皂角苷络合洗脱污灌土壤中重金属的研究

选择白银污灌土样为供试样品,采用振荡离心法研究了生物表面活性剂皂角苷(saponin)在不同浓度、pH值和离子强度条件下对供试土样中重金属的解吸影响,并采用Tessier法对解吸前后土样中的重金属形态进行了测定.结果显示,随皂角苷浓度增加,重金属解吸率随之增加,在皂角苷浓度为3%时,Cu、Cd、Pb、Zn解吸率分别达到43.87%、95.11%、83.54%和20.34%,而水及合成表面活性剂单独冲洗对重金属解吸率最大不超过5%;并且发现随土壤pH值增加,重金属解吸率逐渐减小;离子强度对Pb、Zn影响不大,而Cu、Cd随离子强度增大解吸率减小.比较冲洗前后重金属形态的变化,发现Cu、Cd、Pb、Zn元素的可溶态、碳酸盐结合态减少均达50%以上,Pb残渣态也减少60%左右,并且重金属氧化物结合态和有机态含量也有减少.说明皂角苷与重金属形成稳定的可溶性络合物,大大降低了土壤对重金属的吸附,从而降低了土壤中重金属的毒性和生物可利用性,表明皂角苷对污灌土样中重金属具有较好的淋洗去除效果.

表面活性剂强化EDTA络合洗脱污灌土壤中重金属的试验研究

在实验室条件下研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)和重金属洗脱螯合剂EDTA对土壤中Cd、Pb的解吸去除作用,同时研究了加入SDS和Brij35后对EDTA解吸污染土壤中Cd、Pb作用的影响,并对解吸前后重金属在土壤介质中形态变化进行了测定。结果表明,加入表面活性剂SDS可使EDTA对Cd的解吸量由61.67%增加到79.68%、对Pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。在EDTA浓度较小时,加入SDS对Cd、Pb的解吸产生拮抗作用,抑制了EDTA对污染土样中Cd、Pb的解吸;随着EDTA浓度的不断增加,加入SDS与EDTA产生明显的协同增溶作用;表面活性剂Brij35具有相同的增溶作用,但增溶效果不如SDS。比较复配解吸前后重金属形态变化,可溶态、碳酸盐结合态较解吸前减少60%￣90%,大大降低了污灌土壤中重金属的毒性和生物可利用性。试验结果可为利用表面活性剂与EDTA复配提高重金属在土壤介质中的解吸率提供理论依据,并可应用于污灌土壤中重金属的冲洗治理。

北京城郊污灌土壤-小麦(Triticum aestivum)体系重金属潜在健康风险评价

为探讨城郊污灌土壤-小麦体系中重金属Cu、Cd、Cr、Pb和Zn的迁移富集特征及潜在健康风险,选取北京城郊污灌区24块代表性小麦(Triticumaestivum)样地,运用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS)测定了土壤及小麦籽粒中消解态Cu、Cd、Cr、Pb和Zn含量。结果表明,污灌土壤中Cu、Cd、Cr、Pb和Zn的均值含量分别为26.51、0.24、101.29、28.04mg.kg-1和85.59mg.kg-1,高于北京土壤元素背景值,已出现积累现象;小麦籽粒中5种重金属含量顺序为Zn(52.38mg.kg-1)>Cu(6.09mg.kg-1)>C(r4.62mg.kg-1)>Pb(0.17mg.kg-1)>Cd(0.04mg.kg-1),其中Cr、Zn含量超出国家标准限值,食品安全需引起关注。在以污灌区小麦粉为主要食源条件下,健康风险评价显示:北京城郊污灌区单一重金属风险系数(HQ)尚未达到显著水平,但是郊区成人和儿童的5种重金属综合健康风险均大于1,4种不同人群的风险系数(HQ)和风险指数(HI)有相同的影响顺序,即郊区儿童>郊区成人>城区儿童>城区成人;5种重金属中,Cr所占风险比例最小,由Cu和Zn所引起的健康风险所占比例最高。表明对北京城郊污灌区小麦籽粒主要消费区域和流通渠道以及由此引发的居民(尤其郊区儿童和成人)重金属健康风险需要予以关注,预防食品安全危害的发生。

