土壤与大气双重胁迫下苋菜幼苗对铅的累积与生理响应

土壤污染被普遍认为是农作物Pb的主要来源,但是针对大气沉降与土壤对作物胁迫效应的研究相对较少。通过喷洒Pb溶液和Pb污染土壤盆栽试验,模拟研究大气和土壤不同Pb污染源胁迫对苋菜幼苗生长发育和生理生化特征的影响,以及Pb在其体内的累积和化学形态。结果表明,大气和土壤Pb胁迫都能显著提高苋菜幼苗Pb含量,其中土壤影响占62.64%,大气影响占32.89%。不溶性磷酸盐和果胶、蛋白结合态是Pb的主要化学形态。单独大气Pb胁迫促进了苋菜幼苗的生长和可溶性蛋白质的合成,而土壤Pb胁迫则为抑制作用,主要表现为H2O2和MDA含量增加,造成细胞膜系统损伤。抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和抗氧化剂(AsA、GSH)对土壤和大气Pb胁迫均表现出积极有效的响应。研究结果可为大气和土壤重金属共同胁迫地区农作物的环境风险评价以及污染防治提供重要的科学依据。

华南地区典型燃煤电厂周边土壤重金属分布、风险评估及来源分析

为了解华南地区典型燃煤电厂周边表层土壤重金属空间分布特征,对韶关市燃煤电厂周边20处农田表层土壤中7种重金属(镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)及砷(As))的总量进行检测,并分析了其相应的空间分布规律,同时评估了周边土壤重金属的生态风险并分析其来源。结果表明:该燃煤电厂周边土壤中重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr及As的平均含量分别是17.79、19.59、159.08、3.14、111.01、96.61 mg/kg和21.48 mg/kg,Cd、Pb污染情况突出,重金属Zn、Cd、Pb、Cr的分布与盛行风向密切相关。综合污染指数法表明,Cd、Pb及Zn处于重污染状态;潜在生态风险指数法表明,Cd处于严重潜在生态风险状态;地累积指数法表明,Ni、Cu整体处于无污染状态,Cd整体处于高污染状态。多种统计方法表明,Zn、Cd、Pb及Cr受燃煤电厂影响明显,Cu、As的来源不仅受燃煤电厂等工业的影响,还与该地区农业灌溉用水密切相关,Ni的分布最为均匀,受自然因素影响明显。

融合自然-人为因子改进回归克里格对土壤镉空间分布预测

掌握土壤重金属的空间分布对于科学制定土壤污染风险管控策略具有重要支撑作用.针对目前重金属空间模拟较少考虑影响因素且平行变量间存在多重共线性,导致预测精度较低问题,选取自然-人为的23个影响因素,采用OK(普通克里格法)、NRK(仅基于自然因子的回归克里格法)和NARK(基于自然-人为因子的回归克里格法)对土壤镉空间分布进行模拟,评估预测精度,以冶炼厂周边区域实证研究.结果表明:该区土壤镉点位超标率达85.93%,对土壤镉空间异质性的影响表现为冶炼厂大气排放>钢铁厂大气排放>pH>有机质>与道路的欧氏距离>与河流的欧氏距离.NARK对土壤镉预测结果的均方根误差和平均绝对误差较OK法分别降低26.86%和30.56%,模型决定系数R2由0.78提升到0.88;较NRK分别降低24.15%和24.23%,R2由0.81提升到0.88.融合自然和人为因素的回归克里格模型明显提高了土壤镉空间分布模拟精度,增加人为因素作为辅助变量对模型精度的提升贡献很大,尤其是大气点源污染排放.

镁基膨润土和水泥对砷铅复合污染土壤的钝化效能与机理研究

利用镁基膨润土(MB)和水泥(SN)作为钝化剂修复化工厂砷(As)、铅(Pb)复合污染土壤,探索了两种钝化剂对土壤pH值、有机碳含量(OC)、阳离子交换量(CEC)、浸出毒性及重金属形态分布的影响,结合钝化前后土壤形貌的变化,初步揭示了钝化机理.结果表明,两种钝化剂均可使土壤pH值显著升高,有机碳含量增加,阳离子交换能力增强.钝化30 d后,MB-5对As、Pb的钝化率分别达到67.09%和65.93%;SN-5对As、Pb的钝化率分别达到65.76%和65.04%.经两种钝化剂处理后,Pb的弱酸提取态和可还原态向更加稳定的可氧化态和残渣态转化.MB处理使土壤As由可交换态、可氧化态向无定形铁结合态、结晶性铁结合态转化,SN处理使土壤As向残渣态转化.两种钝化剂均可使土壤的微观形态从片状转变为碎屑状、增加团聚颗粒.与SN相比,MB更能促使土壤As(III)向As(V)转化,从而显著降低土壤毒性.