复垦矿区重金属对土壤微生物群落的影响

为研究矿区复垦土壤重金属污染水平与土壤微生物群落多样性的关系,以及重金属污染对人体的潜在健康风险,该文以淮北朔里矿周边土壤为研究对象,采用高通量测序方法,研究土壤微生物群落结构的变化,并分析其结构与重金属污染及土壤环境要素的相关性,并对土壤重金属污染进行健康风险评价。结果表明:(1)朔里矿周边土壤重金属含量普遍偏高,内梅罗综合污染指数属于轻度或中度污染,主要污染物为Cd,平均含量为0.27 mg/kg;(2)复垦土壤pH值、有机质、硝态氮以及有效磷含量明显高于未复垦土壤含量,有效钾含量为复垦土壤低于未复垦土壤,氨氮与电导率则无显著差别;(3)高通量测序分析结果显示,复垦土壤与未复垦土壤细菌群落结构有显著差异。各样点中变形菌门丰度最大,未复垦土壤中变形菌门丰度略小于复垦土壤,酸杆菌、浮霉菌、蓝细菌则完全相反,同时在复垦土壤中发现了少量的NC10,该菌种在未复垦土壤中几乎没有。此外,Alpha指数显示未复垦土壤和复垦土壤的群落丰富度和群落多样性略有差异,但不显著。冗余分析表明,丰度较高的变形菌(Proteobacteria)、放线菌(Actinobacteria)、蓝细菌(Cyanobac...     

铜陵矿区河流沉积物重金属的迁移及环境效应

测定铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中5种重金属的全量和形态,并结合环境条件分析它们的迁移变化特征,以阐明不同重金属对河流沉积物环境影响的程度.结果表明,该区域沉积物重金属除Cr外,Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值,其中以Cu和Cd最显著.重金属横向迁移结果显示,矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低,新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物.重金属Cu、Zn、Pb、Cr皆以残渣态为优势,Cd则以酸提取态为主;迁移过程中Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加,毒性减弱;Pb、Cd的活性态比例增大,仍有较高的释放风险.重金属的纵向迁移结果表明,离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用;新桥河沉积物金属总量高、活性组分多且垂向变化幅度相对较小,说明尾矿堆积速度较快且释放风险较高;顺安河金属总量较低但垂向变化幅度较大,且多种元素的变化趋势不同,说明矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响,也受河流流域物质本身的影响.     

不同改良物质添加对滨海盐碱地土壤重金属及酶活性的影响

改良物质添加在改善土壤理化性质的同时也可能会导致土壤重金属累积.实验设置了对照（CK）、有机肥（OM）、聚丙烯酰胺+有机肥（PAM+OM）、秸秆覆盖+有机肥（SM+OM）、秸秆深埋+有机肥（BS+OM）和生物菌肥+有机肥（BM+OM）共6个处理方式,研究不同改良物质添加对滨海盐碱地土壤重金属和土壤酶活性的影响,以及二者之间的关系.结果表明,与CK处理相比,不同处理下土壤Cr、Cu、Ni和Pb含量呈现上升趋势,其中SM+OM和PAM+OM处理分别对Cr和Cu含量的影响最为显著,而BM+OM处理对Ni和Pb含量影响最为显著.与CK处理相比,改良物质添加后土壤蔗糖酶和脲酶活性显著上升,其中BM+OM处理效果最好;碱性磷酸酶活性呈现上升趋势,但上升程度较小;过氧化氢酶活性无显著变化.冗余分析表明前两轴累积可解释酶活性变异特征的70.3%,单一重金属对土壤酶活性影响的重要性大小依次为：Ni>Cu>Cr>Pb.     

铁矿区重金属污染对土壤微生物代谢活性的影响

以北京市密云水库上游某铁矿区为研究对象,利用比色法、微量热法对铁矿区内各采样点土壤酶活性及其微量热代谢活性指标进行分析,以探究不同区位重金属污染下土壤微生物代谢活性的变化. 结果表明:各采样点土壤中w(Cu)、w(Cd)、w(Zn)、w(Cr)均超过北京市土壤相应背景值. 在重金属污染程度较低的S6、S7、S8采样点,土壤脲酶、FDA酶(荧光素二乙酸脂酶)活性均较高,分别为0.64、1.22、0.64 mg/g和1.25、2.84、1.45 μg/g. 微量热代谢活性指标中,k (生长速率常数)在污染程度较低处的值均较高,而重度污染区域的S1、S4采样点的k为0. 相关性分析显示,k是反映微量热中代谢热活性的最具代表性指标. RDA(冗余度分析)结果显示,w(Cd)、w(TN)、w(AP)、w(TOC)、内梅罗污染指数及w(Cu)是影响k、P_m(最大热输出功率)的主要因素. Cd、Cu污染抑制了土壤微生物的代谢活性,不同代谢活性指标对重金属的敏感程度表现为k最强,P_m、脲酶活性、FDA酶活性次之.      