污灌土壤对铅的吸附和解吸特性

为了解污灌土壤对铅的吸附-解吸机制,进行不同条件下的吸附-解吸试验。结果表明:污灌土壤对铅的吸附量随铅初始浓度的增大,呈现先强烈吸附再缓和的过程。Langmuir模式对污灌土壤等温吸附铅的拟合效果最好,其饱和吸附量为7.84mg/g。亚砷酸盐的存在会阻碍污灌土壤对Pb2+的吸附,亚砷酸盐加入前后污灌土壤对铅的吸附率从99.9%～100%下降到97.8%～99.0%。加亚砷酸盐条件下污灌土壤对铅的等温吸附模式以Freundlich模式的拟合效果最好。污灌土壤对吸附态铅的解吸量随解吸振荡时间的延长而不断增加,且解吸率随时间增加总体趋于降低。Elovich方程和幂函数方程均能很好地拟合污灌土壤对铅的解吸动力学过程,尤其是Elovich方程的拟合效果最为显著。

腐殖酸对污灌土壤中Cu、Cd、Pb、Zn形态影响的研究

选用白银地区污灌土壤为供试样品,在土样中分别加入腐殖酸、EDTA、柠檬酸三钠和乙酸,采用连续浸提法对比研究了外源腐殖酸对污灌土壤中有毒重金属不同形态的影响.实验结果表明,在污灌土壤中添加腐殖酸可改变土壤对重金属不同形态的吸持能力,使具有直接生物毒性的重金属可溶态急剧减少60%～80%,重金属氧化物结合态、碳酸盐结合态及有机结合态增加,从而降低重金属在土壤中的流动性﹑活性和生物可利用性.

污灌土壤有机提取物对原代大鼠肝细胞DNA损伤的研究

[目的]研究污灌土壤有机提取物对原代大鼠肝细胞DNA的损伤。[方法]选取A、B、C3类污灌农田土壤为研究对象,地下水灌溉的土壤D为对照,采用超声振荡法提取土壤中的有机污染物,并用彗星试验检测土壤有机提取物对原代大鼠肝细胞DNA的损伤情况。[结果]A、B、C、D3个剂量组(0.3g/ml,0.6g/ml,0.9g/ml)土壤有机提取物均可导致DNA迁移长度增加,拖尾率增高;A、B、C与D组相同染毒剂量比较,DNA迁移长度增加,拖尾率增高。[结论]A、B、C、D中均含有大量的DNA损伤物质,且A、B、C所含有机物的毒性要强于D.

模拟再生水灌溉下污灌土壤中盐分离子交换运移的试验研究

为研究再生水灌溉下原污灌区土壤中主要盐分离子交换运移规律,采用有污水灌溉背景的两种质地土壤,根据再生水的基本性质及其盐分离子组分,配制4种浓度水平的入渗液,进行土柱模拟试验。结果表明,不同质地土壤在低Na+配制液淋洗下的穿透曲线都出现下凹现象,但Na+在壤土中富集的表现并不显著,而在粉质砂壤土中部分Na+吸附累积时间较长;模拟再生水入渗溶液中不同组分的盐分离子在不同程度上影响污灌土壤中发生的离子化学反应的进行,导致各处理下Na+穿透时间发生显著差异;长期再生水灌溉会对HCO3-含量较高且粉粒比重大的土壤的入渗等性能产生更为不利的影响。

利用umu/SOS实验评价污灌土壤的遗传毒性

利用umu/SOS显色实验评价北京市郊污水灌溉土壤中遗传毒性物质的积累,得到表征样品遗传毒性大小的β-半乳糖苷酶诱导活性(IU值).以达到阳性时诱导比率R=2(试验管IU值/对照管IU值)需要的土壤重量来反映土壤样品的相对遗传毒性.R值起初随着96孔板每孔土壤样品量的增大而增大,但在达到某一定值后呈现稳定,此时各土壤样品投加量均为每孔约含10mg土壤.用剂量效应曲线中线性段的斜率作为标准,判断出遗传毒性物质为性质相同的一类污染物,根据相关资料推测主要是由于多环芳烃类污染物积累.

