广西矿区土壤镉、铅污染状况研究

对广西德保几个矿区尾矿土壤中镉和铅含量进行了测定,并初步探讨了土壤的污染状况。结果显示:土壤中镉和铅含量都超出了广西土壤环境质量标准的背景值(Cd 0.08 mg·kg^-1,Pb 20 mg·kg^-1),且镉含量明显超标,而铅在国家土壤环境质量标准下几乎无污染,但是已经达到广西土壤环境质量标准下的轻度污染;铜矿尾矿土壤中Cd的含量最高达2.16 mg·kg^-1,已超过国家的三级标准,对生态开始产生影响;硫铁矿尾矿下游土壤中Pb的含量达83.53 mg·kg^-1对生态基本无影响。土壤中Cd的含量随着pH值的升高而显著增加,而Pb的含量随着pH值的升高有所减少;土壤中Cd的含量不管就环境质量标准来说,还是单项污染指数,都属于严重污染级别,应减轻对生态环境的危害。因此应该引起相关部门的重视,及时采取措施控制污染源或者减轻污染程度。     

外源铁对铅污染土壤中宽叶香蒲铅积累的影响

采用温室盆栽方法,研究添加外源铁对不同铅浓度(0、100、500和1000 mg·kg^-1)污染土壤中宽叶香蒲铅积累的影响.结果表明： 各铅浓度条件下,与添加100 mg Fe·kg^-1相比,添加500 mg Fe·kg^-1处理的宽叶香蒲地上部和根的铅含量均增高.土壤铅浓度为1000 mg·kg^-1时,添加500 mg Fe·kg^-1处理根的铅含量比100 mg Fe·kg^-1处理增加33.7%,地上部铅含量增加50.5%.添加500 mg Fe·kg^-1处理的根际土壤中可交换态铅比100 mg Fe·kg^-1处理增加77.0%～114.6%.除500 mg·kg^-1铅浓度外,各铅浓度条件下添加500 mg Fe·kg^-1理根干质量均显著低于100 mg Fe·kg^-1处理.在铅污染的湿地环境中添加适量铁可以提高铅的有效性,促进铅积累.     

铜陵新桥矿区周边农田土壤汞含量分布特征及其污染评价

为了解矿业活动对农田土壤Hg富集的影响,采集铜陵市新桥矿区周边村庄(新建村、叶湖村、新湖村、湖城村)农田土壤样品.应用原子荧光光度计测定土壤总汞(THg)及各形态汞含量,采用地累积指数法评价污染水平.结果表明:新桥矿区周边农田土壤中总汞的平均浓度为(0.137±0.078) mg·kg^-1,超过铜陵市土壤背景值.4个村庄的土壤总汞平均浓度为新建村(0.221 mg·kg^-1)>新湖村(0.118 mg·kg^-1)>叶湖村(0.115 mg·kg^-1)>湖城村(0.096 mg·kg^-1).其中新建村不同形态汞的平均含量顺序为残渣态(0.036 mg·kg^-1) >碱溶态(0.031 mg·kg^-1) >过氧化氢溶态(0.022 mg·kg^-1)>酸溶态(0.020 mg·kg^-1)>水溶态(0.012 mg·kg^-1).分析表明,距矿区远近是影响农田土壤汞含量分布的主要因素,受污染的新桥河流加大了该地区农田土壤汞污染程度,而有机质影响总汞及过氧化氢溶态汞在土壤中的积累和转化.土壤汞污染地累积指数为新建村(1.559)>新湖村(0.654)>叶湖村(0.616)>湖城村(0.356),其中新建村农田土壤汞污染达到中度污染水平,需加以重视.     

GA3与EDTA强化黑麦草修复Pb污染土壤及其解毒机制

采用盆栽土培方法研究了生长调节剂GA₃和重金属螯合剂EDTA强化黑麦草修复Pb外源浓度分别为250和500 mg·kg^-1的污染土壤以及黑麦草Pb解毒机制.结果表明： 细胞壁沉积和液泡区室化在黑麦草地上部分Pb的解毒中起重要作用.EDTA单独使用提高了植物体内Pb的浓度和Pb在细胞可溶组分和细胞器组分中的比例,增强了Pb对植物的毒害作用,从而使植物生物量显著下降(P<0.05).叶面喷洒低浓度GA₃(1或10 μmol·L^-1)显著促进黑麦草对Pb的富集,但Pb在细胞器组分中的比例降低,缓解了Pb对植物细胞的伤害,从而促进了黑麦草的生长(P<0.05),其中1 μmol·L^-1 GA₃作用最显著.100 μmol·L^-1 GA₃降低了黑麦草体内Pb浓度,但Pb在细胞可溶组分和细胞器组分中的比例提高,使黑麦草的生物量明显低于对照.低浓度GA₃可在一定程度上缓解Pb和/或EDTA对黑麦草的毒害,生物量表现为低浓度GA₃ 单独>低浓度GA₃+EDTA>EDTA单独使用.低浓度GA₃和EDTA联用时的协同作用强化了黑麦草对Pb的富集,其中,在外源Pb浓度为500 mg·kg^-1处理组中,EDTA+1 μmol·L^-1 GA₃使黑麦草地上部分Pb浓度和提取效率分别达到1250.6 mg·kg^-1和1.1%.因此,1 μmol·L^-1 GA₃与EDTA联用在强化Pb污染土壤植物修复中具有很好的应用潜力.     

