不同标准对城市土壤重金属质量分数的评价

对广州市某区城市土壤重金属污染现状进行调查,共采集土壤样品34个,分析样品中As,Hg,Cr,Cd,Ni和Pb的全量及有效态质量分数,探讨重金属元素全量和有效态质量分数之间的关系,并采用4种不同标准对结果进行了评价.结果表明:研究区工业用地、城区和农村居住区的土壤已受到一定程度的重金属污染,且为2种或3种重金属元素的复合污染;As,Hg,Cr,Cd,Ni和Pb有效态质量分数平均值分别为0.09,0.004,0.09,0.18,0.40和32.80 mg/kg,Cd和Pb的有效态质量分数占全量的比例较高.4种标准综合评价结果中,轻度、中度和重度污染样点数占样点总数的比例依次为国标(GB15618—1995)二级标准评价(62%)>有效态污染起始值评价(29%)>全量污染起始值评价(24%)>国标三级标准评价(21%).

植物修复对重金属镍污染土壤微生物群落的影响

采用室内盆栽试验方法，研究了外源镍污染土壤的植物修复对土壤微生物群落的影响。试验用水稻土中添加NiSO4·6H2O（100～1600mgkg^-1）经过12周的驯化培养后，种植了2种超累积植物和1种耐性植物，经110d的试验后进行了植物修复后土壤微生物活性的分析。结果表明，非根区土中添加镍的质量分数为100mgkg^-1时,对土壤中细菌、真菌和放线菌总数有一定的促进作用，土壤中微生物生物量最大；当添加镍的质量分数大于100mgkg^-1时,将对土壤微生物群落造成不利的影响。在植物修复过程中，通过植物的减毒（吸收重金属）作用和根系分泌物的作用，改善了土壤微生物的生存环境，提高了土壤微生物的数量和生物量。经过植物修复后，根区土壤微生物较非根区土壤的丰富，土壤微生物群落总DNA序列多样性指数相应增加，但不同植物对根区土壤微生物的贡献是不同的。

过硫酸钠对砂壤土中三氯乙烯的氧化研究

以过硫酸钠(Na2S2O8)为氧化剂,柠檬酸(CA)螯合Fe(Ⅱ)溶液作为活化剂,对砂壤土中的三氯乙烯(TCE)进行处理.采用正交试验获得优化操作条件为:Na2S2O8浓度5mmol/L,Fe(Ⅱ)浓度2.5mmol/L,CA浓度0.25mmol/L,反应时间30min.在此条件下,土壤中不同浓度的TCE去除率均在93%以上.对于污染程度高的土壤,采用连续氧化处理可达到较高的修复目标要求.土柱实验结果表明经过Na2S2O8溶液氧化7d后,TCE氧化率达到88.9%以上,且去除效果与处理方式有关,分次加入方式的效果最好.

外源镍在土壤中的存在形态及其与土壤酶活性的关系

采用培养试验方法,研究了土壤中重金属镍的存在形态及其对5种土壤酶活性的影响。随着土壤外加镍的质量分数增加(100—1 600mg/kg),碱性磷酸酶活性和酸性磷酸酶活性均受到较强的抑制,抑制率分别为15.0%-67.3%、13.9%-85.3%;脲酶活性抑制率为-1.6%-21.3%,表现出先激活后抑制的现象;镍对多酚氧化酶也有抑制作用;对过氧化氧酶的抑制作用轻微。研究结果表明,酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和脲酶可作为判明土壤镍污染程度的主要生化指标。镍的存在形态与土壤酶活性之间的关联度分析和相关分析证实,DTPA 提取的有效态镍与土壤酶活性之间相关性好、关联度大。因此,以DTPA提取的有效态镍来表征土壤镍的生物有效性是可行的。

镍污染对土壤微生物的生态效应

镍是高等植物和某些微生物必需的微量营养元素之一,在它们的生命活动中起着重要作用;但浓度较高时,也是一种极毒元素。大量的研究表明,镍污染土壤中微生物的生长、代谢、群落结构和种群多样性会受到不同程度的影响;微生物在长期受重金属威迫的环境中形成其适应性。利用微生物形成的这种适应机制,采用微生物技术治理重金属污染的土壤是可能的。本文还对镍污染土壤的微生物评价指标体系、土壤环境容量、微生物技术开发和综合治理技术开发等的进一步研究作了展望。