污灌土壤中氟及硫的形态分布特征

以乌鲁木齐雅马里克山的石灰性土壤为研究对象，采用连续提取法和分步提取法对土壤氟和硫的化学形态进行了测定，研究了不同水质及外源对土壤氟和硫各形态的含量及其分布的影响。结果表明土壤氟主要以残渣态为主，占全氟含量99．5％以上。各形态氟呈残余态氟〉有机束缚态氟〉水溶态氟〉可交换态氟〉铁锰结合态氟的趋势。不同水质浇灌后，土壤硫主要以有机硫为主，占71．5％～81．2％。并且呈现有机硫〉盐酸可溶性硫〉水溶性硫〉吸附性硫的趋势。外源物质对土壤理化性质及对土壤中氟和硫各形态有不同程度的影响。土壤氟和硫各形态之间以及各形态与土壤理化性质之间的相关性分析表明，全氟与残余态氟极显著相关。土壤全硫与有机硫之间具有十分密切的相关性。土壤pH值、有机质和CaCO3含量是影响土壤中氟及硫赋存形态的主要土壤因子。

污灌土壤中硫的积累及形态分布特征

铜矿硫酸盐废水灌溉的农田，土壤中水溶性硫和吸附性硫大幅度提高，且均有向下层土壤迁移的能力；盐酸可溶性硫增幅较小，且主要沉积在表层土壤。铜矿尾砂废水对土壤酶活性有较强的抑制作用，从而使污灌土壤中有机质含量增加，有机硫含量明显上升。土壤在强还原状态，大量的可溶性硫酸盐转化为硫化物是造成晚稻生长受害的主要原因。

北京地区3种污灌土壤镉最大吸附容量的推求

土壤对重金属的吸附容量是土壤重金属污染风险评价的一项重要指标,研究土壤对重金属的最大吸附容量对加强土壤环境的科学管理具有重要意义.采用阳离子交换量、平衡吸附方程和实验实测法推求了北京地区3种污灌土壤对重金属镉的最大吸附容量.由阳离子交换量(CEC)推求的北野厂、衙门口和永乐店3种污灌土壤对镉的最大吸附容量分别为:4822、4148和4721mg·kg-1;由单表面Langmuir方程推求的3种污灌土壤对镉的最大吸附容量均为5000mg·kg-1,由传统双表面Langmuir方程推求的3种土壤对镉的最大吸附容量分别为7040、6950和6994mg·kg-1,由双表面Langmuir方程的Sposito方法推求的3种污灌土壤对镉的最大吸附容量均为6200mg·kg-1;恒温25℃条件下,上述3种污灌土壤对镉的单分子层最大吸附容量实测值分别为5700、5600和5600mg·kg-1,多分子层最大吸附容量实测值分别为9000、8000和8120mg·kg-1.比较而言,双表面Langmuir方程是目前推求污灌土壤对镉最大吸附容量的较好方法.

太原市小店区污灌土壤重金属形态分布特征

在太原小店污灌区,采用田间试验,系统研究了污灌土壤中不同形态重金属Pb,Cr,Cd的含量和在1 m土壤中的垂直分布规律,以及玉米、小麦和大豆对Pb,Cr,Cd的吸收分布特性。结果表明,试验区土壤中全量Pb,Cr,Cb含量均为太原市环境背景值的2-5倍;Tessier法浸提态Pb,Cr,Cb含量均随土壤深度增加而逐渐减少,种植玉米、小麦和大豆对其分布规律没有影响;污灌土壤中Pb和Cr以残渣态为主,Cd以有机物结合态和铁锰氧化物结合态为主。