赣南某钨矿区土壤重金属污染状况研究

为研究钨矿区土壤重金属的污染现状,采集尾矿堆积区土壤样品,用ICP-MS测定土壤重金属(Cr、As、Mn和Pb)含量,采用Kriging插值法分析土壤重金属的空间分布特征,并分析测定土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶的活性.结果表明土壤重金属的浓度均值高于背景值,Cr、As、Mn、Pb的均值分别是土壤背景值的2.26,3.06,1.85和2.59倍.空间分析表明Mn和Pb间两种元素具有较为相似的分布,Cr、As、Mn和Pb 4种重金属的空间分布相关性强,且呈条带状分布.土壤酶活性结果进一步验证重金属的污染状况,土壤酶活性低于对照样,土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶分别是对照的7%~93%和5%~86%、11%~90%.逐步多元回归法分析表明,在Cr、As、Mn、Pb复合污染条件下,矿区土壤不同酶活性表现出抑制或者激活作用,但各重金属元素对不同的酶活性的影响系数是不一样的,蔗糖酶对复合重金属污染最为敏感. 主成分分析表明土壤酶活性的指标能较好地反映钨矿矿区土壤重金属复合污染状况.     

安徽铜陵杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律

安徽铜陵杨山冲尾矿库使用期为1966—1990年,堆积了近1 308×104 t尾矿,选择该尾矿库进行尾砂重金属迁移规律研究.结果表明:在自然风化条件下,Cu,As,Hg,Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn,Pb,Hg和Cd在50～60 cm深处产生了二次富集;不同位置的尾砂中重金属迁移规律有一定差异,低洼区Zn,As和Cd等在表层形成局部富集,100 cm以内浅层尾砂中也有部分重金属元素二次富集;经过长期风化氧化和淋滤作用,浅层尾砂中的重金属元素易淋滤部分大多被淋失,风化后尾砂中Cu,Pb,As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其含量占全量比例均大于35%,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高.在尾矿库表面植草能减少扬尘,也可能造成部分重金属元素含量在表层异常升高,影响尾矿库的进一步改造和复垦.      

金川矿区重金属污染对土壤微生物分布的影响

为了探索金川矿区土壤理化性质对土壤微生物的影响。在对金川矿区进行环境现状调查的基础上,根据区域环境,布设重污染区、缓冲区、人为干扰区和原生态区4区为研究区域,对4区域共有荒漠植物骆驼蓬和中亚紫菀木根际、非根际60个样点土壤理化性质与微生物数量进行相关性分析。结果表明:4个区土壤p H在8.09~9.04之间,属于弱碱性土壤;土壤电导率及3种重金属(Ni、Cu、Cr)含量按重污染区(旧尾矿坝、尾矿坝)、缓冲区(矿山公园、废渣堆外100 m)、人为干扰区(农田土壤)、原生态区(下四分)均有依次减小的趋势;土壤中可培养微生物数量为21×10~5~2.63×10~5cfu/g,其中重污染区尾矿坝微生物数量最多,细菌数量为20.25×10~5cfu/g,真菌数量为11.47×10~5cfu/g。影响金川矿区微生物生长的主要因素是土壤的p H和重金属含量。在重污染区骆驼蓬根际,土壤pH与可培养细菌数量完全负相关,在人为扰动区土壤pH与可培养细菌数量完全正相关。矿区土壤中适度的Ni和Cu协同促进微生物的生长。     

