Effects of an iron-silicon material,a synthetic zeolite and an alkaline clay on vegetable uptake of As and Cd from a polluted agricultural soil and proposed remediation mechanisms

Economic and highly effective methods of in situ remediation of Cd and As polluted farmland in mining areas are urgently needed. Pot experiments with Brassica chinensis L. were carried out to determine the effects of three soil amendments [a novel iron-silicon material (ISM), a synthetic zeolite (SZ) and an alkaline clay (AC)] on vegetable uptake of As and Cd. SEM–EDS and XRD analyses were used to investigate the remediation mechanisms involved. Amendment with ISM significantly reduced the concentrations of As and Cd in edible parts of B. chinensis (by 84–94 % and 38–87 %, respectively), to levels that met food safety regulations and was much lower than those achieved by SZ and AC. ISM also significantly increased fresh biomass by 169–1412 % and 436–731 % in two consecutive growing seasons, while SZ and AC did not significantly affect vegetable growth. Correlation analysis suggested that it was the mitigating effects of ISM on soil acidity and on As and Cd toxicity, rather than nutrient amelioration, that contributed to the improvement in plant growth. SEM–EDS analysis showed that ISM contained far more Ca, Fe and Mn than did SZ or AC, and XRD analysis showed that in the ISM these elements were primarily in the form of silicates, oxides and phosphates that had high capacities for chemisorption of metal(loid)s. After incubation with solutions containing 800 mg L^?1 AsO₄ ^2? or Cd²⁺, ISM bound distinctly higher levels of As (6.18 % in relative mass percent by EDS analysis) and Cd (7.21 % in relative mass percent by EDS analysis) compared to SZ and AC. XRD analysis also showed that ISM facilitated the precipitation of Cd²⁺ as silicates, phosphates and hydroxides, and that arsenate combined with Fe, Al, Ca and Mg to form insoluble arsenate compounds. These precipitation mechanisms were much more active in ISM than in SZ or AC. Due to the greater pH elevation caused by the abundant calcium silicate, chemisorption and precipitation mechanisms in ISM treatments could be further enhanced. That heavy metal(loid)s fixation mechanisms of ISM ensure the remediation more irreversible and more resilient to environmental changes. With appropriate application rate and proper nutrients supplement, the readily available and economic ISM is a very promising amendment for safe crop production on multi-metal(loids) polluted soils.     

日粮中添加不同铜化合物对生长猪铜消化率和猪粪铜形态的影响

选用27头体重约30 kg的三元杂交(长白大白杜洛克)生长猪进行消化试验,在日粮中分别添加氨基酸铜(Cu-AA)、硫酸铜(CuSO4)、碱式氯化铜(TBCC) 10、150、250 mg·kg-1,共9个处理.分析测定猪对铜的消化率及猪粪中铜的可利用性.试验结果表明,添加不同铜源对猪铜的消化率影响差异不显著(P>0.05),日粮中添加高水平铜时,猪对铜的消化率显著低于添加低水平铜(P<0.05).从粪中各形态铜的有效性来看,铜源间差异显著.CuSO4铜源猪粪可利用态铜显著低于Cu-AA铜源和TBCC铜源,但TBCC铜源和Cu-AA铜源间差异不显著;从潜在可利用态铜来看,CuSO4铜源和Cu-AA铜源猪粪差异不显著,但均显著高于TBCC铜源猪粪;从不可利用态铜来看,TBCC铜源猪粪显著高于CuSO4铜源和Cu-AA铜源猪粪.饲料中添加高水平铜处理猪粪中各形态铜含量都显著高于添加低水平铜处理.     

镉对小麦根尖细胞的遗传损伤效应

为了研究重金属镉对小麦是否产生细胞毒性和遗传毒性效应,采用不同浓度镉对小麦根尖处理24、48、72 h,统计有丝分裂指数、微核率及染色体畸变率.结果表明,1 μmol·L-1镉可提高小麦根尖细胞有丝分裂指数,但随镉处理浓度的提高和处理时间的延长,有丝分裂指数逐步下降;4个时期相比,镉对有丝分裂前期和中期的影响较小.微核率随着镉处理浓度的提高而增加,但浓度过高时,微核率随着镉处理时间的延长反而有所降低.此外,染色体畸变率也逐步上升,且随镉浓度的增加和处理时间的延长,其作用效果急剧加大,呈现明显的剂量-效应、时间-效应关系.说明镉可引起小麦根尖细胞有丝分裂抑制和染色体损伤,具有明显的遗传毒性.     

土地处理技术在干旱-半干旱过渡带生态建设中的应用

土地处理系统是在干旱 -半干旱过渡区实现污水无害化、资源化的有效技术。内蒙古霍林河矿区污水土地处理系统设计与运行结果表明 ,该区具备推广土地处理技术的良好条件 ,土地处理系统应以慢速渗滤和污水资源利用型为主 ,实现污水处理与生态环境建设的结合。污水资源的利用有助于增加镶嵌型复合生态系统的稳定性 ,加速人工林的成林郁闭 ,增加林木蓄积量 ,改善干旱、半干旱地区的生态环境     

