不同条件下土壤中重金属有效态的提取效果及回收率研究

本研究旨在探讨不同实验条件(粒径、浸提剂、标准曲线基体溶液、加标后浸提时间以及土壤类型)对土壤中重金属有效态提取效果及回收率的影响。通过设计一系列实验,对比分析不同条件下的提取效率和回收率,以期为土壤重金属污染治理提供理论依据和实践指导。根据结果显示:粒径10目土壤浸提效果最好,60目其次,100目较差;浸提剂效果HCl最好,DTPA其次,CaCl2几乎没有;曲线基体应匹配相应的基体溶液以减少测试干扰;对于加标后浸提的时间,浸提时间越晚,回收效果越差;土壤类型不同,加标回收率为砂土最好,壤土次之,黏土最差。

基于总量和有效态的长沙市土壤重金属污染特征及生态风险评价

以长沙市采集的100个土壤样品为研究对象,从土壤重金属总量和有效态含量角度入手,深入分析了研究区域内土壤中Cd、Pb、Cr、Cu 4种重金属元素的污染现状,并采用Hakanson潜在生态风险评价法开展4种金属元素的生态风险评估。结果表明:Cd、Pb、Cr、Cu元素在土壤中均有不同程度的积累,其中Cd元素积累最明显;4种重金属元素生物有效性系数比较为:Cd(67.6%)>Pb(24.2%)>Cu(23.0%)>Cr(0.9%),Cd环境污染风险最大;Pb、Cd、Cu 3种元素的总量是控制有效态含量的主要因素,Cd、Pb、Cr、Cu 4种元素的生物有效性系数大小主要受有效态含量的影响;无论是从重金属总量还是从有效态含量角度分析,Cd元素均是研究区域内最主要的潜在生态风险因子,而其余3种重金属元素生态污染风险低。基于重金属总量和有效态含量的4种重金属综合生态风险处于强的水平。

土壤有效态重金属提取剂选择的研究

利用5种不同的土壤重金属浸提剂,研究了土壤有效态重金属含量与玉米重金属含量的关系,并提出了一种新的土壤有效态重金属的浸提剂。结果表明:0.1mol/L HCl,0.05mol/L EDTA-2Na,0.1mol/L CaCl2,0.1mol/L HAc-NaAc,0.05mol/L DTPA提取的化学有效态重金属与玉米根、茎、叶中重金属Cu、Zn、Cd、Pb大部分呈显著或极显著相关,但各化学提取剂提取的有效态Zn、Cu与玉米籽粒Zn、Cu的相关性较差。利用柠檬酸-酒石酸为提取剂提取的重金属含量与玉米籽粒中重金属的含量有着相对较好的相关性,是一种预估玉米籽粒中重金属含量的较好办法。

铅锌矿区农田土壤重金属有效态空间分布及其影响因子分析

利用地统计学方法,研究了广西岩溶地区某铅锌矿区农田土壤中Cd、Zn、Pb、Cu四种重金属有效态含量的空间分布特征及其影响因子。结果表明:研究区域不同程度地受到Cd、Zn、Pb、Cu的污染,且水田污染较旱地严重;与广西土壤背景值相比,污染程度最严重的是Cd,在水田和旱地中超标率均为100%,平均超标倍数分别为312.94和33.67;其次是Zn,在水田和旱地中超标率分别为100%和34%,平均超标倍数分别为38.34和2.11;污染最轻的为Cu,超标率仅为7%。空间分析表明,有效态Cd、Zn、Pb、Cu的块金系数分别为2.7%、0.2%、6.5%、0.13%,体现了强烈的空间自相关性,且四种重金属空间分布特征相似,在离原铅锌选矿厂较近的西北偏西面有效态Cd、Zn、Pb、Cu含量最高,沿着西北偏西至东南偏东的灌溉渠流向,有效态Cd、Zn、Pb、Cu的含量呈递减趋势,东部旱地有效态Cd、Zn、Pb、Cu含量相对较低。土壤有效态Cd、Zn、Pb、Cu在污染区的空间分布与土壤基本理化性质关系密切,有效态Cd、Zn、Pb、Cu与pH、阳离子交换量、粘粒都呈极显著负相关,与有机质含量则呈极显著正相关。

