北方农田镉污染土壤玉米生产阈值及产区划分初探

为探究我国北方镉(Cd)污染农田中玉米安全生产的土壤阈值以及产区划分,于部分北方玉米主要产区(含不同程度Cd污染)收集了 129套点对点的土壤-玉米样品,分析了土壤理化性质与土壤、玉米籽粒Cd含量之间的相关性,利用多元线性回归法和物种敏感度分布曲线法(SSD)推导不同土壤情景下土壤Cd的生态阈值,并进行了玉米"宜产、限产、禁产"产区划分.结果表明,研究区土壤与玉米籽粒中Cd含量超标分别为99.62％和49.61％;玉米籽粒中Cd富集系数(BCF)与土壤pH、土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)和土壤有效态Cd含量(DTPA浸提)均呈极显著相关性(P＜0.01).多元线性回归法的预测可解释因变量71.9％的变异量;基于研究区土壤特性以及参考资料,划分3种不同土壤情景分别为,情景1:6.5＜pH≤7.5,土壤 ω(SOM)=15 g·kg-1,土壤 CEC=15 cmol·kg-1;情景2:7.5＜pH＜8.5,土壤 ω(SOM)=20 g·kg-1,土壤 CEC=20 cmol·kg-1;情景3:pH≥8.5,土壤 ω(SOM)=17 g·kg-1,土壤 CEC=17 cmol.kg-1,利用 SSD 法中 Logistic 函数模型推导以上3种情景的粮食宜产区土壤Cd阈值分别为3.00、3.80和3.11 mg·kg-1;禁产区阈值为8.95、9.10和7.21 mg～kg-1,当土壤Cd含量介于宜产区阈值与禁产区阈值之间时该区域划分为粮食限产区;玉米用于饲料使用时3种情景下的饲料宜产区阈值分别为14.94、18.90和15.55 mg·kg-1,禁产区阈值分别为44.93、45.40和36.05 mg·kg-1,两者之间的区域为饲料限产区.以上方法和结果可为我国北方农田土壤的安全生产提供参考,并为土壤生态阈值的标准制定提供科学依据.     

四溴双酚A在鲫鱼不同器官中的分布、富集及病理研究

研究了将鲫鱼(Carassius auratus)长期暴露于不同浓度的四溴双酚A(TBBPA)后的器官组织分布和浓缩富集系数,同时对不同暴露时间的鲫鱼不同器官病理切片进行了观察.结果显示,各浓度组鲫鱼肝脏和肾脏的TBBPA含量都表现出先升高后下降的趋势,鳃和肌肉中TBBPA含量只有在高浓度时呈现相同的趋势.病理切片显示鲫鱼肝脏、肾脏和鳃等器官组织均表现出时间-剂量依赖性的病理损伤,在相同暴露浓度下,雄鱼的性腺损伤程度高于雌鱼.     

济源市平原区农田重金属污染特征及综合风险评估

铅锌冶炼区农田重金属污染问题受到广泛关注.本研究通过区域调查和空间分析明确济源市东部平原区农田土壤-小麦重金属污染特征,应用富集因子、潜在生态风险指数法和Monte Carlo模拟方法评估区域土壤重金属生态风险以及小麦Cd和Pb健康风险.结果表明：土壤Cd、Pb、Cu和Zn平均含量分别为1.51、97.1、29.0和79.5 mg·kg^-1,均高于河南省土壤元素背景值.其中74.2%和10.8%的样点Cd、Pb含量分别超过农田土壤风险筛选值,61.3%和40.9%的样点小麦Cd、Pb含量分别超过国家食品安全限量标准.富集因子研究结果表明土壤Cd污染程度最高.高风险区主要分布在西南部、西北部和中东部以铅锌冶炼为主的工业区.健康风险评估结果显示研究区小麦Cd非致癌风险和致癌风险高于国际推荐安全值的概率分别高达27.5%和100%.济源市小麦田Cd、Pb累积显著,需引起当地有关部门足够关注.空间分析与风险评价结果相结合,可以有效辨识高风险区域,进而为研究区污染防治和管控提供理论依据.     

外源物质对李氏禾超富集铬的作用

通过水培实验发现,施加EDTA、CTAB、SA对铬超富集植物李氏禾地上部分和地下部分的铬含量及生理特性产生不同的的影响。EDTA使叶绿素含量上升,SOD/POD、SOD/CAT的活性比降低,抗氧化酶系统的平衡略有恢复,MDA含量降低,同时促进Cr6+从根部向地上部分运输及积累,根系铬含量降低,总体铬含量仍有较大地提高;CTAB使叶绿素降低,酶活性比值升高,抗氧化酶系统失衡加剧,MDA含量增加,并有效促进根部对Cr的吸收和积累,总体铬含量有大幅度提高;水杨酸可使叶绿素含量、酶活性比值有所恢复,减少MDA的积累,对Cr6+的吸收和运输无显著影响。研究结果既可以为提高超富集植物的修复效率提供科学依据,同时也为研究超富集植物富集重金属铬的生理机制提供良好的线索,在理论和技术上均具有重要价值。     

