒时的症状进行了观察。 一、试验材料与方法 试验在温室条件下进行,供试土壤分别加入不同剂量的无机砷(Na_3AsO_4·12H_2O)和有机胂(甲基胂酸钙),与土壤充分混匀后进行水稻、小麦的盆栽试验,观察各种砷化物     

砷污染土壤复合淋洗修复技术研究

土壤砷污染问题日益严重,淋洗法是修复砷污染土壤的一种有效方法.本研究以砷污染土壤为研究对象,通过批量振荡淋洗实验,将5种常用淋洗剂进行组合复合淋洗,探索最佳复合淋洗组合,对淋洗前后土壤进行形态分析,并通过3种不同污染程度土壤的修复效果比较,研究复合淋洗的适用性.结果表明,复合淋洗效果优于单一淋洗效果,能够很好地提高砷的去除率.当采用4 h 0.5 mol·L~(-1)Na OH+4 h 0.1 mol·L~(-1)EDTA进行复合二步淋洗时土壤砷的去除率从66.73%提高到91.83%,砷含量由186 mg·kg~(-1)降至15.2 mg·kg~(-1),为最佳淋洗组合.其次,研究结果还表明,淋洗前后土壤中砷的形态发生改变,有效态比例得到有效降低,0.5 mol·L~(-1)Na OH+0.1 mol·L~(-1)EDTA适用于铝型砷含量较高的砷污染土壤,0.5 mol·L~(-1)OX+0.5 mol·L~(-1)Na OH适用于铁型砷含量较高的砷污染土壤.     

土壤砷污染修复技术研究进展

目前砷污染土壤采用的修复方法主要包括物理修复、化学修复以及生物修复。综述了我国土壤砷污染现状,并就目前国内外砷污染土壤的修复方法、优缺点及其发展趋势作了简述。     

砷和铅对土壤酶活性的影响

研究了浙江省绍兴银山铅锌矿周围农田的污染情况及其对土壤酶活性的影响。该污染区域内主要的污染元素为砷和铅,其含量与区内土壤脱氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、转化酶、脲酶和磷酸酶呈显著的复相关关系,其中砷的影响是主要的。土壤脱氢酶、过氧化氢酶和转化酶活性的变化能够反映供试土壤类型受砷和铅复合污染的程度。     

北京市平谷区金矿区周边土壤砷、汞赋存形态特征及生态风险评价

以北京市平谷区金矿区周边土壤为研究对象,采集40个表层（0~20 cm）土壤样品,测定土壤中As、Hg总量及其各赋存形态含量,并采用基于重金属形态的次生相原生相分布比值法（ratio of secondary phase to primary phase,RSP）和风险评价编码法（risk assessment code,RAC）对土壤中As、Hg污染程度及生态风险进行评价。结果表明:各采样区土壤中As、Hg总量均超出北京市土壤背景值,分别超出3.94~13.24,11~41.33倍;土壤中As、Hg主要以残渣态存在,除残渣态外,As主要以铁锰氧化态存在,开采沟和尾矿库土壤中Hg主要以碳酸盐结合态存在,开采沟下游和尾矿库外土壤中Hg则主要以强有机态存在;污染程度和生态风险评价结果显示,开采沟及下游土壤As、Hg污染程度较低,研究区土壤中As、Hg整体表现较低风险,在开采沟、YZ尾矿库和JHH尾矿库存在Hg的高风险和极高风险点位,应予以重视。研究结果为治理金矿区周边土壤As、Hg污染提供参考。     

