干旱区绿洲土壤共存重金属元素形态变化及生物有效性实验分析——以Cd、Zn、Ni元素为例

采用盆栽试验,初步研究了干旱区绿洲土壤—胡萝卜系统中镉、锌、镍3种重金属的形态变化特征及其生物有效性问题。结果表明:供试绿洲土壤原状土中,Cd、Zn、Ni均以稳定的残渣态形式存在,而处理土壤中重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Zn、Ni则主要以铁锰氧化态为主;3种元素的活性大小依次为Cd>Ni>Zn。根据回归分析,元素Zn对胡萝卜块茎和茎叶吸收Zn量贡献最大的分别是Zn的碳酸盐结合态和铁锰氧化态;元素Ni对胡萝卜各部位吸收贡献最大的均为Ni的铁锰氧化态。

重金属Cd和Zn对水生浮游动物大型蚤(Daphnia magna)联合毒性的研究初探

近年来,水体中重金属污染呈现多样化、复杂化,但有关多种金属的联合毒性机制的探讨尚少.选择大型蚤(Daphnia magna)作为受试生物,以蚤体内的超氧化物歧化酶(SOD)活性为毒性指标,初步探讨重金属镉(Cd)和锌(Zn)对水生生物的联合毒性效应.结果表明:无论是在Cd和Zn单独暴露还是联合暴露的情况下,大型蚤体内SOD活性都随时间变化明显,表现为先升高后下降的趋势;Cd和Zn联合暴露下,联合作用表现为拮抗作用;SOD可作为Cd、Zn联合毒性评价的敏感指标.

测定土壤中重金属Pb、Cd、Cu、Zn、Ni前处理方法

对土壤样品的前处理方法进行对比试验,用火焰原子吸收光谱法测定Cu、Zn、Ni,石墨炉原子吸收光谱法测Pb、Cd。结果显示, 消化方法、消化蒸干与不蒸干对测定的准确性影响较大,其中王水+HClO4 消化法体系温度对Pb的回收率影响极大; HNO3 +HClO4 +HF常压消化法和HNO3 +HClO4 +HF密闭容器压力消化法均需用聚四氟乙烯烧杯,由于不透明,不易观测消化过程,很容易出现蒸干现象,影响测定结果。

磷基材料修复铅锌矿山重金属污染研究进展

铅锌矿是典型的有色金属矿,铅锌矿的开采很容易产生重金属的污染。针对开采过程中形成的Pb、Zn、Cd、Cu等污染,磷基材料对其有很好的修复效果。文章对修复铅锌矿重金属污染的磷基材料进行了较为系统的总结。按照磷基物质来源,主要划分为天然物质和人工制剂两大类。磷基物质修复Pb的机制有吸附、表面络合以及形成沉淀等,以沉淀作用为主;修复Cd的机制主要为表面络合和共沉淀,较高的pH值使Cd更易形成沉淀;修复Zn、Cu、Ni的机制主要以表面配位、离子交换和生成非晶体物质为主。磷基材料修复铅锌尾矿重金属的影响因素非常多,影响方式也很复杂,包括各种阴阳离子、pH值、含磷物质的形态和用量、重金属的形态和初始浓度等。各影响因子对不同磷基物质修复效果的影响具有复杂性,这跟磷基物质的多样性,性质差异大有关。目前,磷基物质修复铅锌矿重金属污染的研究仍在理论探索层面,实际应用方面略显不足。未来需要对修复效果的影响因素及微界面过程进行进一步的研究,并加强实际应用推广。