玉米各器官积累Pb能力的品种间差异

为了研究不同玉米(Zea mays)品种及不同器官对Pb积累能力的差异,在土壤Pb含量为595.55 mg·kg^-1 的高Pb胁迫和含量为195.55 mg·kg^-1的低Pb胁迫(对照)条件下,采用盆栽试验结合火焰原子吸收等方法,测定了25个玉米品种各器官Pb的含量。结果表明:Pb胁迫下供试玉米品种各器官含Pb量表现为根>茎≌叶>籽实;与对照相比,根、茎、叶Pb含量均大幅度提高,籽实含量的提高幅度相对较小;Pb胁迫条件下,有近半数的供试玉米品种的籽实Pb含量超过了国家规定的卫生标准,显示了在受重金属污染农田生产的玉米产品存在着较高的受Pb污染的风险。有22个品种平均籽实生物量在较强Pb胁迫下有所下降,降幅为0.9%~38.7%,但平均降幅仅为12.6%,显示玉米在Pb胁迫下的减产不易察觉,从而增加了在受污染农田中玉米产品受Pb污染的风险。但研究也表明,在较高Pb胁迫下尚有52%的品种籽实Pb含量未超过国家卫生标准最高限量值,因此可以利用这些品种在受Pb污染农田中进行玉米生产,以降低Pb经玉米产品进入人类食物链的风险。研究结果还发现供试玉米品种各营养器官间Pb含量均呈极显著正相关,但营养器官与籽实Pb含量间无显著相关。其中在较强的胁迫条件下营养器官Pb含量特别高的品种No.1的籽实中Pb含量(0.19 mg·kg^-1)比较低,未超过国家卫生标准;品种No.2、No.3和品种No.6也有类似的特点。除上述品种以及品种No.4外,其余品种籽实Pb含量遵循与营养器官Pb含量成正比的一般规律。根中Pb含量特别高的品种No.1,籽实产量在Pb胁迫下略有下降,但下降幅度最小。胁迫条件下,品种No.1的营养器官Pb总量最高(51.69 mg·plant^-1),是对照的近12倍;籽实Pb含量符合国家标准的品种No.2,No.3和No.6的营养器官Pb总量也较高,在36~42 mg·plant^-1之间。由此可见,存在着在受Pb污染农田利用这些品种进行玉米生产同时修复受污染土壤的可能。     

合理施用沼渣对土壤钾素有效性影响

通过室内干湿交替培养研究了沼渣对沈阳地区耕地棕壤和草甸土中速效钾含量及其对外源钾固定的影响,结果发现(1)加入沼渣可以明显促进供试土壤中钾素的释放,棕壤和草甸土对照中速效钾含量分别在高于99.24和83.23mg·kg^-1时,干燥导致速效钾含量降低,含6%沼渣的棕壤和草甸土速效钾含量低于130.53和139.29mg·kg^-1时,干燥就会引起层间钾的释放;(2)加入沼渣可以减少土壤对外源钾的固定量,含2%和6%沼渣的棕壤在干湿交替培养15天后,固钾量分别比对照减少了12.51和54.81mg·kg^-1,相应的草甸土分别比对照减少固钾量达62.57和137.66mg·kg^-1,固钾率分别降低了12.93%和28.46%。     

