模糊c-均值聚类法在土壤重金属污染空间预测中的应用

基于93个土壤表层样品重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb和Hg全量浓度分析数据,应用模糊分类方法结合地统计学手段,对南京市边缘带梅山钢铁厂附近总面积约14 km2样区内的土壤重金属污染状况进行了空间预测.结果显示,样区北部及东北角区域的土壤遭受重金属元素Cu、Zn、Cr、Cd的轻微污染,样区西侧沿长江呈带状分布的土壤由于其重金属环境容量较低,存在潜在污染风险,样区其它区域的土壤未发现由上述重金属元素导致的污染现象.样区东北角土壤Pb、Hg污染严重,并与Cu、Zn、Cr、Cd污染在空间上重叠,是土壤重金属污染控制与土壤修复的重点区域.样区的东部和东北部区域土壤受Pb、Hg中度污染,在梅山集团的北部土壤轻微污染.研究表明,与直接对重金属浓度分析数据实施插值分析的常规克里格方法相比,模糊c-均值聚类结合地统计学方法获得的空间预测结果蕴含信息更加丰富,而模糊集理论及其相关算法在土壤学诸多领域中也具有极大的应用潜力.     

Evaluation of phytoextracting cadmium and lead by sunflower, ricinus, alfalfa and mustard in hydroponic culture

Soil contaminated with heavy metals cadmium(Cd)and lead(Pb)is hard to be remediated.Phytoremediation may be a feasible method to remove toxic metals from soil,but there are few suitable plants which can hyperaccumulate metals.In this study,Cd and Pb accumulation by four plants including sunflower(Helianthus annuus L.),mustard(Brassica juncea L.),alfalfa(Medicago sativa L.), ricinus(Ricinus communis L.)in hydroponic cultures was compared.Results showed that these plants could phytocxtract heavy metals, the ability of accumulation differed with species,concentrations and categories of heavy metals.Values of BCF(bioconcentration factor)and TF(translocation factor)indicated that four species had dissimilar abilities of phytoextraction and transportation of heavy metals.Changes on the biomass of plants,pH and Eh at different treatments revealed that these four plants had distinct responses to Cd and Pb in cultures.Measurements should be taken to improve the phytoremediation of sites contaminated with heavy metals,such as pH and Eh regulations,and so forth.     

DLL-1菌在土壤中对甲基对硫磷农药的降解性能与影响因素研究

研究了邻单胞菌（DLL－1）在土壤中降解甲基对硫磷的性能与影响因素，DLL－1菌在江西红壤、太湖水稻土、东北黑土与河北砂壤土中均能发挥高效降解甲基对硫磷农药的作用，试验结果表明，农药浓度在1．5－450mg/kg范围内，DLL－1菌作用24h后，降解率达86．0％－95．2％，在模拟水田与旱田试验中，加菌24h后土壤中甲基对硫磷农药的降解率远达到95％以上，而对照试验中降解率仅为18．8％、42．2％，田间小区试验结果：当DLL－1菌剂用量大于3g/m^2时，在田间土壤环境中即产生明显的强降解作用。     

重金属污染土壤修复技术及其研究进展

土壤污染已经成为一个全球性的环境问题之一,而重金属污染在土壤污染中占有很大的比重,对人类生产和生活以及植物生长造成很大的威胁。本文从物化修复、化学修复、植物修复以及微生物修复等几个方面分别阐述了重金属污染土壤的修复技术及其研究进展。同时还介绍了复合污染中重金属的研究进展,指出了重金属复合污染土壤修复的研究方向。     

青海湖周边地区表层土壤重金属含量和抗性基因丰度及相关性

土壤重金属污染以及抗性基因的流行一直是全球关注的问题,已有许多研究报道了重金属和抗性基因在土壤中的含量,但是高原地区重金属和抗生素抗性基因(ARGs)在土壤中的含量并不清楚.因此,调查分析了青海地区土壤中重金属和抗性基因的环境残留量和分布情况,并且探究了土壤中重金属含量和抗生素抗性基因之间的关系.在土壤样品中,重金属ω(Zn)最高［平均值:(50.27±19.88) mg·kg^-1］,其次是重金属ω(Cd)［平均值:(30.27±9.45) mg·kg^-1］,重金属ω(Hg)最低［平均值:(0.027±0.019) mg·kg^-1］.土壤中重金属抗性基因的亚型主要是czcA、merA和merP,它们主要功能是负责对Hg产生耐性.土壤中β-内酰胺酶抗性基因相对丰度(0.1505)最高,占ARGs总丰度的47.54%,四环素(tetracycline)耐药基因占ARGs总丰度的16.93%,FCA约占14.56%,MLSB约占8.77%.可移动的遗传元件(MGEs)多样性和相对丰度均较低,仅检测出tnpA01基因,intl 1和intl2未检出.相关性研究表明,土壤中Cu (r=-0.533,P=0.006)和Hg (r=0.692,P=0.006)含量与海拔高度呈显著负相关,其他重金属含量与海拔高度无显著相关性.此外,重金属含量与土壤类型显著相关(P<0.05).土壤中重金属Hg含量与czcA(r=0.692,P=0.006)、merA (r=0.816,P=0.007)和merP(r=0.594,P=0.02)之间存在显著正相关.研究结果阐明了重金属和ARGs在青藏高原地区的发生和分布,并发现土壤中重金属含量与抗性基因存在显著相关性.     