5种沉水植物对重金属富集能力的对比研究

为了探求不同的沉水植物对水体中重金属吸收富集能力的差异,采用原子吸收光谱法,对淮河支流东风渠水体及水体中常见的5种沉水植物:菹草、黑藻、龙须眼子菜、穗花狐尾藻及小茨藻进行了铅(Pb)、镉(Cd)、锌(Zn)、铜(Cu)含量分析。结果表明:5种沉水植物样品中重金属含量远远高于水体重金属背景值,对重金属Cu、Pb、Cd、Zn的富集系数为58~1 515,对Zn富集最强,最大富集量达到242.42 mg/kg,富集系数为1 515。不同的沉水植物对重金属的吸收富集优势存在明显差异,利用沉水植物来修复水体重金属污染时,须依据不同的污染元素来选择合适的沉水植物。     

镉超富集植物球果蔊菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征

采用室外盆栽模拟方法,比较和分析了镉(Cd)-砷(As)复合污染处理对球果蔊菜(Rorippa globosa,十字花科焊菜属,1种从农田杂草中新发现的镉超富集植物)的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响.结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累.在Cd-As复合污染处理浓度为10 mg/kg和50 mg/kg时,株高和地上部干重达到最大(分别为35.9 cm和2.2 g,盆),叶片中Cd积累量高于同浓度单一Cd处理.Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果蔊菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用.同时,球果薄菜根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6,说明球果萍菜对As有一定的排斥作用.这些结果表明,球果蔊菜有很强的忍耐Cd-As复合污染的能力,对修复Cd-As复合污染土壤具有一定的潜力.     

哈尔滨道路附近大气可吸入颗粒物浓度及其成份分析

采集了2005年8月具有代表性的道路附近空气中可吸入颗粒物(PM10),分析了PM10中的离子、重金属及碳成分含量。结果表明,哈尔滨市道路附近PM10离子组分中SO42-、NH4+、Ca2+浓度较高,其主要来源于交通尘污染;富集因子法表明元素Cr、Zn和Pb来源于人为污染;EC/TC大于0.36,主要来自于汽车尾气等一次污染源的排放。     

哈尔滨郊区PM_(2.5)污染来源及特征

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术和统计学方法研究了哈尔滨市郊区采集的2012-2013年23个PM2.5样品的污染来源及特征。17种与污染源及健康相关的元素含量分布分析表明,冬季和夏季的燃煤、汽车尾气排放对PM2.5的贡献率最显著,且四季中其它污染源也有稳定的贡献率。对PM2.5四季样品中的47种元素进行富集因子分析,结果表明,Zn、Cu、Mo、Cd、Pb、In、Sb、Tl、Bi等9种元素富集因子(EF)值大于10,元素来自于人为源,其他38种元素的EF值小于10,来自土壤或扬尘等自然源;聚类分析表明,人为源元素中In、Bi、Tl、Cd、Pb、Mo、Sb主要来自煤炭燃烧、Cu、Zn主要来源于汽车尾气。     

一种有机硅改性丙烯酸防污涂料的研究

目的通过在丙烯酸树脂分子中引入有机硅,制备一种具有低表面能的有机硅改性丙烯酸树脂CP-CC021。方法探讨合成工艺中有机硅单体和引发剂含量以及添加纳米级Si O2粒子填料对涂层性能的影响规律。结果获得了最大接触角的最佳工艺条件,添加纳米Si O2粒子增大了涂层的表面粗糙度,在涂层表面形成了大量微-纳结构状的突起,显著提高涂层的疏水性能。结论有机硅单体(VTMS)质量分数为23.0%,引发剂(AIBN)质量分数为0.50%,纳米Si O2粒子添加量(质量分数)为7.4%,得到的涂层接触角为126.1°。     

城市交通大气与土壤重金属对小蜡生物富集作用的影响

选择合肥市区交通干道、城郊公路和森林公园作为具有不同交通流量的路段,通过火焰原子吸收法,测定土壤和小蜡叶片中的w(Cu),w(Zn),w(Pb),w(Cd)和w(Cr);运用统计方法研究土壤和小蜡叶片中重金属含量的差异和相关性,以及与城市交通大气污染的关系.结果表明:市区交通干线和城郊公路的土壤中w(Cu),w(Zn),w(Pb),w(Cd)和w(Cr)均高于对照点(森林公园),且市区交通干线与对照点的土壤中重金属含量差异显著;小蜡叶片对5种重金属富集量与土壤中的相应重金属含量没有明显相关性,这表明叶片富集的重金属主要来源于道路交通产生的大气重金属污染物,而非主要从土壤中吸收获得;小蜡叶片对大气中的Pb和Cr的富集能力较强,其生物浓缩系数分别为5.50和3.43,说明小蜡可能是Pb和Cr的良好指示植物,可用于环境监测.