外加氮源在Cd超标菜地上的应用效果

探讨外加氮源对Cd超标菜地不同叶菜吸收Cd及土壤Cd有效性的影响,以明确施氮对土壤Cd的影响效应,并试图对不同氮源的应用效果进行综合评价,为合理利用氮肥来降低叶菜Cd含量提供参考。在Cd含量为0.628 mg·kg?1的Cd超标菜地上,试验研究了氮用量水平为150 kg·hm?2时,4种氮肥(尿素、硝酸钙、硝酸铵、碳酸氢铵)对矮脚葵扇黑叶白菜(Brassica chinensis L.)和白梗尖叶苋菜(Amaranthus mangostanus L.)Cd含量、品质及土壤Cd有效性的效应。结果表明,田间条件下,与不施氮处理相比,4种氮肥均不同程度地增加了Cd超标菜地上2种叶菜产量,降低了其地上部和根系Cd含量。4种氮肥中,尿素对白梗尖叶苋菜的增产效果最好,增产幅度达47.5%;碳酸氢铵对葵扇黑叶白菜的增产效果最好,增幅达59.7%;硝酸钙降低2种叶菜地上部和根系Cd含量的效果均优于其他氮肥,该处理的白梗尖叶苋菜地上部和根系Cd含量分别比对照降低41.6%和24.1%,葵扇黑叶白菜降低32.2%和25.9%。4种氮源对2种叶菜地上部Cd吸收总量、NO3?-N、NO2?-N、维生素C及可溶性糖含量等的影响各异,对土壤p H和DTPA-Cd含量影响也不同。其中,硝酸铵处理的土壤p H分别比对照降低0.12和0.25个单位,而土壤DTPA-Cd含量则显著增加15.3%和14.6%;碳酸氢铵处理则呈相反变化趋势。综合评价结果显示,4种氮肥的综合加权平均值均高于对照处理,以硝酸钙相对最高,表明硝酸钙在Cd超标菜地上的综合应用效果相对最好。因此,在Cd超标土壤上,硝酸钙可作为优选氮源使用。

某市Cd超标地块土壤修复效果评估

某市一地块由于Cd超标河道疏浚底泥的堆放,导致土壤中Cd超标。对污染土壤采用龙葵和商陆进行了植物修复,添加了生石灰实现农艺调控,最终达到了土壤中Cd达标的效果。在修复完成后进行多点多次采样检测及修复效果评估,结果表明:修复后土壤中Cd含量为0.07-0.60 mg/kg,远低于评估目标值3.0 mg/kg,达到修复要求。试种植的玉米中Cd含量均未检出,蚕豆样品中Cd含量检出浓度均低于食品中Cd限量指标,达到了食品安全标准。

植物塘+人工湿地+吸附池系统净化灌溉水中镉

为去除南方稻田土壤重金属Cd超标的主要输入源之一灌溉水中的Cd,构建了"沉砂池+植物塘+人工湿地+吸附池"组合工艺系统。结果表明,根据GB 5084-1992灌溉水质标准,该区灌溉水超标率高达82.69%,且水中可溶态Cd含量较高,平均为56.34%,潜在危害性大。经处理后水中可溶态Cd平均去除率为94.72%,全量Cd平均去除率为94.78%,贡献率主要集中在植物塘。可溶态Cd和全量Cd的去除2个植物塘的贡献率共占70.92%和70.13%。组合工艺可有效地处理去除灌溉水中Cd,且系统依据地势采用无动力自流设计运行费用低,具有较强的推广潜力,可为Cd超标灌溉水的净化与稻田安全生产提供科学参考与数据支持。

稻田土壤与稻米中的镉含量关系初探

2012年选择河流灌溉水稻种植区域对稻田土壤和稻米中镉(Cd)污染关系进行调查。结果表明:该区域稻田土壤重金属镉含量范围在0.02~2.45 mg/kg之间,存在一定的镉污染风险,但目前主要以轻度污染为主;土壤镉含量与稻米镉呈显著正相关关系(P【0.05),未超标土壤仍表现一定的稻米Cd污染。进一步利用稻米-土壤的Cd相关方程推算出稻米Cd超标的稻田土壤Cd阈值为0.27 mg/kg,接近国家《土壤环境质量标准GB15618-1995》中Ⅱ类土壤环境质量执行二级标准,该阈值可为当前该区域水稻安全生产提供科学参考。

几种修复措施对Cd淋失及土壤剖面运移影响

采集典型Cd超标稻田土壤开展室外盆栽实验,选取石灰、生物炭、苎麻、苎麻＋有机酸EDTA添加强化富集植物等当前具有大田推广潜力的重金属超标土壤修复措施为研究对象,分析降雨、土壤双重酸性环境不同修复措施下土壤剖面有效态Cd含量变化及其径流流失特征.结果表明,生物炭（2%质量分数添加量）相比其他处理可显著提高土壤p H,苎麻添加EDTA则明显降低了土壤p H.同次降雨事件中,苎麻处理所产生的径流水样中水溶态Cd质量浓度显著高于水稻降雨排水,水稻生物炭添加处理径流水Cd质量浓度明显低于石灰添加及其他各处理,苎麻添加EDTA后径流水Cd质量浓度比苎麻显著升高,石灰处理（0.3%质量分数添加量）对土壤p H、径流水Cd质量浓度影响不明显.实验周期内,径流水Cd的质量浓度呈现春季高于夏季的特征.生物炭添加可显著降低0~20 cm土层有效态Cd含量且具一定持续效应,EDTA添加则显著提高了0~20cm土层有效态Cd的含量,而添加一段时间后含量则明显降低,但20~40 cm土层有效态Cd含量则略高于其他处理,具有一定的次表层土壤Cd活化效应.综上,生物炭等碱性固化材料添加修复措施可降低Cd污染土壤对地表受纳水体、土壤剖面下移的污染风险,而有机酸强化植物修复技术对地表水、深层土壤Cd污染风险较大,因此有机酸强化植物修复措施在大田推广时应充分考虑重金属的二次污染风险.

撒施阻控材料快速去除上覆水Cd对的室内模拟研究

湘中矿区塘、水库等灌溉水体及其底泥重金属超标问题日益凸显,研究选取石灰、水稻秸秆生物炭和人造沸石等3种环境友好型土壤重金属阻控材料,通过室内玻璃柱模拟静止水体实验探讨水面缓慢撒施阻控材料对上覆水重金属Cd去除与底泥Cd有效性影响。为期60 d的实验结果显示,1%(0~20 cm表层底泥质量分数)的单一石灰、生物炭、沸石与石灰+生物炭+人造沸石配方(质量比1∶1∶1)4种处理均可明显快速去除上覆水中水溶态Cd质量浓度,其中石灰效果最佳,沸石效果最差,石灰与3种阻控剂组配处理均可使上覆水中水溶态Cd质量浓度由20μg·L^(-1)以上降至10μg·L^(-1),符合我国灌溉水Cd的限定标准。阻控材料自然沉积在底泥表面后对5 cm处底泥水溶液Cd质量浓度具有一定的消减效应,沸石效果优于石灰、生物炭处理,其中"石灰+生物炭+沸石"的不同粒径阻控材料组配方式效果最佳。石灰、生物炭、沸石及3种阻控剂组配处理60 d后底泥pH值依然略高于对照,差异不显著,但可交换态Cd含量明显低于对照。结果可为塘库型水体上覆水及底泥Cd等重金属污染的生态风险降低及控制措施研究提供科学参考与方法指导。