钝化剂对土壤性质及镉生物有效性的影响研究

为研究土壤重金属钝化稳定化技术中钝化剂施加对土壤物理化学性质及镉生物有效性的影响,通过培养试验结合定期密集采样监测方法,研究羟基磷灰石(HAP)、小麦生物炭(WB)、巯基改性坡缕石(MPG)施加对镉污染碱性土壤pH值、EC值、团聚体组成和DTPA-Cd变化规律的影响,并分析不同因子间的相关关系。结果表明:HAP显著提高土壤pH值0.16~0.30个单位(P<0.01),降低土壤EC值;WB则降低土壤pH值0.09~0.32个单位,显著提高土壤有机质、增加土壤EC值(P<0.05);MPG处理对土壤pH值和EC值无显著影响。与对照组(不施加钝化剂)相比,3种钝化剂施加后短时间内(5 d)土壤中<2mm和2~20mm团聚体比例增加,随着钝化稳定时间的延长,土壤中>20mm团聚体占比逐渐增大;对比3种钝化剂对Cd^(2+)的钝化效果,MPG钝化效果最佳,40d后DTPA-Cd含量较对照组降低3.01 mg·kg^(-1)。相关性分析表明,HAP和WB通过改变土壤pH值影响土壤DTPA-Cd含量,XRD表明HAP通过磷酸镉沉淀降低土壤DTPA-Cd含量,HAP和MPG处理组土壤Cd^(2+)的稳定化导致各粒径团聚体比例的变化。研究表明,MPG可显著降低镉的生物有效性且对土壤理化性质无显著影响,可作为碱性土壤原位钝化技术中钝化剂的优先选择。

聚乙烯微塑料对土壤氮转化的影响及机制研究进展

聚乙烯塑料是当前农田土壤微塑料(MPs)污染的主要类型之一,具有分布广、颗粒小、易积累且难降解等特点,长期在土壤中存在影响元素循环.在总结国内外重要研究结果的基础上,系统分析和综述了聚乙烯微塑料(PE-MPs)影响土壤氮转化的关键因素和过程.一方面PE-MPs自身作为碳源招募微生物,选择定殖微生物种群,释放添加剂等途径对与土壤氮转化相关微生物和关键酶活性产生直接影响.另一方面PE-MPs通过影响土壤理化性质改变微生物生长微环境对与土壤氮转化相关微生物和关键酶活性产生间接影响.此外,MPs的重要添加剂邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)可能是短期内影响土壤氮转化过程的主要因子.通过建议未来应该深入研究的关键科学问题,可为MPs污染土壤的氮素营养调控和生态风险评估提供科学支撑.

土壤中微塑料对陆生植物的毒性及其降解机制研究进展

微塑料(MPs)作为一种新型环境污染物,自2004年被英国科学家提出以来受到广泛关注.土壤作为微塑料的重要聚集地,随农田灌水和翻耕等农业操作的进行,微塑料污染范围和积累量不断扩大并对陆生植物产生多种毒性,且由于其粒径小、难降解和吸附能力强的特点给土壤微塑料污染治理带来了较大挑战.从微塑料的直接和间接毒性及其与其他污染物结合时产生的联合毒性这3个方面综述了微塑料对陆生植物的毒性,主要表现为微塑料存在对植物造成机械损伤、诱导植物产生氧化应激、细胞毒性和基因毒性,导致植物生长和植物组织代谢受阻等一系列问题.进一步,基于当前研究阐述了微塑料的物理、化学和微生物降解机制:微塑料的物理和化学降解主要通过改变微塑料的粒径大小和表面性质并产生中间产物;而更小粒径微塑料及其中间产物可以在物理、化学和微生物这3种因素同步影响下最终转化为水和二氧化碳,但该过程极其复杂和缓慢.最后,对微塑料的进一步研究方向进行展望,可为未来微塑料的陆地生态系统领域研究重点和污染控制提供资料借鉴.

土壤中微塑料检测技术及生态效应研究进展

微塑料(MPs)指长度或宽度小于5 mm的塑料颗粒.作为一种新兴污染物,其因粒径小、性质稳定、难降解,已成为地球系统功能的重大威胁之一.目前,水体环境中微塑料污染已得到广泛研究,而土壤中微塑料污染研究刚刚起步.本文对国内外土壤中微塑料污染现状、分离检测方法及生态风险进行综述,对未来土壤中微塑料研究提出展望.土壤中微塑料分离方法主要包括筛分法、密度分离法、泡沫浮选法等.微塑料的鉴别及表征方法包括显微镜观察法、傅里叶红外光谱法、拉曼光谱法等.这些方法存在耗时长、破坏微塑料结构等问题,将各方法适当结合或改进有望弥补不足.土壤微塑料的生态影响主要体现在动物的生长、发育、繁殖,植物的光合作用、氧化应激、生长存活以及微生物多样性等方面.今后研究重点为:(1)规范微塑料分离鉴别方法;(2)明确微塑料污染的剂量-效应关系;(3)土壤微塑料降解及其与其他污染物协同作用造成的土壤生态影响.