狮子山矿区不同土地利用类型对土壤微生物群落多样性的影响

土壤微生物在生态系统功能中起着至关重要的作用,土壤微生物群落结构可由与采矿活动相关的矿山不同功能区域来反馈土壤中重金属污染现状.为研究铜陵狮子山矿区重金属污染对微生物群落结构的胁迫影响,在中国安徽狮子山矿区收集了4种不同土地利用类型(菜园、尾矿库、堆矿区和选矿区)的土壤.通过测量这4种不同土地利用类型的土壤理化性质和重金属含量,并利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对本地土壤微生物群落丰度以及结构多样性进行了分析.结果表明,各区域理化性质差异显著,内梅罗综合污染指数依次为堆矿区(7. 28)选矿区(6. 99)尾矿库(6. 55)菜园(5. 92).微生物群落丰度及结构多样性分布表现为尾矿库选矿区菜园堆矿区.此外,PCo A、CCA和相关性分析表明,土地利用类型、土壤pH和重金属含量等相关参数对微生物群落有显著影响.优势土壤微生物群落在门(0. 01)水平上分别为Proteobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria和Actinobacteria,在纲水平上分别为β-Proteobacteria、α-Proteobacteria和γ-Proteobacteria,在属水平上分别为Flavobacterium、Kaistobacter和Ramlibacter.并得到对重金属较为耐受的菌群如Proteobacteria、Firmicutes、β-Proteobacteria和Kaistobacter等.这些结果加深了对重金属污染矿区土壤中微生物变化和聚集模式的认识,可为重金属矿区的生物修复提供菌种和理论依据.     

煤矿矿区复垦植被类型对土壤微生物功能基因和酶活的影响

煤炭的长期开采严重破坏了当地土壤结构和生态环境,通过植被复垦可有效改善生态环境,目前对土壤理化特征和微生物群落结构研究较多,但对土壤矿区土壤功能微生物的研究较少.以山西省大同市晋华宫矿区5个不同植被类型复垦地（侧柏、云杉、油松、樟子松和桧柏）为研究对象,对其土壤理化性质、碳氮磷硫功能基因丰度和土壤酶活进行测定.结果表明,恢复类型对土壤理化性质、土壤酶活和75种功能基因丰度均有显著影响,桧柏林具有最高的总碳、总氮和总硫含量;云杉林具有最高的脱氢酶和脲酶活性,但碱性蛋白酶活性最低,樟子松林的碱性蛋白酶活性最高;云杉林功能基因丰度最高,但多样性指数显著低于其他样地,这可能是由于云杉林中的ureC、acsA和mct丰度占到了52%以上所导致的;土壤脲酶与六大类功能基因丰度有显著相关性;不同植被类型土壤中功能微生物群落β多样性差异显著,可见功能基因能较好地解释植被类型对微生物功能的影响;综合肥力指标指数最高和最低分别是樟子松和侧柏样地.总之,土壤功能基因是指示不同复垦模式对土壤微生物影响的敏感指标,樟子松和云杉是在该矿区更为适宜的复垦树种.     

乐果对土壤中酶活性和微生物数量的影响

农药对土壤微生物及酶活性的影响，已成为不少国家评价农药使用安全性的重要指标，该文就乐果对土壤中酶活性及微生物数量的影响进行了初步研究。结果表明，乐果对土壤中酸性磷酸酶的影响较大，中性磷酸酶受影响小些；脱氢酶的变化趋势虽与酸性磷酸酶相仿，而受影响程度更大些；乐果对土壤微生物数量的变化影响不大。总之，乐果对土壤微生物及酶活性有一定抑制作用，但恢复较快，这有利于乐果在土壤中的降解。     

城市功能对贵阳市城区土壤重金属分布的影响

将贵阳市城区土壤按照不同功能区取样分析,研究贵阳市城区多种土地利用功能下土壤重金属累积(污染)程度及分异特征。结果表明:贵阳市城区校园土壤As(21.8mg/kg)、Ni(47.1mg/kg)和Pb(139mg/kg)含量最高,工业区土壤Cd(1.48mg/kg)和Zn(314mg/kg)含量最高,垃圾中转站土壤Cu(115mg/kg)含量最高,工业区、学校、垃圾中转站和交通十字路口土壤重金属累积较重,并已达到轻度污染,住宅、公园和广场土壤重金属累积程度较轻,处于清洁水平。工业区土壤主要污染金属为Cd、Zn和Pb,学校、交通路口土壤主要污染元素是Pb和Cd,垃圾中转站土壤主要污染元素是Cd和Zn。贵阳市城区土壤Cd、Zn和Pb受人类活动影响较大,其中土地利用功能导致贵阳市城区土壤Pb的分异程度最大。     

矿区植被恢复方式对土壤微生物和酶活性的影响

矿区废弃地生态退化形势严峻,生态修复已成为矿区可持续发展的主要措施,土壤微生物和酶活性可作为评价土壤恢复质量的敏感因子.本研究将以山西省安太堡煤矿复垦区作为对象,分析植被恢复方式对土壤微生物和酶活的影响.结果表明,不同植被方式对土壤理化特征、参与氮代谢的3类菌群(固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌)和4种酶活性(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和多酚氧化酶活)均有显著影响.土壤总氮含量与固氮菌和硝化细菌数量均显著相关,而与反硝化细菌不相关.多酚氧化酶活性与有机碳和总氮含量之间为负相关,而其它3种酶与有机碳和总氮之间呈正相关.通过主成分分析计算综合肥力指标,刺槐-油松混交林土壤综合肥力指标最高,而未复垦综合肥力指标最低.可见,刺槐-油松混交林是晋西北干旱区矿区复垦较为适宜的植被恢复模式.     

