钙镁磷肥与有机物料配施对作物镉铅吸收的控制效果

通过田间定位试验,采用钙镁磷肥(G)、泥碳(P)、猪粪(M)、钙镁磷肥+泥碳(GP)、钙镁磷肥+猪粪(GM)等处理对福建省龙岩市新罗区特钢厂附近的污染田进行改良。试验表明,大部分处理能提高土壤的pH值;处理钙镁磷肥、钙镁磷肥+泥碳和钙镁磷肥+猪粪对提高作物产量均有显著效果;大部分处理能抑制水稻、花生对镉铅的吸收;说明通过调节土壤pH值,改变土壤重金属活性是有机-中性化改良技术的主要机理。     

自然水体生物膜有机组分对Cd2+的吸附特征

室内模拟研究了长春南湖水生物膜中有机组分即胞外聚合物、微生物非活性细胞和微生物活性细胞对Cd^2＋的吸附特征及其影响因素。结果表明：3种有机组分对Cd^2＋的吸附过程分为快速和慢速阶段，达到吸附平衡的时间分别为360、100和100min；Cd^2＋的吸附最均在pH为6h达到最佳；在实验所选温度范围内，胞外聚合物在30℃时对Cd^2＋的吸附量最大．而温度对Cd^2＋在微生物非活性细胞和活性细胞的影响不显著；Cd^2＋在3种有机组分上的吸附均符合Langmuir和Freundlish热力学方程，吸附能力为胞外聚合物〉微生物非活性细胞〉微生物活性细胞。在有Pb^2＋共存的条件下，Langmuir和Freundlish热力学方程仍然适合描述3种有机组分对Cd^2＋的热力学吸附过程，但Cd^2＋的吸附量和饱和吸附最均减小。     

镉胁迫对不同水稻品种幼苗根系形态和生理特性的影响

为了解植物根系对重金属镉的反应,以水稻秀水63和秀水09为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉(0、1、5、10、25、50、100 μmol·L~(-1))对水稻幼苗根系形态和部分生理特性的影响.结果表明:1 μmol·L~(-1)镉处理对2个水稻品种根系生长有一定的促进作用,表现为植株干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力均略有升高.但随着镉浓度(5～100 μmol·L~(-1))增加,表现出一定的抑制效应,与对照相比,秀水63和秀水09分别在10 μmol·L~(-1)和25 μmol·L~(-1)镉处理时的根系干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力明显受到抑制,而根系平均直径、质膜透性均有所增加.不同浓度镉胁迫对两个水稻品种直径≤1.5 mm的根系生长影响最大,其中高于10 μmol·L~(-1)镉胁迫下,秀水63直径≤1.5 mm根系长度、根系表面积和根系体积分别降低了11.89%～55.39%、10.77%～57.27%和18.37%～67.35%,秀水09分别降低了6.84%～40.48%、8.55%～42.79%和16.50%～52.42%.本实验结果表明,2个水稻品种对镉胁迫存在着一定的差异,秀水09对Cd胁迫的耐受能力要强于秀水63.     

铜尾矿复垦后土壤微生物活性及其群落功能多样性研究

对安徽铜陵五公里尾矿区三叶草复垦后的土壤微生物活性和群落的功能多样性研究表明,复垦后每克土壤微生物细菌数已达2.3×107个,并存在一定量耐Cu2 、Cd2 、Zn2 、Cr6 、Pb2 、Ni2 的菌株,但种类少,主要为芽孢杆菌属、假单胞菌属和短杆菌属。BIOLOG测试结果显示,铜镉重金属离子的复合污染使土壤微生物群落丰富度降低;外源耐铜镉微生物菌剂的添加使尾矿区土壤微生物群落代谢剖面(AWCD)变化明显,提高微生物对单一碳源底物的利用能力,增加利用不同碳底物的微生物数量,减轻了重金属污染引起的土壤微生物群落功能多样性的下降,为尾矿区生境加速恢复提供一条有效途径。     

模拟降水对碱性盐化土壤中镉的淋滤及形态变化的影响

采用人工模拟方式,试验研究了不同pH值的降水对碱性盐化土壤中镉的连续淋滤效果,分析了淋洗后土壤中镉的形态变化特征。结果表明,在不同pH值降水对土壤中镉的淋滤过程中,12h内基本上达到高峰,12h后镉的淋滤量较低,随着时间的延续镉的淋洗量基本保持不变;降水有利于土壤中的镉释放,且pH值越低,镉的释放量越高。土壤盐化对降水淋洗镉的效果有一定影响,氯化物的存在,有利于镉的淋滤,淋滤量增加值在18%～94%之间,随着淋洗液pH值的增加,镉的淋滤量增加幅度减少;与对照组土壤样品相比,淋洗液pH降低利于增大硫酸盐型盐化土壤中镉的淋滤量,当pH值为中性时,镉的淋滤量减少;苏打型盐化土壤镉的淋洗效果与硫酸盐型土壤相似。模拟降水淋洗后,土壤中镉的形态发生明显变化,与淋洗前相比,土壤中镉的可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态的质量分数降低,随着淋洗液酸性的增加,降低幅度增大;镉的铁锰氧化态相对质量分数在淋洗后有所增加。     

土壤铜镉污染的电动力学修复实验

针对土壤典型重金属污染修复问题,通过实验方法研究了土壤铜镉污染的电动力学修复效果,并分析其迁移变化特征.实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的质量分数发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的重要因素.污染物Cd和Cu在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,表明电场作用加强重金属Cd和Cu迁移效果.当实验电压为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中镉的去除效率为75.1%,铜的去除效率达到77.9%.另外,电动修复中由于阴阳两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,其中阳极附近的pH值由开始时的7.5逐渐变小到4.7,而阴极附近则相反,由开始时的7.2逐渐增大到9.4,表明土壤的酸碱条件变化明显.     