碳酸钙对水稻吸收重金属(Pb、Cd、Zn)和As的影响

选用重金属(Pb、Cd、Zn)和As复合污染土壤进行水稻盆栽试验,结果表明,碳酸钙的添加显著提高了土壤pH值,显著降低了土壤中交换态Pb、Cd、Zn和As的含量,与对照相比,交换态Pb、Cd、Zn和As含量分别最多降低了98.35%,93.72%,98.52%和69.48%。碳酸钙对水稻根、稻谷干重和总生物量没有显著影响,添加量过高时显著降低了水稻分蘖数和茎叶干重,说明过量施用碳酸钙对水稻生长会产生负面作用。因为碳酸钙的添加,水稻植株各部位重金属Zn含量显著降低,糙米中Zn含量最多减少了34.95%;根、谷壳中Pb、Cd含量显著降低,但糙米中含量却未显著降低;水稻各部位As含量均没有显著降低。参照《食品中污染物限量》(GB2762—2012),试验糙米中Pb、Cd、无机As含量均未达到限量标准。显然,碳酸钙的添加降低了Pb、Cd、Zn的生物有效性(水稻根系对Pb、Cd、Zn的吸收累积减少),但并未有效地抑制Pb、Cd向糙米转运;碳酸钙显著降低了土壤的交换态As含量,但并未使土壤中As的生物有效性明显降低(水稻植株各部位的As含量并未显著减少)。

微囊藻水华的资源化利用:吸附重金属离子Cu^(2+)、Cd^(2+)和Ni^(2+)的实验研究

为将捞取的微囊藻水华资源化,用作重金属生物吸附剂,本文研究了在不同金属离子浓度和不同pH条件下微囊藻水华对重金属Cu2+、Cd2+和Ni2+的吸附效果.研究结果显示,重金属离子浓度分别为20.00、60.00、100.00和140.00μg/ml时,150 mg干重微囊藻水华对Cu2+的去除率分别为67.79%、37.47%、35.93%和34.70%,对Cd2+的去除率分别为73.31%、65.87%、60.09%和42.37%,对Ni2+的去除率分别为47.89%、31.87%、28.46%和21.61%.在较低的重金属浓度(20.00μg/ml)下,微囊藻对3种重金属的去除率最高.但从单位微囊藻生物量吸附重金属量来看,金属离子初始浓度越高,吸附重金属的总量越高;在相同金属浓度下,微囊藻水华对3种金属的吸附效率:Cd2+>Cu2+>Ni2+.微囊藻吸附Cu2+的最适pH为5.0,Cd2+和Ni2+均为6.0,20.00μg/ml浓度时去除率分别达到了71.90%、85.67%和55.43%.微囊藻裂解释放的可溶性物质对重金属吸附影响不大.研究结果显示微囊藻水华可作为重金属吸附剂有效地运用于重金属污水处理.

两种外生菌根真菌对重金属Zn、Cd和Pb耐性的研究

纯培养条件下研究菌根真菌对重金属耐性的前提是选择合适的培养方式且保持重金属的有效性 .比较了液体静置、液体摇床和琼脂固体培养 3种方式下Cd对点柄粘盖牛肝菌 (Suillusgranulatus)生长的影响 .筛选后确定液体静置培养是一种比较合适的方法 .运用液体静置培养方法 ,研究了重金属Zn、Cd和Pb对点柄粘盖牛肝菌和卷缘桩菇 (Paxillusinvolutus)生长的影响 ,并利用EC5 0 值评价真菌对Zn、Cd和Pb的耐性 .结果表明卷缘桩菇的CdEC5 0 值低于点柄粘盖牛肝菌 ,但Zn和Pb的EC5 0 值均高于点柄粘盖牛肝菌 ,表明卷缘桩菇比点柄粘盖牛肝菌更耐Zn和Pb 。

两种改良剂对矿区重金属污染土壤中Pb、Cd、Zn的固定效果

对重金属污染土壤分别施加膨润土和磷酸二氢钙2种改良剂,研究了这两种改良剂对土壤中Pb、Cd、Zn的固定效果。实验结果表明:(1)膨润土和磷酸二氢钙均可以降低土壤中交换态Pb、Cd的含量,对交换态Zn含量的影响不明显。(2)随着膨润土的加入量的增加,交换态Pb含量先减少,当施入量为2.0 g.kg-1时,其减少量最大,减少了0.48%,随后交换态Pb含量又呈增高趋势;而交换态Cd、Zn的含量则呈降低趋势,最大减少量分别为7.75%、0.41%。(3)随着磷酸二氢钙施加量的增加,交换态Pb、Cd含量均有明显的降低,且都呈现先减少而后逐渐上升的趋势。当加入4.0 g.kg-1时,交换态Pb减少量最大,减少量为1.31%;当加入1.0 g.kg-1时,交换态Cd含量减少最大,减少了7.99%。而加入的磷酸二氢钙使交换态Zn量增加了,因此磷酸二氢钙不利于Zn的固定。(4)磷酸二氢钙对Cd、Pb的固定效果优于膨润土。

