玉米光谱小波奇异熵的铜污染监测研究

不同浓度铜离子(Cu2+)胁迫梯度下的玉米叶片光谱存在细微差异,但传统的光谱相似性测度方法难以区分健康的与受污染的玉米叶片光谱间的变异信息.为此,本文结合小波变换和奇异熵理论,构建小波奇异熵(Wavelet Singular Entropy,WSE)方法用于Cu2+胁迫下的玉米污染程度分析与污染监测.通过设置不同浓度Cu2+胁迫梯度下的玉米盆栽实验,依据玉米叶片的光谱测量数据和所测定的叶片中Cu2+含量,并与绿峰高度(Green-peak Height,GH)和红谷吸收深度(Red-valley Depth,RD)光谱特征参数法污染监测应用结果进行对比分析,研究WSE方法的Cu2+污染监测效果.结果表明,WSE值与Cu2+胁迫梯度、玉米叶片中Cu2+含量呈显著正相关,WSE值大小能够较好地表征叶片光谱的污染信息奇异性及其污染程度.     

基于PM2.5的中国雾霾灾害风险评价

基于雾霾胁迫、人口暴露和适应能力,结合遥感数据与统计数据,对2014年中国286个地级及以上城市的雾霾灾害风险进行评价,在此基础上,识别雾霾灾害风险热点区的风险主导因子.结果表明:中国城市雾霾灾害风险整体水平不高且内部差异显著,雾霾灾害风险大体呈"东高西低、北高南低"的空间布局特征.雾霾灾害风险热点区范围涵盖96个城市,占据国土面积92.4万km~2,波及人群数量5.9亿.风险主导因子分区方面,适应能力主导区分布在汕头、揭阳、邵阳、娄底、玉林、汕尾、达州、巴中、天水、昭通、潮州和贵港等12个城市;雾霾胁迫主导区分布在郑州、上海、成都、泰州、济南、西安、武汉、鄂州、南京、扬州、天津、无锡、嘉兴、南昌、常州、芜湖、淄博、合肥、镇江、黄石、马鞍山、南通和日照等23个城市,其余61个城市则属于雾霾胁迫-适应能力综合主导区.     

长期施肥对黑土中Cu、Cd含量及其剖面分布的影响

以经过8个不同施肥处理的黑土样品为材料,研究长期不同施肥处理下,黑土中Cu、Cd含量的差异.采用原子吸收分光光度法和Tessier-连续提取法,研究黑土中全Cu、全Cd和有效Cu、有效Cd的含量差异.结果表明,有机肥的长期施用,会使土壤中Cu、Cd与有机质发生络合并使Cu、Cd在土壤表层累积;秸秆和氮磷钾(S NPK)化肥的长期配合施用,有利于作物对有效Cu和Cd的吸收,从而使Cu、Cd在土壤中没有明显积累;NP及NPK处理下,二铵、氯化钾肥对土壤中Cu、Cd积累的影响不明显.长期耕作不施肥(CK)处理时,因无外源Cu、Cd,以及作物对有效Cu、Cd的长期吸收,土壤中Cu、Cd含量低于不耕作不施肥(休闲)处理的.从垂直剖面上看,Cu、Cd主要积累在黑土表层,而表层以下不同施肥处理间Cu、Cd含量的差异和变幅不大.有机肥料能明显地向土壤中带入Cu、Cd,造成Cu、Cd在土壤表层的积累,并由于植物体的吸收对人体造成潜在危害,而其他化学肥料对土壤中Cu和Cd积累的影响不明显.本研究为人们的生产实践提供了施肥理论和依据,并且对土壤的污染防治也具有现实意义.     

太原市蔬菜中铅、铬和镉含量分析及安全性评价

笔者采用原子吸收光谱法 ,测定了太原市蔬菜批发市场的 8种蔬菜 72个样品的铅、铬、镉含量。结果表明 :在检测的 8种蔬菜中 ,有 5种蔬菜出现铅含量超标 ,铅是蔬菜中的主要污染元素 ,且污染带有普遍性 ;铬的污染仅出现在芹菜和青菜上 ,其他 6种蔬菜均无超标 ;8种蔬菜均未受到镉的污染 ,合格率为 10 0 %。参照国家食品卫生标准和蔬菜质量分级标准 ,对蔬菜的重金属污染程度进行了安全性评价。在所检测的蔬菜样品中 ,只有青菜受到重金属污染 ,其综合污染指数为 1.12 ,污染程度为轻度污染。其他蔬菜的综合污染指数均低于 0 .7,污染程度均为安全 ,污染水平均为清洁。     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

