长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究 Ⅱ.典型污染区农田生态系统中二噁英/呋喃(PCDD/Fs)的生物积累及其健康风险

对长江三角洲地区某典型污染区农田生态系统和部分农产品中多氯代二苯并二嘿英（PCDDs）／呋喃（PCDFs）的污染特征、生物富集及潜在健康风险进行了初步研究。结果表明，该地区局部农田土壤中PCDD／Fs含量及毒性当量平均达556 pg g^-1dw和TEQ 20．2 pg g^-1dw，已在不同农产品中明显积累，其中稻米中PCDD／Fs含量及毒性当量为50．7 pg g^-1dw和TEQ6．4 pg g^-1dw，蔬菜茎叶中为35．2 pg g^-1dw和TEQ6．7 pg g^-1dw；当地家禽鸡肉中PCDD／Fs含量及毒性当量为30．9 pg g^-1ww和TEQ5．7 pg g^-1ww。日允许摄入量（TDI）计算结果表明，经稻米-蔬菜、稻米-蔬菜-鱼腥草、稻米-蔬菜-鱼腥草-鸡肉三种暴露途径至人体的PCDD／Fs日摄入量分别为TEQ67．4、72．1、83．5Pg kg^-1d^-1，均远远超过世界卫生组织（WHO）制定的TDI标准（TEQ 1-4pg ks^-1d^-1）。该地区局部农田生态系统及部分农产品中存在二嘿英类（PCDD／Fs）污染，已构成较大的人体健康风险。

土壤环境质量指导值与标准研究I·国际动态及中国的修订考虑

介绍了国际上土壤质量指导值的研究动态、指导原则及应用功能,提出对中国现行土壤环境质量标准进行修订的若干考虑。基于风险的土壤质量指导值/标准已是国际发展的必然趋势。基于风险的土壤质量指导值/标准的制定,需考虑不同的土地利用方式,设置各种土地利用方式下的一般暴露途径、暴露参数(如暴露周期和暴露频率)和临界风险受体。基于风险的土壤质量指导值/标准多用于污染场地/土壤的风险管理,是潜在污染场地/土壤健康风险初步识别和预测的依据。中国现行土壤环境质量标准的修订,需对标准的功能和宗旨、制定方法论、土地利用方式、土壤污染物迁移对其他环境介质的影响、污染物的种类等方面予以考虑。现行标准修订的最终目的是要建立保护生态和人体健康的“土壤环境和健康质量指导值/标准”,服务于污染场地/土壤的识别及风险管理,同时还需制定保护土壤资源的“土壤自然质量指导值/标准”。

石油污染土壤的生物修复研究进展

对于石油污染土壤的修复,其生物修复具有环境友好、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术。本文较全面地介绍了石油污染土壤生物修复的影响因素、石油污染土壤的生物修复技术,并对该领域今后的研究重点进行了展望。

多环芳烃长期污染土壤的微生物强化修复初步研究

本研究通过室内模拟试验,以急性毒性较强的菲(Phe)和遗传毒性较强的苯并[a]芘(B[a]P)为代表性多环芳烃(PAHs)污染物,以不同C源、通气状况和水分条件为调控因子,对PAHs长期污染土壤的土著微生物强化修复进行初步研究。结果表明,搅动处理使污染土壤中Phe和B[a]P的降解率分别达59.44%和26.14%,而淹水处理使两者降解率分别达46.48%和13.27%。添加C源(淀粉和葡萄糖)处理提高了土壤中PAHs的降解率,且随着C源的施用量而增加。同时也发现污染土壤中PAHs降解菌和微生物总量呈正相关,并随着PAHs降解菌数量的增加,土壤中PAHs降解率也随之提高。可见,土壤中PAHs降解速率主要决定于PAHs的降解菌数量。

土壤环境中多环芳烃的微生物降解及联合生物修复

研究土壤环境中持久性有机污染物的生物降解及其生物修复技术是当今国际环境修复科学技术前沿领域的重要课题。本文重点论述了土壤环境中持久性有机污染物多环芳烃的微生物降解机理及其在生物修复中的应用等,并结合当前研究进展,展望了基于多种修复措施相结合的多环芳烃污染土壤联合生物修复工程技术的开发与应用前景。

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究I·典型污染区农田土壤中多氯代二苯并二噁英/呋喃(PCDD/Fs)组成和污染的初步研究