南京江北地区菜地土壤有效态重金属的含量及空间分异特征

在南京市浦口和大厂的5大主要功能区(工业区、交通干线、居民区、蔬菜生产基地和风景区)内共采集了75个菜地表层土壤样品,以Cd、Cu、Pb和Zn等典型污染重金属的有效态含量为基础,运用经典统计分析、主成分分析和地统计分析相结合的方法对菜地土壤重金属污染进行了评估。结果表明,菜地有效态Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量以交通干线沿线(宁六公路泰山新村-南信大段)最低,工业区(南钢或扬子石化)最高,其他功能区的均介于两者之间。主成分分析将菜地土壤有效态重金属大致分为农业源和工业、生活源。从功能区菜地土壤污染总得分排序结果可以看出,宁六公路沿线(泰山新村-南信大段)菜地土壤环境质量最高,以下依次是龙王山风景区、盘城蔬菜基地和盘城镇,老工业区的扬子石化和南钢周边菜地土壤环境质量较差。研究区内菜地土壤有效态Cd、Cu、Pb和Zn的空间分布均具有中等强度空间相关性,不同有效态重金属在空间上具有明显的各向异性,其空间变异主要发生在北-南方向。有效态Pb的空间分布较离散,有效Cd、Cu和Zn的高值区大致都位于老工业区内。

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。

ICP-OES研究黄河三角洲贝壳堤岛土壤中有效态重金属的含量与空间分布特征（英文）

采用电感耦合等离子体发射光谱法高效、快速地测定了黄河三角洲贝壳堤岛土壤中重金属As,Cd,Cu,Fe,Hg,Mn,Pb,Se和Zn的有效态浓度,研究了它们在贝壳堤岛土壤中的空间分布特征,并对土壤中有效态重金属的分布规律、影响因素及保护区土壤环境状况进行了分析。结果表明:黄河三角洲贝壳堤岛土壤样品中9种有效态重金属的含量除镉(Cd)和汞(Hg)稍高外,其余均远远低于国家土壤环境质量标准中的一级背景含量,贝壳堤岛土壤整体处于清洁水平。从水平分布来看,由于背海侧受人类干扰较多,且海水淋洗较少,七种重金属(As,Cd,Cu,Fe,Mn,Pb,Zn)有效态含量背海侧明显高于向海侧,且呈显著差异(p≤0.05)。从纵向土壤剖面分析,受土壤机械组成、人为取沙和地形与水流方向的影响,有效态重金属浓度平均值随剖面样品中<0.5mm粒径土壤颗粒所占比例的增加而增加,随>0.5mm粒径土壤颗粒所占比例的增加而减小;贝壳堤岛土壤中的重金属有向下运动的趋势,大部分有效态重金属含量的最大值都位于表层以下各层,但各层重金属含量整体上变化不大。贝壳堤岛土壤中重金属As,Cd,Cu,Fe,Pb,Zn可能有大致相同的来源,而与Hg,Mn和Se的来源不同。综合来看,黄河三角洲贝壳堤岛土壤环境未受到明显外源污染,贝壳堤岛土壤中有效态重金属主要来源于土壤母质滤食性贝类对海水中重金属的富集、风化过程中土壤颗粒对环境中重金属的吸附,以及外源工业区重金属污染物的迁移转化。

长期施用有机肥对稻田土壤重金属含量及其有效性的影响

以湖南省7个稻田长期定位试验为基础，分析了无肥对照（CK）、化肥（NPK）、中量有机肥＋化肥（MOM）和高量有机肥＋化肥（HOM）4个处理下0～20cm土壤重金属Zn，Cu，Cd和Pb全量及其有效态含量的变化。结果表明：长期施用有机肥加大了稻田土壤受重金属污染的风险。仅施化肥对土壤Zn，Cu，Cd和Pb全量、有效态含量及活化率的影响均较小，而中、高量有机肥处理明显提高了土壤Zn，Cu，Cd的全量、有效态含量及活化率，只对土壤Pb的影响较小。且高量有机肥处理下其增幅最大，土壤Zn，Cu，CA全量分别比对照增加了6．1％，18．7％和8．3％，有效态含量分别比对照增加了87．3％，65．8％和41．4％，活化率分别比对照增加了77．5％，32．0％和29．8oA。有机肥的“激活”效应是导致土壤有效态重金属含量大幅提高的主要机制。各试验点土壤全Cd含量均大大超出了土壤环境质量二级标准（0．30mg／kg），表明各试验点稻田土壤都存在着不同程度的Cd污染问题。