金鱼对镉的吸收研究

用原子吸收分光光度法研究镉在鲫鱼体内积累行为,结果表明,溶解态镉在鱼鳃和肌肉的积累,可分别用模拟方程：Y＝0．9214ln（x）-0．1173（鱼鳃）、Y＝0．3641ln（x）-0．1091（肌肉）来表示。鱼对镉有很强的蓄积能力,刚接触时蓄积速度比较快,之后逐渐减慢,以至达到动态平衡。     

施肥对新银合欢幼苗抗旱适应性的影响

新银合欢是水利水电工程边坡修复中最常用的物种之一。采用室内控制方法研究施肥条件对新银合欢幼苗抗旱性的影响。结果表明:在水分充足条件下,施肥可以促进新银合欢幼苗的快速生长和生物量的积累;干旱条件下,随着施肥量的增加,新银合欢幼苗植株的叶绿素a/b、可溶性糖、游离脯氨酸和SOD含量均快速增加,而电导率和MDA却显著下降,这些指标均显示氮肥的添加可以显著提高新银合欢幼苗对干旱的适应性。但当施肥量超过1.72 g/株时,各项生理指标又呈反向变化趋势,说明过多施加氮肥会加剧新银合欢幼苗的水分利用难度。因此,施加氮肥可以有效提高新银合欢幼苗对干旱的适应性,但施肥量不宜超过1.72 g/株。     

种植密度对镉锌污染土壤伴矿景天植物修复效率的影响

田间微区试验研究了不同种植密度对伴矿景天生长和地上部重金属吸收量的影响.结果表明,适度增大种植密度可促进伴矿景天的生长,显著提高其地上部生物量,但过分密植对植物地上部增产无显著贡献.种植密度由11万株/hm2上升到44万株/hm2时,伴矿景天地上部Cd、Zn吸取量显著上升,分别由0.208 kg.hm-2上升至0.631 kg.hm-2、13.2 kg.hm-2上升至58.7kg.hm-2;但种植密度从44万株/hm2增大到100万株/hm2时,植物地上部重金属吸取量并无显著提高.伴矿景天种植密度为44万株/hm2时,在Cd、Zn分别为(3.04±0.11)mg.kg-1和(1 299±96)mg.kg-1的污染土壤上种植1 a,对镉锌的修复效率分别达21.1%和4.60%,表明选择适宜的密度种植伴矿景天有利于增大植物地上部Cd、Zn吸取量,从而缩短修复时限.     

镉对沉水植物硝酸还原酶和超氧化物歧化酶活性的影响

研究了重金属污染物镉对４种沉水植物（红线草，金鱼藻，黑藻和菹草）硝酸还原酶和超氧化物歧化酶的分子毒理学效应。实验结果表明，一定浓度的镉能诱导沉水植物的硝酸还原酶活性，抑制沉水植物超氧化物歧化酶活性，从而破坏其抗氧化防御系统。镉对沉水植物的毒害存在明显的剂量／效应关系。建议以硝酸还原酶和超氧化物歧化酶的活性变化作为沉水植物受重金属污染的生态毒理学指标。     

广西高镉异常区水田土壤Cd含量特征及生态风险评价

本研究调查了广西高镉异常区水田土壤中重金属Cd的含量水平,评估其对环境的潜在生态风险.通过初步筛查和详细调查两部分,分批次采集高镉异常区土壤样品共912件,测定土壤Cd含量,并运用单因子污染指数法和潜在风险指数法对水田土壤Cd污染程度及潜在风险进行评价.结果表明:①初查中自然土壤、水田土壤和旱地土壤Cd几何均值分别为0. 915、0. 591和0. 593 mg·kg~(-1).②详查中土壤p H为4. 6～8. 7,介于酸性和弱碱性间.若以《土壤环境质量标准》(GB15618-2018)为标准,平果县、天等县、大新县、隆安县和柳城县水田土壤样点Cd超标严重,融水县水田土壤样点无污染;以土壤基线值为评价标准,田东县、柳城县和融水土壤样点中Cd均为无污染状态;田阳县、平果县、天等县、大新县、隆安县和融安县水田土壤Cd处于轻度-中度污染的比例分别为:4. 2%、3. 7%、14. 9%、2. 6%、7. 1%和1. 4%.③9个县市水田土壤中Cd呈现不同级别潜在生态风险.天等县、大新县和隆安县部分水田土壤样点Cd处于高等生态风险,比例为4. 3%、2. 6%、2. 4%;田阳县、平果县、融安县和柳城县水田土壤Cd表现为中-中高等潜在风险;田东县和融水县处于低潜在生态风险.总体上,研究区水田土壤中Cd整体偏高,长此以往可能会对水稻安全种植产生影响,最终对当地居民产生健康威胁,应引起重视.建议开展对研究区土壤镉生物有效性和水稻镉累积状况研究,以便科学合理地评估其生态风险和健康风险.