矿区土壤中砷污染对微生物群落的影响研究

采用梯度培养和PCR-DGGE技术,对大柳塔矿区矸石山及周边土壤的砷含量及其对土壤微生物群落的影响进行了研究,并通过测序研究了土壤微生物群落的结构。结果表明,矸石山及其周边自然表土的含水量较少,且十分相近;全磷和有机质含量普遍较高,p H呈中偏碱性;不同风化程度矸石山土壤砷含量对土壤微生物群落有显著的影响,不同砷污染负荷土壤中微生物群落的丰度存在差异;矸石山复垦年限不同,土壤理化性质会发生变化;土壤中砷含量的增高,对植物生长起关键作用的Gemmatimonas(甲烷单毛菌属)等微生物群落受到不同程度的抑制;Proteobacterium(变形菌门)具有较强的耐砷性;矸石山土壤特有的理化性质可为GASP-WA2W2_F11等微生物群落的演替创造了条件。     

电脑散热风扇灰尘中多溴二苯醚的污染特征和环境健康风险评价

不同模型对土壤污染物空间分布预测精度具有重要影响,针对现有方法不能较好模拟土壤污染物较强的空间变异特征以及缺乏对影响污染物空间分布的关键环境因子识别,本研究基于随机森林（RF）模型,通过融合多源环境要素,开展了某冶炼厂周边农田土壤砷含量空间分布预测研究,并与反距离加权（IDW）和逐步线性回归模型（STEPREG）相比较.结果表明,研究区农田土壤砷污染范围较广,污染严重区域主要分布在研究区南部,3种模型模拟的砷污染空间分布虽总体趋势相似,但局部区域差异明显,IDW和STEPREG模型不能很好地反映研究区土壤污染的强空间变异特征,RF模型模拟结果较好的表达局部高污染区域的细部变化.不同环境要素对农田土壤砷含量空间分布影响的重要性不同,研究区环境变量和地形变量是影响土壤砷含量空间分布的关键环境因子.交叉验证结果表明,RF模型相对IDW和STEPREG模型具有最小的均方根误差（RMSE）、平均绝对误差（MAE）、平均误差（ME）和最大的R²,RF模型的RMSE、MAE、ME较IDW模型分别降低了10.8%、5.5%和88.1%,较STEPREG模型分别降低了17.8%、18.4%和94.7%,表明采用RF模型对研究区农田土壤砷含量预测精度最高,取得了最优的预测效果.本研究结果能够为土壤重金属污染空间分布制图提供方法学参考.     

海南槟榔园土壤重金属含量分布与评价

运用常规分析方法,测定海南不同地区和不同种植年限槟榔园土壤铜、铅、总砷和总汞含量.采用污染指数分析法,评价槟榔园土壤重金属环境污染状况.结果表明,除翰林样区槟榔园区土壤列为Ⅱ级“警戒”土壤质量等级外,其他土壤铜[(18.68±14.25)mg/kg]、铅[(25.27±7.83)mg/kg]、总砷[(2.89±2.43)mg/kg]和总汞[(0.08±0.07)mg/kg]含量均未超出国家一级土壤环境质量标准.不同地区间,槟榔土壤铜、铅和总坤含量差异显著;不同种植年限间,槟榔土壤铜、铅、总坤和总汞含量差异十分显著.     

深圳简易垃圾填埋场水土环境污染指标识别

基于现场踏勘、人员访谈和资料收集,采用内梅罗指数法对深圳市现存24座简易垃圾填埋场土壤和地下水环境质量进行了评价,对其特征污染指标进行了识别,结果表明,土壤超标污染指标5种,包括镉和砷2种中度污染指标,污染指数分别为2.970和2.141,钒、镍和铅3种轻度污染指标,污染指数在1.348～1.777之间;地下水超标污染...     