接种泡囊假单胞菌对土壤生物性质及A.corsicum吸收Ni的影响

采用室内模拟试验方法,研究了在水稻土、元江土和墨江土中添加泡囊假单胞菌(Pseudomanasvesicularis)后土壤中微生物种群数量、土壤酶活性和镍超积累植物Alyssumcorsicum对土壤镍的富集效果。土壤接种泡囊假单胞菌70d后,水稻土中DTPA提取态镍较对照土中的明显减少、元江土和墨江土中的有所减少;土壤中细菌、真菌和放线菌数量增加,5种土壤酶活性提高。试验结果表明,水稻土、元江土、墨江土添加泡囊假单菌后植物地上部生物量较对照分别增加了29%、309%和43%,进而提高了A.corsicum自土壤中富集镍的效率:水稻土中增加54%,元江土中增加306%,墨江土中增加32%。泡囊假单胞菌这一新用途的发现,可为植物修复微生物制剂和基因工程菌的开发提供本土的微生物的菌种资源。

外加镍在土壤中的形态与再分配

镍处理土壤经室内培养12周后,采用连续提取技术对试验土壤中镍的形态与再分配方式进行了研究。研究结果表明,外加的水溶性镍进入土壤后的主要存在形态与添加的剂量有关:低剂量时,以铁锰氧化态为主,这一形态在100mg·kg-1处理土壤中占比例最大,达到31.6%;高剂量时,以交换态为主,这一形态在1600mg·kg-1处理土壤中占比例最大,达到48.4%。随着镍添加剂量由0(对照)增加到1600mg·kg-1,再分配系数逐渐由1.00增大到30.65;金属结合强度系数则由0.90减小至0.25,也反映出进入土壤中镍的剂量较大时,镍是以不稳定的形态占优。试验结果也证实了土壤具有减小镍的环境危害的作用,但这种缓冲能力是有限的。随着时间的推移,镍的形态会继续发生变化,但这一转化过程是缓慢的。因此,一旦土壤发生重金属污染,其对土壤环境的影响将是长期的。

植物吸收修复对土壤镍及其主要化学性质的影响

采用室内盆栽试验方法,研究了外源镍污染土壤的植物吸收修复对土壤镍形态和土壤主要化学性质的影响。试验用水稻土添加NiSO4·6H2O(100～1600mgkg-1)经过12周的驯化培养后,种植了镍超累积植物Alyssu mmurale,110 d后收获植物并进行了试验土壤镍的形态和主要化学性质的分析,采用再分配系数和结合强度系数对植物修复效果进行了定量分析。结果表明,根区土壤中DTPA提取态镍的数量明显减少,根区土壤DTPA-Ni与非根区土壤DTPA-Ni之比的范围在0.33～0.61之间。每盆植物提取镍量为6.61～31.18mg,植物提取量随着添加镍量增加而增加,地上部分最大镍含量达到12454.1mgkg-1。根区的再分配系数在2.17～4.19之间,而非根区的再分配系数在6.87～15.91之间,再分配系数随着镍添加量的增加而增大;根区的结合强度系数为0.84～0.39,而非根区的则为0.88～0.26,随着土壤中镍添加量的增加,结合强度系数逐渐减小。植物吸收修复后,根区土壤镍的再分配系数降低、结合强度系数增大,表明土壤镍各形态之间的稳定性增加,因此植物修复可以加快外源镍在土壤中的稳定。试验结果也表明,根区土壤中pH随着镍添加量的增加呈下降趋势、但较非根区土壤的高;根区土壤有机碳亦较非根区的高。

邻苯二甲酸二乙酯对不同基因型水稻种子萌发和幼苗生长的影响

[目的]研究不同浓度邻苯二甲酸二乙酯(DEP)对8个不同水稻品种的耐性影响,为耐性水稻品种筛选提供理论依据。[方法]通过室内模拟试验方法,研究了不同浓度DEP对8种不同基因型水稻品种种子出苗数和幼苗苗高、根长以及干重的影响。[结果]DEP对水稻种子出苗数的影响不明显。DEP对美香占的苗高、根长、茎叶干重和根系干重均有不同程度的促进效果;对天优998和华粳籼74有不同程度的抑制作用。DEP对玉香油占的茎叶干重有显著的促进作用,对中香1号的苗高和根长的生长均有显著的促进作用,对天优428的苗高有显著的抑制作用,对饶平香的茎叶干重有一定的抑制作用,但对桂香占的影响不显著。不同浓度DEP对水稻幼苗的影响从大到小为华粳籼74>天优998>天优428>饶平香>桂香占>玉香油占>中香1号>美香占。[结论]该研究可为邻苯二甲酸酯(PAEs)中低度污染农田种植水稻品种的选择提供科学依据。