污灌土壤中氨氮转化及其转化速率研究

本文对污灌土壤中的氨氮转化及其转化速率进行了模拟实验研究．结果表明，随污灌进入土壤中的氨氮迅速转化为硝酸盐氮和气态氮。其转化速率的影响因素主要是气温、土壤ｐＨ值和土壤通气条件。例如在气温１９～３５℃、土壤ｐＨ值８．２～８．６和土壤通气良好的条件下，氨氮在３天内转化８０％；１４天内转化９８％。

典型污灌区土壤中Cd的形态、有效性及其影响因子

采集了北京、山东、天津、河北及辽宁5个典型污灌区土壤,外源添加1.20mg/kg的Cd,经过30d老化后,研究了不同污灌区土壤中小麦Cd的吸收、转运系数,同时利用离子色谱及WHAM6.0模型对污灌区土壤溶液性质及自由Cd^(2+)形态等进行了测定.结果表明,不同污灌区土壤中,小麦根、茎叶对Cd的富集系数(BCF)与植株体内Cd的根-茎叶转运系数(TF)有显著差异;二种不同Cd敏感性小麦茎叶对土壤Cd的富集系数为0.064~0.465,最大相差626.5%,不同污灌区土壤Cd的富集系数大小表现为辽宁棕壤最大,山东棕壤最小;植株根-茎叶Cd转运系数(TF)表现为河北褐土>辽宁棕壤~北京潮土>天津潮土>山东棕壤.不同污灌区土壤中,自由Cd^(2+)形态含量与Cd植物有效性呈显著正相关;植株根、茎叶中Cd含量与土壤中自由Cd离子含量的负对数[p(Cd^(2+))]呈显著(P<0.001)的负相关关系,方程分别为:y=-3.3106x+17.681(R^2=0.929);y=-0.3389x+1.7743(R^2=0.916).外源添加1.20mg/kg Cd土壤中,溶液自由Cd^(2+)形态的变化值[△p(Cd^(2+))]与pH值、EC含量呈正相关,而与溶液中Cl^-、Na^+、Ca^(2+)含量呈负相关.由此可以推断,由污灌引起的土壤中Cl^-、Na^+、Ca^(2+)等离子含量的增加将导致土壤中Cd环境风险增大.

某污灌区土壤有机污染物成分分析

[目的]了解污灌区土壤中有机物污染现状,为研究污灌区土壤污染特征提供实例。[方法]选取某污灌区土壤为研究对象,采用超声振荡法提取土壤中的有机污染物,用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对土样定性定量分析。[结果]该污灌区土壤有机污染物的成分主要为胺类、烷烃类、苯系物及多环芳烃。[结论]该污灌区存在一定程度的有机物污染。

不同种植作物对污灌区土壤铜形态的影响

为弄清在污灌区农田种植玉米、大豆、高粱、向日葵、菊花5种作物对土壤中铜形态的影响,采用Tessier五步连续提取法对种植前后不同形态铜含量进行测定。结果表明:种植5种作物后土壤可交换态铜的含量均有增加,玉米土壤增加率最高,达到25.67%;碳酸盐结合态铜、有机结合态铜含量大致都呈降低趋势,菊花土壤降低率最高,分别达到57.95%和58.6%;铁锰氧化物结合态铜的含量在种植玉米、大豆、向日葵后均有所增加,而种植高粱和菊花后有所降低;残留态铜的含量总体呈降低的趋势。在垂直深度上,可交换态铜的含量在不同土层均表现为增加,其中种植玉米后增加最明显;碳酸盐结合态铜和残留态铜在种植作物后均表现为降低,降低率随土层加深而增加;铁锰氧化物结合态铜和有机结合态铜的变化率在不同土层没有明显的规律性。

太原小店污灌区土壤壬基酚的分布特征

本研究以内分泌干扰物壬基酚(NP)为例,研究了太原小店污灌区土壤NP的污染浓度水平及空间分布特征.结果表明,NP在研究区污灌土壤中普遍存在,含量高低顺序为:污灌区>过渡区>清灌区;总体上离灌渠越远,土壤中NP含量越低;NP含量与土壤有机质(TOC)呈正相关,与土壤p H值呈负相关;在垂直钻孔沉积物中,随土壤深度增加,NP含量逐渐减小,但在一定深度会出现NP的富集层,富集层深度受土壤理化性质的影响,间接反映了该区域的污灌历史及NP的下渗迁移能力.