长三角典型区土壤重金属有效态的协同区域化分析、空间相关分析与空间主成分分析

以昆山市为典型区,采集了126个表层土壤样品,通过多元统计学、地统计学与GIS技术相结合,采用基于协同区域化理论的因子克立格法探讨了长三角多个土壤重金属有效态的区域分异,并在剖析不同空间尺度有效态重金属的空间结构特征基础上,应用空间相关分析和空间主成分分析来揭示引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明,昆山土壤有效态重金属服从正态或对数正态分布,变异系数较大,有效态Cd污染最重.重金属有效态在空间上可划分为块金尺度、小空间尺度(15km左右)和大空间尺度(40 km左右),它可用3个尺度的实验(交叉)变异函数的协同区域化模型线性拟合.空间相关分析中,Cd和Zn在3个尺度中的相关性均极显著,且元素在小尺度和大尺度的相关性比块金尺度更强,大尺度的负相关特征较其它尺度明显.空间主成分分析表明,不同尺度的空间污染来源不同.重金属有效态第一、二主成分的空间分布格局结果表明重金属有效态含量与工业活动、污水灌溉和土壤性质密切相关.

改良剂与油菜对土壤重金属有效态的影响

通过连续三季盆栽试验,研究利用粉煤灰、膨润土、腐殖酸3种改良剂特性及油菜的富集作用强化修复效果,阐明改良剂与油菜对土壤重金属有效态的影响。油菜收获后测定土壤重金属有效态浓度。结果表明,粉煤灰浓度为12,18g/kg时,可明显降低第1季土壤Cd有效态浓度,但对土壤有效态Cu、Zn浓度未产生明显影响,第2季浓度为6g/kg及第3季各处理可明显降低Pb有效态浓度。粉煤灰降低Cd有效态第1季效果较好,降低Pb有效态浓度第3季效果较好。只有当膨润土浓度为18g/kg时可明显降低第1季土壤Cd有效态浓度,第2季浓度为18g/kg和第2,3季浓度为6g/kg时,可降低土壤Cu有效态浓度,第2季浓度为12,18g/kg及第3季所有处理均可有效抑制Pb的活性,对Zn活性未表现出明显的抑制作用。膨润土降低土壤Cd有效态浓度的第1季效果较好,降低Cu、Pb有效态浓度第2,3季效果较好。腐殖酸浓度为2,3g/kg时可降低第2季有效态Cd浓度,第2季浓度为3g/kg及第3季浓度为2,3g/kg时土壤Cu有效态浓度明显降低,第2季浓度为3g/kg及第3季所有处理可降低Pb有效态浓度,而腐殖酸对Zn活性未起到明显的抑制作用。腐殖酸降低土壤Cd有效态浓度第2季效果较好,降低Cu、Pb有效态浓度效果第3季效果较好。3种改良剂对吸附、固定Cd、Pb、Cu、Zn的作用程度不同,粉煤灰降低土壤Cu有效态浓度、3种改良剂降低土壤Zn有效态浓度的效果不理想。因此,在生产实践中,根据实际情况适时、适量施入改良剂,可降低重金属对生产、环境带来的危害。

水分及干燥过程对土壤重金属有效性的影响

土壤水分变化可显著改变土壤性质进而影响土壤重金属有效性。本试验通过测定土壤溶液和采用薄层凝胶梯度法(DGT)表征的Zn、Cd、Cu、Ni浓度,研究土壤含水量变化对重金属有效性的影响。结果表明,不同水分处理显著影响土壤溶液中可溶性有机碳(DOC)含量和土壤中重金属的有效性;随土壤水分降低DGT表征的Zn、Cd、Cu和Ni浓度和土壤溶液中Cu和Ni浓度呈下降趋势,且随干湿交替次数增加而降低;与长期风干土壤相比,经干湿交替后风干土壤重金属有效性降低或显著降低;与土壤溶液法相比,DGT法能反映水分变化对土壤固相金属缓冲补给能力的影响,能更好地表征土壤金属有效性的变化。在农业生产中可通过适当水分管理措施降低重金属的有效性,从而缓解重金属的毒害作用。

粉煤灰对钝化污泥重金属有效性影响

通过添加不同比例的粉煤灰对城市生活污泥进行钝化,系统的研究了粉煤灰对钝化污泥中金属元素Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe含量及其有效化的影响。结果表明:粉煤灰对污泥中有效态Cd、Pb、Ni、Cr、Mn、Fe具有钝化作用,其中对Cd和Fe的钝化效果最明显;但对Cu却有促进其向有效态转化的作用;总体上看钝化污泥人工土壤中重金属含量符合国家农用标准,而其中有效态Cd、Pb、Ni、C r的含量均远远低于对植物体造成毒害的临界水平。