微生物在镍污染土壤修复中的作用

虽然镍是一种必需的微量营养元素,但在较高含量时,对土壤微生物会造成毒害。在长期受镍胁迫土壤中,土壤细菌、真菌、内生菌根、外生菌根中的某些种类产生了体内和体外的抗性机制以减少镍的毒害作用。通过微生物的吸收、沉淀、络合等作用,可以减少土壤中重金属的迁移性和生物毒性;另外,某些根际微生物还能提高超富集植物对重金属的提取效果。分析结果表明,利用根际微生物和植物的共生关系强化植物修复的效果是可能的。

生物炭及炭基肥对油麦菜生长及吸收重金属的影响

以水稻土和油麦菜为供试对象,通过盆栽试验研究了水稻秸秆生物炭和炭基肥对农田土壤物理化学性质,油麦菜生长及吸收Cd,Cu,Pb和Zn的影响.结果表明,稻杆炭及其炭基肥的施入可改善土壤理化性质,除铵态氮外各项指标均明显提高,油麦菜地上部生物量呈增加趋势.油麦菜各部位Cd,Cu,Pb和Zn的含量均随处理水平呈递减趋势,且根系>茎叶,其中,高剂量炭基肥处理降低效果最佳,油麦菜茎叶Cd,Cu,Pb和Zn最高可分别降低34.78%、29.37%、46.59%和40.95%;油麦菜各部位对Cd,Cu,Pb和Zn的富集随处理水平呈递减趋势,而茎叶对Cd,Cu和Zn的转运系数呈增加趋势,稻秆炭及其炭基肥的施用均能显著减少油麦菜可食部位对Cd,Cu,Pb和Zn的吸收.

邻苯二甲酸酯复合污染对土壤微生态的影响

在实验室模拟条件下,通过测定土壤呼吸,w(PAEs)和微生物RAPD条带数,研究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)3种PAEs复合污染对农田土壤基础呼吸、微生物多样性的影响.结果表明,PAEs污染初期的土壤基础呼吸被激活,但这种激活作用随着培养时间的延长而减弱,400mg/kg组土壤基础呼吸最高;3种PAEs含量均有一定程度的下降,其中w(DEP)显著降低;试验终止时各组多样性条带的比例较预培养后有所增加(平均增加13%);不同处理组土壤微生物群落DNA序列Shannon-Weaver指数顺序为0mg/kg>50mg/kg>100mg/kg>200mg/kg>400mg/kg.可见,PAEs复合污染提高了土壤基础呼吸,但降低了土壤微生物多样性.

工业废弃地多金属污染土壤组合淋洗修复技术研究

采用批量淋洗实验方法,对比了采用人工螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)和天然有机酸草酸(oxalic acid,OX)对工业废弃地污染土壤中重金属的去除效果,并采用不同浓度草酸和EDTA组合的两步淋洗法研究多金属污染土壤的最佳淋洗方式。结果表明,EDTA淋洗剂对土壤中Zn、Pb、Cu、Ni去除效果较好,而对Cr去除效果较差,实验条件下,EDTA对金属的去除率并未随着浓度增加而增加;相反,草酸对Cr去除效果较好,且去除率随着淋洗剂浓度的增加而增加,而对Zn、Cu、Ni的去除效果随着淋洗剂浓度增加而降低,对Pb的去除率非常低;采用先以0.20 mol L-1草酸提取2 h,再以0.01 mol L-1EDTA提取2 h的两步淋洗法可以达到对多金属同时去除,且对Zn、Cu、Cr、Ni的去除率明显高于单用草酸和EDTA,总去除率分别为Zn 75.21%、Pb 21.30%、Cu 59.81%、Cr 60.72%和Ni 62.10%,更为有意义的是两步淋洗法对非残渣态金属去除效果分别高达Zn 91.93%、Pb 57.75%、Cu 75.33%、Cr 73.94%、Ni 77.99%。利用不同化学淋洗剂对金属去除能力的差异进行组合的多步淋洗法是一种较为高效的去除工业废弃地污染土壤中重金属的化学淋洗修复方法。

