土壤含水量对蚯蚓生长及Cd、Pb吸收的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为试验动物,设置三个土壤水分梯度,探讨土壤含水量对Cd-Pb复合污染土壤中蚯蚓生长及重金属吸收的影响。结果表明,与无污染土壤相比,三个水分梯度下(田间持水量的45%、60%、75%)Cd-Pb复合污染土壤中蚯蚓重量分别降低了58.95%、43.06%和19.68%,蚯蚓数量减少了55.13%、39.81%和20.43%。污染土壤中蚯蚓体内Cd含量为133.39~146.94 mg·kg^-1,Pb含量为2511.06~2894.55 mg·kg^-1,各土壤水分梯度间无显著差异。试验后污染土壤中有效态Cd含量大小顺序为田间持水量的45%处理组>60%处理组>75%处理组,土壤有效态Pb含量大小顺序为田间持水量的60%处理组>75%处理组>45%处理组,相互之间差异未达显著水平。因此,当土壤含水量为田间持水量的75%时,有利于蚯蚓修复Cd-Pb复合污染土壤。

低温热解处理汞污染土壤对蔬菜总汞和甲基汞累积的影响

低温热解技术是汞污染土壤修复的有效工程措施之一,能降低土壤环境风险。本文选择矿区汞污染土壤进行低温热解修复并开展蔬菜种植,探索低温热解前后土壤理化性质和汞含量的变化,研究低温热解修复对土壤中总汞和甲基汞向蔬菜迁移及累积的影响。结果表明,低温热解后,土壤中有效磷提高了828.0%,阳离子交换量、有机质、全氮、碱解氮含量不同程度降低;土壤总汞去除率为86.63%,甲基汞去除率为95.34%;低温热解后土壤生长的白菜、白萝卜、小白菜、豌豆可食部位总汞、甲基汞含量分别降低了16.67%、36.36%、50.00%、50.00%和63.16%、37.50%、26.67%、22.22%。研究结果可为评估低温热解技术对汞污染土壤的治理修复成效提供数据参考。

有机肥对污染土壤上蚯蚓生长及Cd和Pb吸收的影响

为促进重金属污染土壤的修复,以赤子爱胜蚓为试验动物,以秸秆、牛粪、羊粪作为供试有机肥,采用室内接种法,研究有机肥对复合污染土壤上蚯蚓生长和Cd和Pb吸收的影响。结果表明:在不同处理条件下,污染土壤中蚯蚓数量顺序大小依次为秸秆>羊粪>牛粪>CK(不添加有机肥),其中施用秸秆有机肥时有较少的产卵量;蚯蚓个体均重大小顺序为秸秆>牛粪>羊粪>CK;与对照相比,添加牛粪、羊粪和秸秆后,蚯蚓体内Cd含量分别降低了84.60%、94.02%和8.67%,蚯蚓体内Pb含量分别降低了16.53%、15.04%和4.17%。试验后土壤有效态Cd和Pb含量大小顺序均为CK>羊粪>牛粪>秸秆,其中秸秆处理组土壤有效态Cd和Pb浓度与对照相比分别降低了1.45和430.35mg·kg^-1。因此,秸秆发酵有机肥较适合于蚯蚓的生长,利于蚯蚓富集土壤中的重金属Cd和Pb。

土壤pH对蚯蚓生长及Cd、Pb吸收的影响

通过向模拟Cd-Pb复合污染土壤中接种赤子爱胜蚓,分别研究了不同酸碱度下蚯蚓的生长情况及对Cd、Pb的富集状况。结果表明,Cd-Pb复合污染对蚯蚓的生长有不同程度的抑制作用,与试验前相比,pH值为6.72时蚯蚓全部死亡,pH值为7.81和9.04时存活率分别降低了43.42%与74.32%。蚯蚓对Cd的富集在不同的酸碱度下具有显著的差异性(P<0.05),其体内Cd含量分别是无污染处理组的19.53倍(pH值为7.81)与39.43倍(pH值为9.04);对Pb的富集量以p H值为9.04时最小,且显著低于pH值为7.81时(P<0.05)。试验后土壤有效态Cd含量在不同pH值间无明显区别,有效态Pb含量在p H值为7.81最大,分别比pH值为6.72与9.04时高6.86%和1.14%。综上,当土壤pH值为7.81时蚯蚓生长较好,有利于Cd、Pb富集。