闽东滨海湿地不同起源秋茄林重金属元素Zn、Cd、Cu的累积与分布特征比较

通过设置典型样地,对闽东滨海湿地不同起源秋茄林重金属元素Zn、Cd、Cu的吸收、累积与分布特征进行测定、分析和对比.结果表明:秋茄天然林植株Zn、Cd、Cu的平均含量分别为(19.21±0.039)、(1.30±0.111)和(30.07±0.042)mg.kg-1,依次是人工林的1.28、1.16、0.60倍;天然林表层(0-30 cm)土壤Zn、Cd、Cu的平均富集系数分别为0.767、0.339和1.464,依次是人工林的4.62、1.45、1.30倍;秋茄天然林Zn、Cd、Cu的现存累积量分别为304.33、21.78和396.86 mg.m-2,依次是人工林的4.78、2.06、1.58倍;而Zn、Cd、Cu在人工林林地土壤中的平均储量分别为9682.44、489.61和5287.46 mg.m-2,依次是天然林的1.10、1.18、1.54倍.

重金属Zn^(2+)·Cd^(2+)对田菁生理生化指标的影响

[目的]研究重金属Zn2+、Cd2+对田菁生理生化指标的影响。[方法]以田菁幼苗为试验材料,在水培条件下,研究了Zn2+、Cd2+对田菁幼苗生理上的毒害。[结果]Zn2+、Cd2+对田菁幼苗毒害作用显著。随着Zn2+、Cd2+胁迫浓度的增高,田菁叶片叶绿素含量表现为先增高而后降低的趋势;可溶性蛋白含量表现为下降趋势;脯氨酸含量表现为上升趋势;SOD与POD活性表现为先升高而后降低的趋势。Zn2+、Cd2+对田菁幼苗的毒害作用强度不同,Cd2+表现出更强的毒害作用。[结论]该研究为了解海滨地区的重金属污染状况,治理生态环境提供了参考依据。

不同木薯品种对重金属Cu Zn Cd累积差异及健康风险分析

木薯在污染土壤上的生物修复和能源植物利用方面具有巨大潜力。为探究不同木薯品种重金属Cu、Zn、Cd的吸收转运差异及人体暴露风险评估,选取华南地区生产上常用的三个木薯品种(华南5号、华南205号、华南8号)进行污染小区试验。结果表明,华南8号在三个木薯品种中产量最高,在宁西样地可达53 125 kg·hm^(-2),三个木薯品种各组织器官中Cu、Zn、Cd的含量均表现为:茎>叶>块根;进一步比较发现,华南8号对三种重金属的总富集量系数最大,其中Cu为4.30、Zn为2.86、Cd为2.80,适宜在中轻度污染土壤上推广种植。靶标危害系数方法(THQ)计算结果显示,宁西样地三个木薯品种通过块根途径暴露接触重金属对成人和儿童均具潜在健康风险。

稻壳生物炭对矿区重金属复合污染土壤中Cd、Zn形态转化的影响

明确稻壳生物炭的农业生态效应对合理利用其修复矿区重金属复合污染土壤具有重要意义。通过盆栽试验,研究了稻壳生物炭不同施用量(0、5、10、20、50、100 g·kg^(-1))对重金属复合污染土壤p H、CEC和Cd、Zn赋存形态转化的影响。结果表明:与对照相比,稻壳生物炭的添加使土壤p H升高0.18~0.29个单位,CEC提高32.89%(5.68 cmol·kg^(-1));同时,重金属复合污染土壤中弱酸提取态Cd、Zn分别降低21.88%、19.63%,氧化态Cd、Zn分别降低24.12%、18.62%,可还原态Cd、Zn分别降低13.72%、8.97%;而使残渣态Cd、Zn分别升高115.56%、39.45%。综上所述,稻壳生物炭的添加提高了矿区重金属复合污染土壤的p H和CEC,促进了重金属复合污染土壤中Cd、Zn的弱酸提取态、可氧化态和可还原态向化学性质稳定的残渣态转化,降低了土壤重金属的有效性,实现了对重金属复合污染土壤的修复。