有机及无机肥料修复重金属污染水稻土效果差异研究

钙镁磷肥、有机肥与硅肥是良好的土壤重金属固化剂,也是常见的有机或无机肥料,非常适合修复重金属污染农田土壤。为筛选出最佳的固化剂及其添加量,对受污染农田的大面积修复提供理论依据与指引,通过室内实验,研究硅肥、钙镁磷肥和有机肥对重金属污染水稻土修复效果、修复后土壤p H值和重金属形态变化。结果表明,硅肥和钙镁磷肥能显著提高土壤p H值,分别添加16 g·kg-1和8 g·kg-1使土壤p H值上升2.65和2.74个单位,添加有机肥p H值上升幅度较小,添加8 g·kg-1仅使p H值上升0.83个单位;三种固化剂对Cd、Cu、Pb和Zn赋存形态造成明显影响,其中添加8 g·kg-1钙镁磷肥将可交换态Cd、Cu、Pb和Zn比例分别减少62.5%、69.0%、69.6%和73.0%,并将其转化为残渣态和有机结合态,修复效果优于硅肥及有机肥。

废弃电容器封存点多氯联苯的含量和分布特征

利用GC-MS技术研究了广东某废弃电容器封存点多氯联苯（PCBs）的含量和分布特点.结果表明,封存池周边土壤中∑102PCBs的含量为0.27-0.73ng/g;封存池边沿的含量为10.11ng/g;封存池内的含量为1508.49ng/g,远高于池周边和对照点土壤中的含量,但低于国内外某些封存点土壤中的含量..封存池内土壤PCBs的主要单体为PCB28（31）,66,70,37,52,74,56,22,44,60,48（47）,15,20,26,118.封存池内土壤PCBs以4氯为主,其次为3氯和5氯PCBs.

铅镉复合污染对水稻生长及产量的影响(摘要)(英文)

[目的]探讨铅镉复合污染对水稻生长、产量及品质的伤害及机理。采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻生长发育及产量品质的影响。[结果]铅镉低浓度胁迫能够促进水稻生长,高浓度抑制水稻的株高;铅镉胁迫显著降低了水稻的分蘖数,随着胁迫浓度增加,分蘖数下降幅度增大;铅镉胁迫显著降低了水稻每盆穗数、结实率、千粒重和产量,低浓度胁迫下每穗总粒数显著增加,高浓度胁迫下每穗总粒数显著降低;铅镉低浓度胁迫下糙米率和精米率显著增加,高浓度胁迫下糙米率和精米率显著降低,整精米率随处理浓度的增加而显著下降;水稻籽粒中铅镉含量与土壤中铅镉浓度成显著正相关,土壤铅镉含量达到中高浓度时,水稻籽粒铅镉含量严重超标,铅镉最高超标达333%和122%。[结论]该研究为污染地区水稻栽培技术体系的建立提供依据。

EDTA淋洗修复Cu污染土壤的去除效率与适宜淋洗剂用量的选取

采用批量淋洗实验方法,以乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-Na2)溶液修复某工业废弃地Cu污染土壤,研究了不同EDTA-Na2用量对重金属Cu的去除效果以及Ca、Fe等常量元素的释放特征。结果表明,在实验条件下,Cu的去除率随着EDTA-Na2用量的增加而提高,4.00 mol/kg时达到最大,同时随着EDTA-Na2用量的增加,Ca的释放量减少,Fe、Al等释放量增加;以土壤三级标准(GB15618-1995)作为修复目标,当EDTA用量为0.80 mol/kg时,淋洗后土壤中Cu基本达到三级标准;通过计算每摩尔EDTA洗出金属的摩尔数,发现EDTA对金属的洗出效率(摩尔比)随着淋洗剂用量的增加而下降;当采用0.80 mol/kg EDTA用量时,Cu/(K+Na+Ca+Mg+Fe+Al+Mn+Si)的摩尔比最大,继续增加EDTA用量,Cu/(K+Na+Ca+Mg+Fe+Al+Mn+Si)的摩尔比下降,表明较高的EDTA用量主要用于其他金属元素的释放。因此在本研究中0.80 mol/kg EDTA是适宜的淋洗剂用量,修复后土壤不仅可以达到土壤三级标准,而且相对于其他金属而言,对Cu的洗出效率最大。在化学淋洗修复中应根据土壤修复目标,结合金属的总去除率和EDTA对金属的洗出效率来选取适宜的淋洗剂用量。