造纸厂废水灌溉农田土壤中有机污染物的GC/MS分析

[目的]了解污灌土壤中有机物污染现状,以期对我国土壤有机物环境质量标准的完善提供依据。[方法]选取造纸厂废水灌溉农田的土壤为研究对象,采用超声振荡法提取土壤中的有机污染物,并用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)谱库自动检索和标准曲线法对样品进行定性定量分析。[结果]该污灌区土壤含有有机污染物,主要类别有胺类、烷烃类、苯系物和多环芳烃。[结论]该污灌区土壤存在一定程度的有机物污染。

种植陆地棉原位净化污灌区土壤中镉的可行性

为探讨非食源性作物陆地棉应用于土壤中镉原位净化的可行性,选取华北地区城郊污灌区6块代表性陆地棉样地,运用高分辨电感耦合等离子体质谱仪(HR-ICP-MS),测定了土壤及陆地棉根系、秸秆、果壳、纤维、籽粒中消解态全镉含量.结果显示:污灌土壤中w(Cd)平均值为247.26μg/kg,已出现积累现象;陆地棉植株各组织中w(Cd)为果壳(199.1μg/kg)>秸秆(171.8μg/kg)>根系(122.9μg/kg)>籽粒(107.8μg/kg)>纤维(44.8μg/kg);陆地棉植株地上部分w(Cd)的加权平均值为150.2μg/kg,其富集系数(BCF)为0.612,转移系数(TI)为1.22;按陆地棉生物量(干质量)为36 000 kg/hm2计算,种植一季陆地棉可使土壤耕作层中w(Cd)降低2.02μg/kg,降低了0.82%.陆地棉属非食源性经济作物,其地域适应性广,对土壤镉的耐性较强,在污灌区土壤镉的原位净化中具有潜在应用前景.

不同污灌区两种小麦对土壤Pb吸收的主控因子与预测模型

采集我国北方5个典型污灌区0~20 cm土壤,添加250 mg·kg^(-1)的Pb进行盆栽试验,测定不同污罐区土壤中两种不同敏感性小麦对Pb吸收、转化特征,同时利用离子色谱仪及WHAM 6.0化学模型对污灌区土壤溶液性质及自由Pb^(2+)进行测定,探究污灌区土壤中小麦对Pb吸收的主控因子及其预测模型。结果表明,不同污灌区土壤中两种小麦对Pb的富集系数(BCF)及Pb的根-茎叶转运系数(TF)均有显著(P<0.05)差异,Pb敏感性品种轮选987根与茎叶的富集系数均明显高于耐Pb品种白麦126。山东棕壤中小麦对Pb的富集系数最大,而天津潮土的最小,最大相差255.9%;Pb污染土壤中小麦对Pb的富集系数及根-茎叶转运系数(TF)均大于相应的对照处理土壤。小麦根、茎叶中Pb含量与土壤溶液中自由Pb^(2+)含量呈极显著正相关(P<0.01),线性拟合方程分别为:y=0.772x+54.805(R^2=0.904),y=0.087x+12.980(R^2=0.897);基于土壤主控因子的小麦Pb吸收模型表明,不同污罐区土壤小麦中Pb和土壤溶液自由Pb^(2+)含量与土壤pH、OC含量呈负相关,而与土壤溶液Cl^-、Na^+离子含量呈正相关。除了受土壤主要因子影响外,土壤中Cl^-、Na^+含量升高将增加污灌土壤中Pb的环境风险。