砷污染湿地生境下土壤微生物多样性及群落结构特征

为研究As（砷）污染对微生物多样性的影响,找寻有利于As污染修复的抗As菌种,利用高通量测序技术分析As胁迫〔w（As）分别为0、80、100、150、200和400 mg/kg,依次记为AT0组、AT80组、AT100组、AT150组、AT200组和AT400组〕对湿地生境中土壤微生物多样性及群落结构特征的影响.结果表明:As污染会引起微生物多样性和群落结构的变化,但并不是简单的负相关.在各处理组中,AT80组的土壤中微生物多样性最高,OTU（operational taxonomic units）数高达1 849,较未经As处理的AT0组增加了58.9%,说明低As胁迫在一定程度上会刺激As敏感微生物的生长繁殖,如Desulfovibrio（脱硫弧菌属）和Allobaculum等菌属,使群落结构更加复杂多样.高w（As）（400 mg/kg）对微生物有明显的抑制作用,导致某些物种消亡和多样性下降.As胁迫会诱导抗As微生物〔如Pseuomonas（假单胞菌属）〕成为优势类群,群落结构趋于稳定、单一.微生物群落结构对不同w（As）胁迫有明显的响应特征,可作为As污染湿地土壤质量评价的灵敏指标.在AT400组中存在大量的Pseudomonas veronii,可为As污染湿地微生物修复提供借鉴.研究显示,微生物对As污染具有较为敏感的响应,其中,Proteobacteria（变形菌门）和Firmicutes（厚壁菌门）为As污染生境中微生物优势门类并且与非专性吸附态As和谷胱甘肽含量呈正相关.      

砷污染对水稻的影响

砷污染对水稻危害极大，研究表明，废渣中的砷经雨水淋滤，浸泡，渗漏进入农田，造成土壤污染而导致水稻减产其至无收，水是砷污染传播的载体。     

基于土壤水分变化的砷与土壤碱性磷酸酶活性关系探讨

砷作为土壤主要污染元素之一,其毒性受到存在形态等的影响.土壤酶是土壤重要组成部分,但水分对二者关系的影响鲜见报道.本文采用室内模拟方法,在35%、65%和110%最大饱和持水量(WHC)条件下,较为系统地分析了不同水分下土壤有效砷及土壤碱性磷酸酶活性的变化规律.结果表明:外源砷浓度、老化时间是影响土壤有效砷含量的主要因素,且有效砷浓度随老化时间延长降幅减缓,Elovich方程较好表征了二者关系,揭示出水分对土壤有效砷向其他形态转变速率影响的大小顺序为:110%WHC65%WHC35%WHC;干燥(35%WHC)和淹水(110%WHC)导致土壤碱性磷酸酶活性减小;砷抑制土壤碱性磷酸酶活性,模型U=A/(1+B×C)可较好表征砷浓度(C)与土壤酶活性(U)的关系,揭示出土壤碱性磷酸酶活性在一定程度上可表征土壤砷污染程度,并反映出其机理为完全抑制作用;计算得到了土壤砷轻度污染的临界浓度Ecological dose 10%(ED10)总砷99 mg·kg-1和有效砷39 mg·kg-1,从侧面表明土壤碱性磷酸酶在土壤砷浓度达到国家土壤质量标准中的二级标准前不会对土壤酶产生严重毒害;水分由于对砷的存在状态等的作用,从而对土壤碱性磷酸酶活性产生重要影响.     

贵州中部山区煤矸石堆场周边污染水稻土重金属的释放特征

通过对贵州中部山区煤矸石堆场周边污染的水稻土及上覆水进行调查与采样分析,探讨污染水稻土有效态重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb)含量的变化及其释放特征。研究结果表明:不同程度污染水稻土中Cd、As和Hg的含量及部分水稻土中的Cu含量超过了土壤环境质量二级标准,随着水稻土污染程度的增加,土壤有效态Cd的含量出现明显的增加,中度污染水稻土和重度污染水稻土有效态Cd的平均含量分别比轻度污染水稻土增加了1.30、2.60倍;在水稻生长期间(6~8月),污染稻田上覆水中均出现Cd的超标,中度污染稻田和重度污染稻田上覆水Cd的平均浓度(三次采样)分别比轻度污染稻田的上覆水高11.3%和27.3%。污染水稻土淹水1~30d期间,上覆水Cd的浓度出现不断地增加,淹水20d后中度及重度污染水稻土上覆水Cd均出现超标。因此,煤矸石堆场周边污染稻田排水的Cd会产生明显的二次污染。