植物吸收、迁移和代谢有机污染物的机理及影响因素

植物对有机污染物在环境中的归趋行为具有重要影响。分析了植物吸收、迁移和代谢有机污染物的相关机理,重点介绍了植物根部和地上部对有机污染物吸收的过程及规律,指出利用脂质-水分配系数(Klip)代替辛醇-水分配系数(KOW),以及考虑植物碳水化合物的影响,可以更准确地评价植物对有机污染物的吸收能力;探讨了利用蒸腾流浓度因子(Transpiration stream concentration factor,TSCF)指示有机污染物从根部往地上部迁移能力的可行性及其相关研究进展;简要介绍了有机污染物在植物细胞内的代谢过程及所涉及的酶系;进而从加强吸收机理研究、考虑有机污染物的代谢和毒性、完善预测模型构建等方面对该研究领域进行了展望。

重金属污染对土壤微生物生态特征的影响研究进展

土壤中微生物对重金属胁迫的敏感程度大于动物和植物,因此,可以利用土壤微生物生态特征的变化来预测土壤环境质量的变化,将其作为评估土壤污染状况的重要指标。论文归纳了重金属污染对土壤微生物的影响及作用机制的研究现状,主要从微生物生物量、微生物群落结构/功能和多样性、微生物耐性基因/蛋白质和代谢能力、土壤呼吸强度和酶活性等几个方面进行了评述。研究表明,重金属污染对土壤微生物生态特征的影响结果存在差异,有促进作用、抑制作用或无明显影响。这是由于土壤微生物体系比较复杂、重金属种类和浓度以及土壤理化性质的差异引起的。近年来,分子生物学的快速发展,使重金属污染胁迫与土壤微生物生态特征变化的关系的研究不断取得新的进展,尤其是在对微生物群落的功能基因、蛋白质及相关代谢途径的影响方面。然而,由于重金属污染与土壤微生物之间关系十分复杂,对其影响因素进行综合并定量化分析是明确重金属对土壤微生物生态特性的影响及相关机理的关键。另外,还需加强分子生物学新技术的应用,明确微生物种群对重金属胁迫的响应机制。重点开展重金属剂量及暴露时间对土壤微生物生态特征的影响研究,并在此基础上确定重金属对土壤微生物的毒害浓度临界值,针对不同的土壤类型和重金属种类建立相应的微生物评价指标体系,以期为评估土壤的重金属污染状况和治理修复提供理论依据。

茅尾海沉积物重金属空间分布特征与生态风险

于2010年1月在茅尾海采集了7个沉积物样品,分析了不同深度沉积物的基本理化性质及w(As)、w(Cd)、w(Cu)、w(Fe)、w(Hg)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn),并采用潜在生态危害指数法进行了潜在生态风险分析.结果表明:这些元素的质量分数空间分布差异显著,总体上呈湾内大于湾外,其中w(Cd)和w(Hg)平均值分别为1.1、0.3 mg/kg,污染最为严重并有加重的趋势;Cd污染可能与周边农田磷肥使用及磷矿开采有关,而Hg污染可能主要是大量使用化石燃料所致.重金属(除As外)质量分数与w(OM)、w(Fe)和w(TN)密切相关,其中w(Cd)与w(TP)密切相关,说明生物和化学过程都显著影响这些元素的空间分布.w(Cu)、w(Hg)、w(Ni)、w(Pb)和w(Zn)之间呈极显著正相关(P<0.01),说明这几种重金属可能具有同源性;而沉积物中w(Cd)与w(Zn)、w(Pb)、w(Ni)和w(Cu)均呈显著负相关(P<0.05),暗示Cd的来源及生物地球化学过程与其他元素不同.该海域重金属潜在生态危害指数依次为Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>As,其中Cd与Hg属于中等生态危害;靠近茅岭江汇入区的采样点重金属潜在生态危害指数较高,属于中等生态危害,其余采样点的综合污染也已接近中等生态危害水平.