GA3与EDTA强化黑麦草修复Pb污染土壤及其解毒机制

采用盆栽土培方法研究了生长调节剂GA₃和重金属螯合剂EDTA强化黑麦草修复Pb外源浓度分别为250和500 mg·kg^-1的污染土壤以及黑麦草Pb解毒机制.结果表明： 细胞壁沉积和液泡区室化在黑麦草地上部分Pb的解毒中起重要作用.EDTA单独使用提高了植物体内Pb的浓度和Pb在细胞可溶组分和细胞器组分中的比例,增强了Pb对植物的毒害作用,从而使植物生物量显著下降(P<0.05).叶面喷洒低浓度GA₃(1或10 μmol·L^-1)显著促进黑麦草对Pb的富集,但Pb在细胞器组分中的比例降低,缓解了Pb对植物细胞的伤害,从而促进了黑麦草的生长(P<0.05),其中1 μmol·L^-1 GA₃作用最显著.100 μmol·L^-1 GA₃降低了黑麦草体内Pb浓度,但Pb在细胞可溶组分和细胞器组分中的比例提高,使黑麦草的生物量明显低于对照.低浓度GA₃可在一定程度上缓解Pb和/或EDTA对黑麦草的毒害,生物量表现为低浓度GA₃ 单独>低浓度GA₃+EDTA>EDTA单独使用.低浓度GA₃和EDTA联用时的协同作用强化了黑麦草对Pb的富集,其中,在外源Pb浓度为500 mg·kg^-1处理组中,EDTA+1 μmol·L^-1 GA₃使黑麦草地上部分Pb浓度和提取效率分别达到1250.6 mg·kg^-1和1.1%.因此,1 μmol·L^-1 GA₃与EDTA联用在强化Pb污染土壤植物修复中具有很好的应用潜力.     

不同栽培方式对籼、粳稻根表铁膜和根铁、镉含量的影响

在Cd污染土壤中研究淹水、覆膜、覆草和湿润栽培对籼、梗稻不同生育时期根表铁膜Fe、Cd含量和根Cd含量的影响．结果表明,在分蘖期,梗稻根表铁膜Fe含量和根Cd含量在4种栽培方式中平均为6．37和25．49mg．kg^-1。分别比籼稻的4．52和16．37mg·kg^-1增加1．85和9．12mg·kg^-1．在孕穗期,粳稻根表铁膜Fe、Cd含量和根Cd含量在4种栽培方式中平均为1．60、16．35和54．68mg·kg^-1,分别比籼稻的1．06、9．56kg和43．31mg·kg^-1增加0．54、6．79和11．37mg·kg^-1．在灌浆期,梗稻根表铁膜Fe含量覆草和湿润栽培为0．89和1．00mg·kg^-1,分别比籼稻的0．63和0．30mg·kg^-1增加0．26和0．70mg·kg^-1;梗稻根表铁膜Cd和根Cd含量在4种栽培方式中平均为15．23和73．68mg·kg^-1,分别比籼稻的3．46和52．38mg·kg^-1增加11．77和21．30mg·kg^-1收获时。根表铁膜Fe含量淹水栽培的籼稻为1．21mg·g^-1,比梗稻的0．65mg·g^-1增加0．56mg·g^-1,覆草栽培的梗稻为0．94mg·g^-1,比籼稻0．55mg·g^-1增加0．39mg·g^-1;根表铁膜Cd含量湿润栽培的梗稻为7．96mg·kg^-1,比籼稻的5．09mg·kg^-1增加2．87mg·kg^-1;根Cd含量梗稻在4种栽培方式中平均为54．53mg·kg^-1,比籼稻的35．91mg·kg^-1增加18．62mg·kg^-1。     

东洞庭湖莲藕种植区土壤重金属污染及其对莲藕重金属含量的影响

通过对东洞庭湖莲藕种植区的野外调查, 揭示了土壤重金属污染的潜在生态风险及其对莲藕重金属含量的影响。土壤重金属镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)含量均高于洞庭湖背景值, 以Cd 污染最为严重, 潜在生态风险指数高, 属极重度生态风险级。莲藕干物质中重金属含量较高, 其中Cd、Pb 含量分别达到3.43 mg·kg^-1 和6.84 mg·kg^-1。不同种植区域之间, 莲藕重金属含量差异显著, 以君山区挂口镇的莲藕重金属含量最高。莲藕重金属含量的高低与土壤重金属含量呈显著正相关关系(P<0.01)。可见, 东洞庭湖莲藕种植区土壤重金属污染是导致莲藕重金属含量过高的直接原因, 建议在污染较重的区域, 减少莲藕种植, 开展土壤重金属污染治理, 引导莲藕产业健康发展。     

水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运

以杂交晚稻“皖稻205”为试验材料,采用盆栽试验方法,研究了不同硒含量（0.5、1.0、1.5 mg·kg^-1）土壤对水稻产量、硒的吸收、转运和分配的影响.结果表明： 土壤硒含量≤1.5 mg·kg^-1对水稻产量无明显影响;水稻根系、茎叶和籽粒中的硒含量均随着土壤硒含量增加而增加,并呈现根系＞茎叶＞籽粒的特点,籽粒各组成部分的硒含量呈现米糠＞精米＞稻壳的特点;水稻根系能从富硒土壤中富集硒,根系硒的吸收系数达1.86,而硒向籽粒的转运和积累则相对恒定,转运系数为0.53～0.59;土壤硒含量为0.5～1.0 mg·kg^-1所产的富硒大米（0.15～0.20 mg Se·kg^-1）,可满足人体60～80 μg·d^-1硒的需要量,而土壤硒含量≥1.5 mg·kg^-1所产大米硒含量达到0.319 mg·kg^-1,超出粮食硒含量安全标准.综合产量和籽粒硒含量的表现,在富硒土壤（0.5～1.0 mg·kg^-1）上直接生产富硒大米,而不需要添加外源硒,既降低了生产成本,又避免了可能造成的水土污染.     