Photocatalytic remediation of γ-HCH contaminated soil induced by α-Fe2O3 and TiO2

Heterogeneous photocatalytic degradation of γ-HCH on soil surfaces was carded out to evaluate the photocatalytic effectiveness of α-Fe2O3 and TiO2 toward degrading γ-HCH on soil surfaces. After being spiked with γ-HCH, soil samples were loaded with α-Fe2O3 or TiO2 and exposed to UV-light irradiation. Different catalyst loads, 0%, 2%, 5%, 7%, and 10% (wt.)α-Fe2O3 ; 0%, 0.5%, 1%, 2:(Wt.)TiO2, were tested for up to 7 d irradiation. The effects of soil thickness, acidity, and humic substances were also investigated. The obtained results indicated that the γ-HCH photodegradation follows the pseudo-first-order kinetics. The addition of α-Fe2O3 or TiO2 accelerates the photodegradation of γ-HCH, while the photodegradation rate decreases when the content of α-Fe2O3 exceeds 7% (wt.).The degradation rate increases with the soil pH value. Humic substances inhibit the photocatalytic degradation of γ-HCH., and trichlorobenzene are detected as photodegradation intermediates, which are gradually degraded with the photodegradation evolution.     

土壤有机污染物生物修复技术研究进展

现代农业的发展改变了自然界的原有状况,为追求高产而大量使用的化肥、农药导致土壤有机物污染日趋严重。此外,工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等也产生了大量有机污染物,使土壤有机物污染进一步加剧,土壤有机物污染的修复日益迫切。土壤污染修复是指通过物理的、化学的和生物的方法,吸收、降解、转移和转化土壤中的污染物,使污染物浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。包括污染土壤的物理修复技术、化学修复技术以及生物修复技术3种方式。在污染土壤修复技术中,生物修复技术因其安全、无二次污染及修复成本低等优点而受到越来越多的关注。因污染物修复主体的不同,有机污染物污染土壤生物修复技术可分为植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术及其联合修复技术。污染土壤微生物修复技术是土壤污染生物修复的重要技术之一,是最具应用和发展前景的生物修复环保技术。文章重点阐述了国内外有机污染物污染土壤的生物修复技术及其原理、取得的研究进展及存在的优缺点,并对污染土壤的动物修复技术研究进行了初步展望,可为土壤有机污染物的生物修复研究提供参考。     

生物可降解络合剂聚天冬氨酸治理土壤重金属污染

土壤重金属污染会产生严重的生态环境问题,土壤淋洗技术可达到土壤修复的目的,其中络合剂的选择是达到安全、有效修复效果的关键.聚天冬氨酸(PASP)可生物降解,对环境安全.文章选择PASP作为重金属的络合剂,研究其修复土壤重金属污染的效果.结果表明,PASP对金属离子Cd、Zn和Ca均有较好的提取率,均超过50%,并且络合剂/重金属的摩尔比越高,提取效果越好,受pH的影响就越少,提取速率开始比较快,而后趋于平缓.在PASP络合物的形态分布中,在pH较低阶段,PASP-Cd络合物所占的比例较大,随着pH的升高,PASP-Zn和PASP-Ca的比例增加,同时微生物对聚天冬氨酸的降解作用对治理效果产生负面影响.PASP可作为环保型的络合剂,达到修复土壤重金属污染的目的.     

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.     

日本、韩国的土壤污染防治法及其对我国的借鉴

在东亚地区,日本、韩国的土壤污染防治立法最为活跃,先后制定了专门的土壤污染防治法及其配套法规.本文从立法背景、立法模式、主要内容及制度设置、土壤污染防治的管理体制等方面,对日本、韩国的土壤污染防治立法进行了比较分析.这些立法实践及其施行经验,对我国正在进行的土壤污染防治立法有实际借鉴意义.