通过同位素稀释高分辨率气相色谱．质谱方法(HRGC／HRMS)对长江三角洲地区某典型污染区农田土壤中多氯代二苯并二噁英(PCDDs)／呋喃(PCDFs)组成、含量及毒性当量进行了初步研究。结果表明，该地区农田土壤中PCDD／Fs总含量的平均值达2639．1pgg^-1dw，并检测出PCDD／Fs的四氯～八氯多种异构体。根据世界卫生组织毒性当量(TEQ，哺乳动物)计算结果显示，农田土壤中PCDD／Fs的毒性当量为TEQ20．8～21．3pgg^-1dw，超过加拿大国家居住环境土壤二噁英含量控制标准的5倍多，其中2，3，4，7，8-PCDF和1，2，3，7，8．PCDD对P(2DD／Fs的TEQ值贡献最大。该地区农田土壤中已经出现一定程度的二噁英／呋喃污染。

多氯联苯复合污染土壤的土著微生物修复强化措施研究

通过室内模拟试验,以不同C源、C/N比、水分及通透性为调控因子,对多氯联苯(PCBs)长期复合污染土壤的土著微生物强化修复进行了初步研究。结果表明,PCBs长期复合污染土壤中,在土壤水分含量为田间持水量的60%时,加入淀粉、葡萄糖和琥珀酸钠均在一定程度上增加了细菌和真菌数量,从而促进土壤中PCBs的土著微生物降解。不同种类的C源对PCBs污染土壤的土著微生物降解效果存在明显差异,且其降解效果与C源的施用剂量密切相关。当淀粉加入量为C1.0g/kg土时,土壤中PCBs的降解效果较好,而葡萄糖和琥珀酸钠加入量为C0.2g/kg土时,PCBs的降解效果明显。土壤C/N比为10:1的处理效果优于C/N比为25:1和40:1。土壤人为翻动有利于PCBs污染土壤中细菌和真菌的生长,提高土著微生物的代谢活性,从而促进土壤中PCBs的自然降解。这为进一步探讨加速土壤中PCBs降解的最适条件和研发POPs污染土壤的生物修复技术提供了科学依据。

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究 Ⅴ.典型地区农业土壤中多环芳烃的污染状况及其源解析

对长江三角洲典型地区（无锡和台州）农业表层土壤（0-20cm）中15种美国环境保护署（USEPA）优控的多环芳烃（PAHs）含量和来源进行了研究。结果表明，无锡地区农业土壤中15种PAHs总量的含量范围为1058—9500／μgkg^-1，PAHs污染较重，主要来源于石油以及石油和草／木材／煤的燃烧，PAHs的组成以4—6环为主；台州地区农业土壤中PAHs的含量范围为128—604μgkg^-1，PAHs污染较轻，主要来源于石油以及石油的燃烧，PAHs的组成以3—6环为主。

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究 Ⅳ.多环芳烃在土壤不同有机质组分中分配特征的研究

多环芳烃（PAHs）在土壤不同活性有机质库中的分配会影响它们在土壤中的迁移和生物有效性。本研究采用土壤有机无机复合体的分组方法，分离出以游离态有机物质存在的轻组和以有机无机复合体存在的重组，研究了15种美国环境保护署（USEPA）优控的PAHs在土壤轻组和重组以及重组结合态腐殖质不同组分中的分配特征。结果表明，轻组中PAHs总量的含量范围为1．30×10^4～1．07×10^5μgkg^-1，远远高于PAHs总量的含量为221.7～297．8μgkg^-1的重组。土壤中轻组的含量虽然只有0.4％～2．3％，但它结合的PAHs量却占土壤中PAHs总量的31.5％～69．5％。重组中PAHs含量主要分布在紧结态腐殖质中，占重组PAHs总量71．2％～87．2％。结合态腐殖质不同组分中PAHs的含量与它们有机碳的含量呈显著性正相关（P〈0.01），紧结态腐殖质对PAHs的富集能力显著高于稳结态和松结态腐殖质。PAHs污染土壤的环境风险可能主要在于轻组结合的PAHs。

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究Ⅲ.农业土壤不同粒径组分中菲和苯并[a]芘的分配特征

持久性有机污染物在土壤环境中的行为在很大程度上取决于土壤有机质对它们的吸附作用，粒径分组通常用来区分具有不同有机质组成和周转速率的有机质库。本研究利用菲（Phe）和苯并[a]芘（Bap）作为多环芳烃（PAHs）低、高环组分的代表物质，研究了它们在污染区9个农业表层土壤（0～20cm）不同粒径组分（粘粒、细粉粒、粗粉粒、细砂粒和粗砂粒）中的分配特征。结果表明，Phe在不同粒径组分中的平均含量大小顺序为粗砂粒〉细砂粒〉粘粒〉细粉粒〉粗粉粒，Bap为粗砂粒〉细砂粒〉粗粉粒〉细粉粒〉粘粒。Phe和BaP在不同粒径组分中的含量与粒径组分中有机质的含量均呈显著性正相关（P〈0．01）。不同粒径组分中的有机质对Phe富集能力的大小顺序为粗粉粒〉细粉粒〉细砂粒〉粗砂粒〉粘粒，对Bap的富集能力为粗粉粒〉粗砂粒〉细粉粒〉细砂粒〉粘粒。