地质高背景区外源污染叠加条件下大白菜对Cd、Pb、Zn累积途径探究

黔西北是喀斯特重金属地质高背景区,受历史上土法炼锌影响,区域内大气降尘重金属含量高,土壤污染严重.为探究叶菜类蔬菜重金属的累积途径,以大白菜为供试作物,选择Cd、Pb和Zn含量一致的地质高背景土壤和锌冶炼污染土壤,在锌粉厂污染区和无污染对照区进行盆栽试验,研究露天、覆膜和大棚栽培条件下大白菜重金属含量、富集系数(BCF)和转运系数(TF).结果表明,污染区和对照区大白菜ω(Cd)范围分别在0.10~1.01 mg·kg^(-1)和0.10~0.91 mg·kg^(-1),ω(Pb)为0.31~0.62 mg·kg^(-1)和0.23~0.37 mg·kg^(-1),ω(Zn)为7.50~32.74 mg·kg^(-1)和4.88~21.79 mg·kg^(-1),总体上污染区重金属含量偏高,在地质高背景土壤上种植的大白菜,Cd和Pb基本达到国家食品安全标准限值的要求.受大气沉降的影响,污染区大白菜Pb和Zn含量显著高于对照区,Cd差异不明显.污染土壤弱酸溶态Cd、Pb和Zn占比分别为48%、3.0%和16%,是地质高背景对照土壤的3.15、1.01和1.57倍,受重金属活性的影响,污染土壤种植的大白菜Cd和Zn含量超过国家标准,显著高于对照土壤.污染土壤大白菜Cd、Pb和Zn的BCF根-土壤显著高于对照土壤,且Cd和Zn的BCF大于Pb;大白菜Cd和Zn的TF地上部-根显著高于对照土壤,而Pb的TF地上部-根在污染区显著高于对照区,两个研究区内大白菜Pb含量均表现出:露天>覆膜>大棚.综上,大白菜Cd和Zn的含量受土壤重金属活性的影响大,主要累积途径是根的吸收和转运;除根系吸收外,大气沉降是Pb的重要累积途径.因此,在地质高背景区,要注意控制外源污染叠加土壤上种植叶菜类作物的Cd和Zn暴露风险,同时,采用大棚种植能有效降低Pb的积累.

黔西北土壤重金属高背景区晚疫病马铃薯根际土壤真菌群落特征

黔西北威宁县是典型的重金属地质高背景与污染叠加区,马铃薯是该县重要的农业产业之一,由致病疫霉引起的马铃薯晚疫病发生率高。为探究重金属地质高背景下根际土壤微生物群落对马铃薯晚疫病发生的响应,本研究以田间马铃薯晚疫病植株与健康植株根际土壤为对象,通过Illumina Hiseq高通量测序技术,分析不同品种马铃薯晚疫病植株与健康植株根际土壤真菌群落组成及多样性差异。结果表明:研究区土壤Cd浓度为1.75~2.67 mg·kg-1,污染严重,Cr、Ni和Zn也有轻度污染,不同马铃薯品种晚疫病发病率为威芋3号(21%)>威芋5号(13%)>青薯9号(5%);门水平下子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和属水平下被孢霉属(Mortierella)、青霉菌属(Penicillium)为发病马铃薯根际土壤真菌的优势种;3个品种发病与未发病植株根际土壤真菌α多样性没有显著差异。晚疫病植株中,抗性较强的青薯9号根际土壤真菌群落多样性高,而抗性较弱的威芋3号表现出群落多样性较低、丰富度高的特点;PCoA主成分分析表明,马铃薯晚疫病植株与健康植株根际土壤真菌群落结构发生了明显分离。冗余分析结果表明,土壤Cd和pH是影响马铃薯根际土壤真菌群落组成的最大环境因子。重金属污染下马铃薯感染晚疫病后根际土壤真菌优势菌门、属占比发生改变,抗病性低的威芋3号马铃薯染病后根际土壤含有更多的致病菌,可能会对马铃薯晚疫病的发生产生直接或间接的影响。