上海典型持续性PM2.5重度污染的数值模拟

本研究针对2013年1月23~24日的上海PM_(2.5)持续重污染过程,采用WRF-Chem大气化学模式以及PM_(2.5)质量浓度、能见度、气象要素等地面实测资料相结合的方式,揭示了造成上海冬季PM_(2.5)持续性重污染的一类"天气学必要成因",即一次弱冷空气活动过程导致了两种不利污染天气条件——"弱气压场(静稳形势)"和"弱冷空气扩散(输送形势)",两者先后影响上海造成PM_(2.5)浓度持续上升.主要过程如下:首先弱冷空气影响之前,上海处在不利的局地气象扩散条件下,受弱气压场控制10 h后本地PM_(2.5)质量浓度达到重度污染水平,之后夜间稳定边界层(地面静风和低层逆温)使得PM_(2.5)重度污染维持了7h,期间PM_(2.5)平均质量浓度为172.4μg·m~(-3).后期弱冷空气影响上海,虽然改善了局地扩散条件但是同时产生了明显的周边污染物输送,使得本地PM_(2.5)质量浓度升高并达到峰值(280μg·m~(-3)),继续加重污染水平,期间PM_(2.5)平均质量浓度为213.6μg·m~(-3).WRF-Chem模拟结果进一步表明,整个污染过程周边区域输送对上海PM_(2.5)平均贡献率为23%,其中两个阶段周边区域输送的平均贡献率分别为17.2%和32.2%,可见在不同的污染天气条件下周边污染源的贡献存在显著差异,因此可以根据对污染天气类型的预判制定应急减排方案.     

电气石和微生物对水溶液中铅吸附研究

论文探讨了电气石、不同微生物、以及电气石与枯草芽孢杆菌(Baccillus subtilis,简写B.subtilis)联合对Pb2+的吸附效果。研究表明,溶液pH=5时,电气石吸附效率比B.subtilis高7.9％,当溶液pH值升到55时,B.subtilis和电气石对Pb2+的吸附效率均升高,但B.subtili...     

广东南山花岗岩形成时代、地球化学特征与成因

广东南山花岗岩体位于陂头复式岩体西端,锆石的SHRIMP U-Pb年龄为158.1±1.8Ma,是燕山早期岩浆活动的产物.岩石化学特征显示岩体以高硅、富碱、贫Ca和Mg以及高TFeO/MgO、低CaO/Na2O为特征.其K2O/Na2O>1,A/NK=7.8～11.92,A/CNK=1.33～1.68,属过铝质碱性岩石.在稀土和微量元素组成上,岩石富含稀土元素(除明显的负Eu异常,δEu=0.09～0.16)以及Zr、Y、Th、U、Nb等高场强元素,贫Ba、Sr、Ti等,高10000x Ga/AI(比值大于2.6).在Zr、Nb、Ce、Y对10000×Ga/Al以及TFeO/MgO-SiO2等A型花岗岩多种判别图上,投影点主要落在A型花岗岩区,而与高分异的I、S型花岗岩明显不同.这些特征均指示,南山岩体具有铝质A型花岗岩的特点.通过Y-Nb-3Ga和Y-Nb-Ce构造环境判别图解将其进一步划分为A2型花岗岩,代表其形成于拉张的构造背景之下.本文在此研究基础上,认为南山花岗质岩浆可能形成于相对挤压的中侏罗世.而在晚侏罗世早期相对拉张的作用下,岩石圈减薄,软流圈地幔上涌,地壳的泥质岩和少量砂质岩受到幔源流体富集后发生部分熔融后上侵形成铝质A型花岗岩,且有较强的结晶分异作用.     

臭氧对有机物混凝的影响

采用PDA(Photometric Disperse Analysis)和有机物表观分子量分级、有机物化学极性分级技术从絮体形成过程、絮体表现、有机物分子水平变化等方面研究了臭氧预氧化对混凝过程的影响;并对比了不同混凝剂在预臭氧条件下的混凝过程和效率.结果表明:臭氧预氧化对混凝过程有复杂的影响,其剂量和水体有机物特征决定了其对混凝的整体影响效果.有机物分级显示,臭氧化对有机物结构有重要影响,导致有机物极性、亲水性组分含量大幅提高(36.7%),小分子量组分(<10×10³)大幅增高(100%左右);但总的DOC去除率不高(3.28%).对PACl而言,在中、低剂量(O₃/TOC<0.7)下,臭氧对絮体形成过程影响较小,但对絮体沉降性和浊度去除已经有阻碍作用.在中、高剂量下(O₃/TOC>0.7),对絮体形成有显著滞后,浊度、有机物去除效率下降.AlCl₃对臭氧化作用反应敏感,臭氧化在试验剂量条件下,对絮体形成和浊度、有机物去除都有明显的阻碍作用.     

香港区域发展策略性环境影响评价的实践探讨

香港区域发展的策略性环境影响评价(简称环评)从20世纪80年代起步,已形成包括行政规定和法例规定的制度框架,其策略性环评的实践范围也逐步从规划、计划向政策、策略扩展.从评价过程、评价方法、公众参与时段安排、决策出发点等方面分析了2个香港区域发展的策略性环评案例.结果表明,为使策略性环评取得预想的成果并有助于可持续发展,...     

广安市城区2010年上半年酸雨频率较高的成因分析

通过对广安市城区近几年及2010年上半年大气降水监测结果的分析,结合当地地形地貌、污染源排放等影响因素,初步分析了火电厂排污对广安市酸雨的贡献以及可能造成该市城区酸雨发生频率较高的原因,并提出了改善大气环境质量、缓解酸雨污染的对策建议。