多氯联苯(PCBs)污染土壤生物修复的研究进展

多氯联苯由于具有持久性和亲脂性,在环境中广泛存在,其中土壤是其重要的库,对受多氯联苯污染土壤进行生物修复越来越受到重视。综述了生物修复多氯联苯污染土壤的研究进展,从生物修复主体角度论述了生物修复可能存在的类型和机理,并对目前生物修复技术应用于PCBs污染土壤所存在的问题进行了探讨。

苯并[a]芘污染土壤的丛枝菌根真菌强化植物修复作用研究

研究了种植紫花苜蓿 (MedicagosativaL )在接种和不接种菌根真菌 (GlomuscaledoniumL )情况下对土壤中苯并 [a]芘 (B[a]P)的降解动态。历经 90天的温室盆栽试验表明 ,较高浓度 (10 0mgkg-1)B[a]P能降低菌根真菌对植物根的侵染率。种植紫花苜蓿和接种菌根真菌能促进土壤中可提取态B[a]P的降解 ,在接种情况下 ,有植物时对三种浓度 (1mgkg-1,10mgkg-1,10 0mgkg-1)B[a]P的降解率分别达 86 2 %、86 6 %、5 7 0 % ;而没有植物时B[a]P的降解率为 5 3 5 %、5 3 0 %、33 0 %。不接菌根真菌时的降解率比接菌根真菌的低得多 ,不接种菌根真菌时 ,有植物的B[a]P降解率分别达 75 9%、77 7%、5 3 4 % ;而不种植物的降解率分别为 5 4 9%、5 2 6 %、34 1% ,低、中浓度 (1mgkg-1,10mgkg-1)两处理的降解率明显地高于高浓度处理(p <0 0 5 )。B[a]P添加对土壤中多酚氧化酶活性有较大的影响 ,特别是高浓度B[a]P处理土壤的酶活性明显地低于其它三个处理 ,接种菌根真菌能够提高土壤中的酶活性 ,从而促进了土壤中B[a]P的降解。

铅锌银尾矿区土壤微生物活性及其群落功能多样性研究

通过对浙江省天台铅锌银尾矿区土壤微生物活性指标以及微生物群落功能多样性研究 ,结果表明 ,尾矿污染区土壤几种重金属含量比非矿区土壤有明显的增加。尾矿区土壤微生物特征发生了显著的变化 ,微生物生物量和可培养细菌数量显著降低 ,但土壤基础呼吸和微生物代谢商 (qCO2 )值却明显升高。Bi olog测试结果显示 ,随着重金属污染程度的加剧其土壤微生物群落结构发生了相应变化 ,尾矿区土壤微生物群落代谢剖面 (AWCD)及群落丰富度、多样性指数均显著低于非矿区土壤 ,且供试土壤间均达极显著水平差异 (p <0 .0 1) ,表明尾矿区重金属污染引起了土壤微生物群落功能多样性的下降 ,减少了能利用有关碳源底物的微生物数量。

利用改进的生物反应器研究不同通气条件下土壤中菲的降解

利用自行设计的生物反应器进行多环芳烃菲污染土壤的生物修复研究。在控制土壤水分、养分的情况下 ,设 6个通气处理 ,分析测定各处理的土壤菲降解率、微生物量、多酚氧化酶以及土壤酸度的动态变化。为期 6 0天的试验结果表明 ,通气量为 0 .0 8m3 h-1时 ,菲的降解率最高 ,达 72 .6 % ;与对照相比 ,微生物量最多 ,其中细菌、真菌都显著高于对照 ;多酚氧化酶活性也最高。通气量为 0 .0 8m3 h-1处理还可以控制土壤中酸度的变化 ,保持土壤中pH的稳定 ,从而更快地降解污染土壤中的菲。较高的菲降解率与通气改变土壤条件有关。在本实验的条件下 ,反应器中土壤细菌、真菌数量增加 ,多酚氧化酶活性提高 ,土壤保持稳定的pH值是土壤中菲降解率提高的主要原因。因而 ,改进的反应器具有较高的降解效果。本研究还表明 ,利用生物反应器能够快速、高效地消除土壤中的有机污染物 ,实现有机污染土壤的离位生物修复。