典型矿冶周边地区土壤重金属污染及有效性含量

对湖南长沙、株洲、衡阳、郴州等地区的典型矿冶污染土壤进行了采样分析与有效性含量提取,结果表明,土壤中重金属污染严重,矿区土壤主要污染元素为Pb、Zn、As、Cr、Cu,而冶炼业周边污染土壤中主要是Zn、Pb、Cr、As、Cu、Cd,其污染程度均远远高于国家环境质量二级标准;Pb、Cd和Zn污染主要来源于采矿、冶炼活动而As污染可能还与农业生产有关。不同浸提液对土壤中Pb、Zn、Cd、As、Cu有效性质量分数的提取能力(设其符号为u)依次为u(NH4NO3)>u(HCl)>u(CaCl2);而对有效性Cr,HCl提取量为最高;盐基离子,尤其是NH4、NO3效应和酸效应(H+)大大促+-进了土壤中重金属离子的环境危害行为。

污染水稻土中有效态重金属的空间分布及影响因子

利用地统计学方法,选择江西省贵溪铜冶炼厂污染区,研究了表层水稻土中有效态重金属的空间变异特征和影响因素。分析表明,土壤有效态Cu、Cd、Pb为中等空间相关性,有效态Zn为弱空间相关性。有效态Cu、Cd分别与有效态Zn和有效态Pb呈显著相关,表现出复合污染的特征。土壤有效态重金属的空间分布有明显的各向异性,土壤有效态重金属的长轴方位角(西北-东南和东北-西南)与污染物的扩散方向(渠道和偏东风向)相近。随污染源距离的增加,土壤有效态Cu含量降低,而有效态Cd和Pb含量增加,有效态Zn含量在西北和东南两个方向上增加。相关分析表明,影响污染区水稻土中重金属有效态含量空间分布的主要因子是离污染源的距离和地形,其次是土壤的吸附能力(土壤SO42-含量)以及土壤pH,土壤有机质和土壤孔隙性的影响较小。

华北平原地区某铅冶炼厂附近土壤重金属有效性研究

为研究华北平原地区某铅冶炼厂对附近农田土壤和居民点内土壤重金属有效性的影响,在距离冶炼厂烟囱1000m和2500m处设置A1和A2两个采样断面(两断面间有一居民点),采取0～20cm土样,测定DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量.结果表明,A1断面DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd平均含量均低于A2断面.A1断面土壤DTPA-Pb和Cd变化范围分别为7.18～37.8和0.250～0.950mg·kg-1,平均值分别为25.2和0.580mg·kg-1;A2断面DTPA-Pb和Cd变化范围分别为14.7～133和0.280～2.35mg·kg-1,平均值分别为59.9和1.16mg·kg-1.所有样品的DTPA-Ni、Cu和Zn含量均小于5.5mg·kg-1.随着采样点距离冶炼厂烟囱距离的增加,土壤中DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量呈非线性下降,可用幂方程(Ni、Cu和Pb)或对数方程(Zn和Cd)拟合.用Pb和Cd的拟合方程计算得到的研究区内居民点中心位置土壤DTPA-Pb和Cd含量分别为30.0和0.731mg·kg-1,高于地带性土壤背景值.DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd的含量之间均存在极显著线性正相关关系(p<0.01).以上结果表明,冶炼厂造成研究区内土壤Pb和Cd有效性远高于正常水平,并导致Ni、Cu和Zn有效性有一定程度的升高,附近居民点内居民受到土壤高铅和高镉有效性的威胁;土壤铅和镉升高的范围达到距离冶炼厂烟囱2.8km以外区域.

用幼苗法指示污泥和土壤中重金属的植物有效性

利用小麦幼苗与黑麦幼苗研究了污泥和土壤中重金属的植物有效性,并对二者进行了比较．结果表明,在两种污灌区土壤、四种污泥以及一种污泥施用于两种清洁土壤中,黑麦和小麦测定的Ｃｄ,Ｐｂ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｎｉ五种重金属有效性的顺序,以及有效性大小的数量级上是一致的;除了在污泥中,二者的茎Ｐｂ,Ｎｉ及根Ｚｎ相关不显著,以及在土中施用污泥后,两种植物各部位相关不好外,在污泥及污泥施于赤红壤各处理中黑麦与小麦相关均为极显著．上述结果表明,应用小麦幼苗可以替代黑麦幼苗指示土壤中重金属的植物有效性,但同时也应考虑不同植物间的差异。