杨树吸收富集矿山流域污染土壤重金属的研究

为探究杨树修复矿山流域重金属污染土壤的性能,选取安徽省铜陵市某矿山流域,对其中8个采样点内人工林美洲黑杨(Populus deltoides W. Bar-tram ex Marshall)和立地土壤进行取样,测定了土壤和杨树不同部位Cd、Zn、Cu、Pb和As的含量。参考农用地土地管控标准(GB15618—2018)可知,所有采样点土壤中Cd和Pb的含量均超过农用地风险筛选值;矿山和流域下游土壤中Cd、Pb和As的含量超过农用地土壤风险管控值,Zn和Cu的含量超过农用地风险筛选值。杨树在重金属不同污染程度上的立地土壤中均生长良好,表现出较强的耐受性。从8个样点重金属的平均富集系数(BCF)和转运系数(TF)来看,杨树对Cd的富集转运能力最强,平均BCF达到5.5,平均TF达到1.83,不同部位中树叶富集转运能力相对最强而树枝和树干最弱;对于其他重金属,除树叶Zn的平均BCF达到1.63外,杨树不同部位Pb、As、Zn和Cu的平均BCF均小于1,其中Pb和As的平均BCF均小于0.01,表现出极差的富集能力;杨树对Pb的平均TF小于1,对As、Zn和Cu的平均TF均大于1,在低富集能力水平下表现出较好的转运能力。因此,杨树可作为以Cd-Zn为主的重金属污染土壤的修复树种。

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤中10种重金属元素

利用硝酸、盐酸、氢氟酸混合液和微波消解仪密闭消解样品,建立了一种微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定土壤中铜、铅、锌、锰、钒、铬、镉、镍、锡、铊10种重金属的分析方法。取0.1000 g土壤样品于消解罐中,采用4 mL硝酸+1 mL盐酸+1 mL氢氟酸消解体系按照设定程序进行微波消解,冷却,定容后利用电感耦合等离子体质谱法进行。结果表明,以铑元素作为内标,10种重金属元素在一定的质量浓度范围内与其信号强度呈线性关系,线性相关系数均不小于0.9998,检出限为0.010~0.92 mg/kg。对3种标准物质进行测定,测定值的相对标准偏差为2.89%~7.72%(n=10),相对偏差为-5.95%~4.11%。该方法分析流程简单,工作效率高,检出限低,适合大批量土壤样品的多元素同时分析。

Cd/Zn及Cd/Zn/Ni复合污染对胡萝卜生长吸收特征的影响

利用盆栽试验对胡萝卜在不同浓度Cd/Zn及Cd/Zn/Ni复合作用下的重金属吸收效应进行了研究。结果表明,在Cd/Zn/Ni和Cd/Zn复合污染条件下,胡萝卜茎叶和块茎干重与对照土壤比较均受到显著影响(P<0.05),尤其是含Ni组合,在Ni浓度达到250mg·kg-1后,胡萝卜块茎和茎叶生物量都锐降(P<0.01)。对比不同剂量下两组合富集系数(EF)和转运系数(TF)的结果发现,含Ni组合中,Cd、Zn、Ni3种重金属在不同迁移界面以及不同浓度水平时的活性不同:在土壤-胡萝卜块茎迁移界面,当土壤中Cd、Zn、Ni浓度分别在0.35～1.8、50～300mg·kg-1以及60～250mg·kg-1之间时,活性大小为Cd>Zn>Ni;当其浓度分别达到3.5mg·kg-1(Cd)、600mg·kg-(1Zn)以及500mg·kg-(1Ni)时,活性大小变为Zn>Ni>Cd;而在胡萝卜块茎-茎叶界面,Cd的活性在任何浓度水平下始终最大,当Zn、Ni浓度分别在50～180mg·kg-1以及60～170mg·kg-1之间时,活性大小为Zn>Ni,但在此浓度之后Ni的作用突显,活性大小变为Ni>Zn。非含Ni组合中,在两迁移界面和不同浓度水平下,两种重金属的迁移能力始终为Cd>Zn。此外,在碱性较高的绿洲灌淤土中,Cd、Zn、Ni之间的交互作用表现为Ni与Cd的拮抗作用,以及Ni与Zn的协同作用。