洞庭湖湿地镉富集植物蒌蒿（Artemisia selengensis）的抗氧化机理研究

以生长于洞庭湖湿地的重金属Cd的高富集植物——蒌蒿（Artemisia selengensis Turcz.）为试材,采用水培方法,对其在Cd2＋胁迫下的抗氧化机理进行研究。结果表明：（1）蒌蒿是一种对重金属Cd有极强耐受能力的植物,试验期内,低于80mg·L-1的Cd2＋处理不使其表现出外观受害症状;（2）蒌蒿叶片中三种抗氧化酶活性在Cd2＋胁迫下呈现出不同的变化特征：40mg·L-1以内的Cd2＋对植株SOD活性具有显著促进作用,40mg·L-1以上则抑制其活性;POD对Cd2＋的耐受能力较强,高达160mg·L-1的Cd2＋仍可提高其活性,且活性变化随处理时间的不同而不同;植株CAT的活性受Cd2＋影响明显,5～20mg·L-1的Cd2＋对其有显著促进作用,40mg·L-1的Cd2＋在处理前期有利于植株CAT活性的提高,后期则导致其下降。蒌蒿对Cd2＋胁迫的抗氧化机理应从处理浓度和处理时间两方面进行综合评价。     

电动力学-竹炭吸附联合修复工艺对高岭土中镉的去除

采用电动力学-竹炭吸附对高岭土中的镉进行迁移吸附去除,并对处理前后土体中的镉进行形态分析.结果表明,在电压梯度为1V·cm-1的条件下,电动力场能够将镉从土壤表面解吸附进入土壤水相,从而增大其电移动性,联合竹炭的强吸附作用对土壤中的镉有很高的去除效率,在190h的运行时间内能够将土体中93%的镉迁移吸附去除,定期切换电场极性提高了处理效率并可以很好地维持土壤的pH值和水分,过程的电流随切换呈周期性变化.     

水稻土甲烷氧化菌对镉胁迫的响应

重金属污染影响土壤微生物群落结构与活性,间接影响土壤碳（如CO2、CH4）的生物地球化学循环和全球气候变化。甲烷氧化菌氧化消耗CH4,降低大气中CH4含量,在缓解由温室气体导致的全球温暖化方面起着重要作用。本研究通过短期土壤培养实验,比较研究了不同强度重金属镉（Cd）胁迫下,水稻土中甲烷氧化菌的多度、群落组成及其氧化CH4潜势的差异。结果表明,添加Cd含量越大,水稻土氧化CH4潜势越弱,甲烷氧化菌pmoA基因拷贝数显著减少;甲烷氧化菌多度与水稻土氧化CH4潜势之间存在显著正相关关系（P〈0.001）。群落组成分析发现,在相对低含量Cd（1 mg.kg-1）条件下,有新的甲烷氧化菌菌属出现,而添加较高含量Cd（10 mg.kg-1）时甲烷氧化菌种类减少。总之,Cd胁迫降低水稻土中甲烷氧化菌多样性及其氧化CH4潜势,可能导致原位CH4消耗减少,从而增加稻田CH4排放。     

海泡石和磷酸盐对镉铅污染稻田土壤的钝化修复效应与机理研究

采用盆栽实验,研究了海泡石、酸改性海泡石以及二者与磷酸盐联合使用对镉铅复合污染稻田土壤的钝化修复效果,并通过培养实验和重金属形态分析探讨了不同钝化剂处理的作用机理。结果表明：添加海泡石可以显著提高污染土壤pH值,而磷酸盐和改性海泡石则对土壤pH值无显著影响。钝化处理能显著降低土壤TCLP提取态Cd、Pb的质量分数,最大降低率分别可达23.3%和47.2%,钝化剂复配处理对土壤TCLP提取态重金属的抑制效果优于单一处理。施用海泡石和磷酸盐,通过提高土壤pH值、物理化学吸附以及生成矿物沉淀等作用,可以促进污染土壤中的Cd、Pb由活性高的交换态向活性低的残渣态转化,从而显著降低Cd、Pb的生物有效性和迁移能力。添加钝化剂可以显著提高水稻各部位的产量,稻谷和稻草的最大增产率分别为34.3%和26.6%;钝化剂复配处理对水稻的增产作用明显优于单一处理。施用钝化剂可以显著降低水稻各部位的Cd、Pb质量分数,最大可使精米的Cd、Pb质量分数分别降低35.8%和40.9%,钝化剂复配处理对水稻吸收Cd、Pb的抑制作用明显优于单一处理,海泡石和磷酸盐复配处理中精米的Cd、Pb质量分数符合国家食品卫生标准要求。综合分析不同钝化处理的增产作用、降低作物Cd、Pb吸收以及土壤Cd、Pb可迁移性的作用可知,海泡石与磷酸盐复配处理对稻田土壤Cd、Pb复合污染的钝化修复效果最佳。