工业区农田土壤有效态重金属相关性分析及空间分布研究

为了解新疆北疆某工业区对其周边农田土壤中有效态重金属含量及空间分布的影响,以新疆北疆某工业区为中心,采集其周边农田0~20 cm 254土壤个样品,分别测定样品中的Cr、Cu、Zn、Pb和Ni等5种有效态重金属含量、重金属全量、p H值和有机质含量。运用SPSS 21.0对样品中有效态重金属、重金属全量、p H值和有机质进行相关性分析,采用地统计学程序GS+对数据进行拟合选取最佳模型,再用Arc GIS 10.1进行插值分析研究区重金属的空间分布。结果表明,5种有效态重金属变异系数较大,说明其来源受到外界因素的影响。相关性分析结果表明,Cr、Cu、Zn、Pb、Ni与重金属全量均呈极显著相关,除Zn与p H值、有机质为显著相关外,受测的其他重金属与p H值、有机质均为极呈显著相关。结合对插值图与风向图的分析,在工业区的东南方Ni、Pb、Cu含量较高,其主要来源与工业区的气体、粉尘等排放有关。而Cr和Zn来源于化肥和农药,地膜也是Cr的来源之一。

陕北公路旁土壤有效态重金属含量及空间分布特征

以210国道延安市宝塔区川口村、牛圈沟村路段旁具有代表性的农田土壤为研究对象,分别测定土壤有效态Mn、Cr、Cd、Pb、Ni、Cu含量及土壤有机质、pH等理化性状,并对土壤有效态重金属含量及空间分布特征进行分析,同时采用SPSS 22.0统计分析软件对土壤有效态重金属含量及土壤理化性状间作相关性分析。结果表明:采样点土壤有效态Mn含量最高,在4.89~9.29 mg·kg^(-1)之间,有效态Cd含量最低,在0.007~0.031 mg·kg^(-1)之间,各有效态重金属的含量由高到低依次为Mn>Cu>Ni>Pb>Cr>Cd;土壤有效态重金属空间变化特征表现:在路肩距离0~40 m范围内有效态重金属含量随路肩距离的增加而降低,且降低的幅度较大,40 m之后其值变化不大;相关性分析表明土壤有效态Cd与土壤粘粒之间呈显著负相关,相关系数为-0.19;有效态Mn、Cu与土壤盐分、有效态Cu、Cd与pH之间呈显著或极显著正相关,土壤有效态重金属含量主要与粘粒含量、盐分和pH有关。

土壤灭菌和杀真菌剂对大豆生长和重金属累积的影响

【目的】研究土壤灭菌和杀真菌剂(苯菌灵)对大豆生长和重金属累积的影响。【方法】以污染农田土壤为基质开展室内盆栽试验,在土壤灭菌和施用苯菌灵的条件下,测定大豆的生长指标、叶绿素含量、抗氧化生理指标、重金属(铅、锌、镉和铜)含量与累积量以及土壤重金属有效态含量。【结果】与原状土壤相比,土壤灭菌处理导致大豆株高、茎叶和果实生物量分别降低21.00%、43.92%和44.47%,但可以使根系生物量增加56.57%。土壤灭菌和施用苯菌灵处理均可显著增加土壤有效态铅含量,增幅分别为160.62%和179.00%;均可显著降低土壤有效态锌含量,降幅分别为33.82%和17.37%。土壤灭菌还可显著增加大豆根系中的锌、镉含量以及铅、锌、镉、铜累积量,显著降低大豆茎叶和果实中的铅、铜累积量,增加铅、锌和镉的富集系数。施用苯菌灵可显著增加类胡萝卜素以及茎叶和根系中的铅含量,增幅分别为77.00%、36.87%和12.43%;显著增加大豆茎叶中的铅累积量;显著增加铅的富集系数和转运系数;但对大豆生长、抗氧化生理及其他重金属累积无显著影响。【结论】完全消除土壤微生物抑制了大豆的生长,并显著降低了大豆对重金属的耐性与累积能力,说明土壤微生物在大豆生长和重金属耐性方面有重要作用。

苏州河底泥重金属形态和生物有效性分析

为深入了解重金属污染物的毒理性和生物有效性，研究了苏州河7个不同断面底泥SEM／AVS的沿程分布及5种同步提取的重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的化学形态分布。结果表明，各采样点SEM／AVS比值均在0．17～079范围内，没有表现出很强的毒理性，但上游底泥重金属的生物有效性普遍低于下游河段；底泥中与挥发性硫化物结合较多的重金属有Ni、Zn，Cd却很少与挥发性硫化物结合；重金属Zn在SEM总量中所占的比例最大；Zn与SEM／AVS之间负相关性系数高达-0．61916，是影响底泥重金属生物有效性的重要影响因素，然后依次为Ni、Pb、Cu、Cd。藻类实验表明，苏州河的表层底泥（浮泥层）也没有表现出明显的生物毒性，且富含某些有利于藻类生长的营养物质。