水体中重金属镉和锌对大型蚤联合毒性效应的初步研究

为了初步探讨重金属镉(Cd)和锌(Zn)对水生生物的联合毒性效应,以大型蚤(Daphnia magna)为研究对象,以蚤体内的金属硫蛋白(MT)含量为毒性指标,研究了重金属Cd和Zn对大型蚤的联合毒性作用.结果表明:Cd和Zn单独暴露下,大型蚤体内MT含量随水体中重金属浓度升高而升高,呈幂函数关系;Cd和Zn联合暴露下,蚤体内MT含量随联合浓度的升高呈先上升后下降趋势;在较低浓度时Cd、Zn表现为协同作用,在中等浓度时表现为相加作用,在较高浓度时表现为拮抗作用;MT可作为Cd、Zn联合毒性评价的敏感指标.

重金属镉、铜、镍复合污染对土壤酶活性的影响

采用回归正交设计方案,研究了Cd,Cu,N i复合污染对6种土壤酶(脲酶、转化酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶)活性的影响。结果表明:6种土壤酶活性与Cd,Cu,N i复合污染之间均呈显著或极显著的相关关系,但Cd,Cu,N i复合污染对各种土壤酶活性的影响存在着明显差异。在复合效应影响中,重金属对土壤酶活性的抑制效应顺序为:Cd>Cu>N i,Cd,Cu对土壤酶的活性多表现为抑制作用,而N i多表现为激活作用,Cd,Cu,N i对磷酸酶均表现出一定的激活效应。Cd,Cu,N i复合污染对脲酶和脱氢酶具有相当大的毒性。因而认为脲酶、脱氢酶活性可作为指示土壤Cd,Cu,N i复合污染程度的主要预警指标。

武汉地区湖泊沉积物重金属的分布及潜在生态效应评价

对武汉地区6个湖泊沉积物重金属元素Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、As、Cr、Ni的空间分布特征及其潜在生态效应进行研究。调查区的湖泊底泥重金属含量表现出市区内湖泊沉积物的重金属含量普遍高于郊区湖泊,其中墨水湖中重金属含量最高;湖泊沉积物柱重金属元素垂向分布表现为城区受到一定程度污染的湖泊某些元素表现出表层沉积物显著高于底部沉积物含量的特征,而郊区湖泊除Cd外其它元素垂向含量变化不大,说明郊区湖泊受到人为影响较小。利用潜在生态危害指数法对湖泊沉积物进行生态危害评价,显示武汉地区湖泊元素生态危害排序为:Cd>Hg>As>Cu>Pb>Zn;墨水湖沉积物重金属潜在生态危害相对最高,其次是金银湖;其它湖泊重金属生态危害都比较轻,总体而言武汉湖泊重金属生态危害还是较小的。但参照国外沉积物基准的生态数据库阈值,市区受到人为污染较严重的湖泊沉积物可能会对生物产生负面影响。

干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

测定了Cd、Pb、Zn和Ni等重金属在不同处理土壤中的全量和各赋存形态,以及它们在盆栽试验油菜(Brassica cole)中的质量分数,并利用Pearson相关系数分析了该区土壤-油菜体系的生物有效性。结果表明,供试绿洲土壤原状土中,Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在;而在处理土壤中,重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Pb、Zn和Ni则主要以铁锰氧化态为主。根据相关性分析,油菜根部和叶部的Ni质量分数均与土壤中Ni的各非残渣态分布系数有相关性,表明当土壤中Ni以非残渣态存在时,活动性Ni的质量分数较高,其被生物吸收利用的可能性也较大;油菜根部的Zn质量分数与土壤中Zn的碳酸盐结合态分布系数显著的正相关性;油菜各部位Cd和Pb的质量分数与土壤中Cd和Pb的各形态分布系数之间无显著相关关系。

有机络合强化植物修复的环境风险研究 II.不同质地对EDTA淋溶土壤中重金属的动态作用

通过土柱淋溶试验研究了EDTA对不同质地土壤中Cu、Zn、Cd、Pb淋溶作用的影响及其动态特征。结果表明,土壤质地对EDTA淋溶重金属元素的行为有一定的影响,这些金属的淋失主要发生在淋溶初期,可能造成地下水污染的潜在风险。