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅱ·污染土壤的健康风险评估

快速城市化进程与工业发展,使得土壤污染日益严重。污染物进入土壤后,经水、气、生物等介质传输,通过饮水、呼吸、饮食、皮肤吸收等途径引起人体暴露,带来健康风险。污染土壤健康风险评估是制定土壤环境质量标准的基础,是一项新的环境管理技术与手段。我国污染土壤的健康风险评估还非常欠缺,为了推动其发展,本文讨论了其研究进展、方法、存在问题与发展趋势。当前,还缺乏准确定量的风险表征方法,评估过程中还具有较大不确定性。污染土壤的健康风险评估正在向多介质、多途径以及多种污染物暴露的方向发展,模型模拟的方法将会得到更多的应用。为了建立准确定量风险评估方法,在未来研究中需要加强对风险评估相关机理研究。这包括污染物的迁移传输规律、污染物的剂量-效应关系和人群生活方式等。

EDTA与EDDS螯合诱导印度芥菜吸取修复重金属复合污染土壤研究

盆栽试验比较研究了EDTA和易降解的EDDS对复合污染土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的活化能力及印度芥菜对4种重金属的吸收与转运特征。结果表明:施用量相同的条件下,EDDS活化土壤Cu的能力与EDTA相当;而EDDS活化土壤Zn、Pb、Cd,尤其是活化土壤Pb、Cd的能力小于EDTA,这与两种螯合剂与不同重金属形成螯合物的稳定常数相一致。向复合污染土壤中施入3mmol/kg和6mmol/kgEDDS均可诱导印度芥菜叶中超量积累Cu。本研究中3mmol/kgEDDS的不同施用方式(单次施,分2次和4次施)对印度芥菜叶片Cu含量的影响差异不显著。各处理印度芥菜叶中的重金属浓度要远高于茎中的浓度,茎中的Cu浓度随土壤溶液Cu浓度线性增加,而叶中Cu的浓度随土壤溶液Cu浓度先增加后下降。

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅲ.污染土壤的生态风险评估

土壤中有毒有害化学物质的蓄积会影响陆地生态系统中植物、动物和微生物的生长、繁殖和生存等,甚至可能会影响到远离污染源的生态系统。生态风险评估方法因此被用来预测土壤污染物引起的生态效应,并定量评估风险产生的大小及其概率。与污染土壤的健康风险评估一样,生态风险评估在我国也处于刚刚兴起的阶段。本文介绍了欧美等发达国家当前使用的一些评估方法,评述了其研究进展,并提出了存在的问题和未来的发展趋势,旨在推动我国污染土壤的生态风险评估研究,以及基于风险评估的土壤环境质量指导值与标准的建立。

污染土壤的微生物修复原理与技术进展

微生物修复是土壤环境生物修复技术的重要组成部分,是最具发展和应用前景的生物学环保新技术。本文以土壤中重金属及典型有机污染物为对象,从土壤微生物与污染物质的相互作用入手,较为系统地综合评述国内外污染土壤的微生物修复原理与技术,并结合当前土壤污染的新特点,提出了需进一步认识和解决微生物修复过程中出现的新现象和新问题,以不断丰富和拓展土壤环境微生物修复范畴与内涵。

石油污染土壤的生态风险评价和生物修复 Ⅰ.一株具有乳化石油能力的细菌分离鉴定

以江汉原油为唯一碳源,经过BH培养基富集培养,以血平板从不同石油污染土壤中分离纯化获得多株细菌。通过测定这些细菌对柴油的乳化程度,发现菌株X13-1具有较强乳化能力,其1 h、24 h的乳化率分别为80%和75%,明显高于文献报道。此外,该菌在以石蜡为唯一碳源的BH培养基中生长较好,说明其具有较强的分解石油的能力。经Biolog细菌自动鉴定仪鉴定,同时进一步通过PCR扩增获得该菌的16SrDNA,并测序。对其16S rDNA分析表明,该菌株与GenBank中的醋酸钙不动杆菌同源性为97%,确定该菌可能为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)。

污染土壤的微生物多样性研究

土壤微生物多样性是土壤微生物生态学的重要研究内容,目前已成为国际上生态学发展的崭新方向之一。土壤微生物多样性包括微生物群落功能多样性、结构多样性及分子遗传多样性,是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。本文基于分离培养以及生物标志分子方法,从不同生态层次上认识微生物多样性,较全面、系统地综合评述国内外污染土壤环境的微生物群落功能、结构及分子遗传多样性的研究进展,并针对新形势下土壤污染所面临的新问题,探讨了近期土壤微生物生态学过程研究的重要手段与科学问题。