基于总量与形态的矿区周边土壤重金属生态风险与健康风险评估

采集了龙岩市某矿区周边表层土壤及配套农作物样品,在分析土壤Pb、Cd和As等3种重金属总量和形态的基础上,采用Hakanson潜在生态风险评价法、基于地球化学统计学划分生态风险等级的方法以及符合我国人体暴露特征参数的健康风险评价法,开展了土壤重金属Pb、Cd和As的生态风险与人体健康风险评估.结果表明,研究区土壤重金属...     

基于UNMIX模型的矿区周边农田土壤重金属源解析

采集了云南省会泽县铅锌矿区周边42个农田土壤样品,测定了14种元素的含量,应用UNMIX模型进行了土壤重金属源解析的研究,并利用Arc GIS地统计分析模块中的反距离加权插值法分析了污染严重的6种重金属的空间分布,进一步验证源解析结果.结果表明:(1)研究区土壤中Pb、Zn、Cd污染较为严重,均超过当地土壤背景值的数十倍.(2)UNMIX模型解析出的3个土壤重金属污染来源分别为工业活动造成的人为污染源(源1),源贡献率为16.32%;燃煤和施肥导致的污染源(源2),源贡献率为68.26%;矿山开采导致的人为污染源及土壤母质造成的自然污染源的综合污染源(源3),源贡献率为15.42%.(3)研究区的农田土壤重金属污染的空间分布格局与当地的土地利用类型和UNMIX模型解析的结果基本吻合,表明UNMIX模型可以很好地应用于矿区周边农田土壤重金属源解析研究.     

矿区周边农田土壤重金属分布特征及污染评价

为探索潼关矿区周边农田土壤重金属的空间分布及其生态风险,于2020年9月采集了潼关矿区周边的地表土壤样本,分析了样本中Pb、Cu、Cd、Hg、Cr、Ni、Zn和As这8种重金属元素的含量和分布特征,利用内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价了土壤污染程度.结果表明,该地区8种重金属元素的含量均超标,超标率分别为97....     

城市土壤中重金属元素的积累及其微生物效应

与农村土壤相比,阿伯丁市城市土壤(路边土、公园土)的微生物特征发生了显著的改变,微生物基底呼吸作用明显增强,但微生物生物量却显著降低,微生物生理生态参数C_mic/C_org、q_co2值明显升高,Biolog数据显示城市土壤对能源碳的消耗量和速度显著升高.对重金属元素研究表明,与农村土相比城市土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Ni已经有明显积累,化学形态研究表明Pb主要与氧化铁有关,Ni、Zn以残渣态为主,Cd以有效态为主,而Cu除有效态外,其它结合形态基本具有同等重要的意义.主成分分析表明,有效态Pb是控制城市土壤与农村土壤微生物特征差异的主要因素,其次为Zn,Cu和Ni的有效态和有机态亦有一定的作用效应.     

河南洛阳市不同功能区土壤重金属污染特征及评价

以河南洛阳市居民区、科教区、城市绿地、商业区、城市主干道、工业区和城乡结合处这7个功能区为研究对象,共采集63个样品.分析不同功能区土壤重金属含量,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价重金属污染的程度,Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属潜在生态风险,主成分分析重金属污染的成因和来源.结果表明,6种重金属平均含量均超过河南省土壤重金属背景值.不同功能区重金属的单因子污染指数平均污染趋势为CdZnPbCuNiCr.内梅罗综合污染指数显示工业区重金属总含量最高,污染最为严重.单个重金属潜在生态危害指数Eir表明,Cd的潜在生态危害指数最高.不同功能区土壤多金属潜在危害危险指数RI依次为工业区(548.87)主干道(466.06)商业区(392.81)居民区(226.27)科教区(189.76)绿地(153.72)城郊(117.45),工业区、主干道和商业区达强生态危害水平,居民区、科教区和绿地达中等生态危害水平,而城乡属轻微生态危害.Cu、Zn、Pb和Cd为人为因子,主要来源于工业废物和交通排放;Cr和Ni为自然源因子,受成土母质的控制.