第二松花江下游稻田土壤重金属含量特征及来源分析

于2008年秋季,在长期引用第二松花江（二松）江水进行灌溉的前郭灌区,采集了具有不同灌溉历史的稻田耕层土壤样品65个,测定了土壤中7种重金属含量,分析重金属在表层土壤中的累积特征,探讨发生累积的重金属的输入途径和来源.结果表明：稻田土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As、Hg的含量分别为14.1～28.4、37.6～57.4、53.3～84.4、0.044～0.367、18.4～37.0、3.25～12.11、0.031～0.155 mg·kg^-1.Pb、Hg、Cd表现出明显的累积趋势,其含量超过基线值的比例分别为100.0%、38.7%和66.1%,其余重金属元素未出现累积现象.随着灌溉历史的增长,稻田土壤中Pb含量呈逐渐降低趋势,Hg含量呈逐渐升高趋势.Cd含量与灌溉历史的关系不明显.稻田土壤中累积的Pb主要与过去使用含Pb汽油产生的废气沉降有关;Hg主要来源于曾受污染的二松江水,随引水灌溉输入;Cd主要来源于化肥、农药等农用化学品的施用.尽管本区稻田土壤中Pb、Hg、Cd出现明显累积现象,但其生态风险水平很低,不会对当地农业生产及粮食安全构成威胁.     

添加秸秆和磷素对土壤微生物群落的影响

为了探讨添加小麦秸秆和磷素对低磷土壤微生物数量和群落结构的影响,设置2个梯度的小麦秸秆添加量(N₀和N₁分别为0和2.08 g·kg^-1)和4个施磷水平(P₀、P₁、P₂和P₃分别为0、100、200和400 mg·kg^-1)组合处理,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定土壤微生物生物量.结果表明: 添加秸秆配合施入磷素对微生物总生物量、细菌生物量、真菌生物量和真菌/细菌(F/B)比值具有显著的促进作用,微生物总生物量、细菌生物量、真菌生物量和F/B均为N₁P₁>N₁P₀>N₁P₂>N₁P₃>N₀P₁>N₀P₂>N₀P₃.在相同磷素水平下,添加秸秆处理的各指标均显著高于未添加秸秆处理;在添加相同秸秆量条件下,施磷处理的各指标随磷素施入量先增加后降低,以P₁水平组合最优,其次是P₀,最后是P₂和P₃.     

新疆棉田土壤质量综合评价方法

以新疆主要棉区为研究对象,测定了哈密、博乐、昌吉、奎屯、石河子、阿克苏及喀什棉田土壤耕层的pH、盐分、有机质、全氮、速效磷、速效钾及Cr、Cu、Zn、As、Pb 共计11个指标,综合分析土壤理化性质和重金属含量,采用土壤质量综合指数(SQI)对新疆主要棉区棉田土壤质量进行综合评价.结果表明: 新疆棉区棉田土壤呈碱性,pH均值为7.87,盐分含量均值为3.44 g·kg^-1,为轻度盐化土壤,有机质和全氮含量均偏低,速效磷、速效钾含量较为丰富,与第二次全国土壤普查数据相比,土壤pH、盐分含量、有机质和全氮均呈下降趋势,土壤速效磷明显增长,部分地区土壤速效钾呈现出不同程度的升高趋势;Cr、Cu、Zn、As、Pb 5种重金属含量分别为45.88、40.66、68.30、12.88、16.68 mg·kg^-1,均未超过国家二级标准,但与新疆土壤元素背景值相比,Cu、Zn、As均有累积现象.当重金属内梅罗综合污染指数(PN)小于0.5时,土壤理化性质越好,土壤综合质量越好.土壤有机质、全氮、Cu、Zn和As是影响新疆棉区棉田土壤质量的重要因素.新疆棉区棉田土壤质量总体属于中等水平,昌吉、奎屯质量最高,SQI为0.52,阿克苏质量最低,SQI为0.31,不同棉区土壤质量呈现为:北疆>东疆>南疆.     

短期放牧干扰对黄土丘陵区生物结皮土壤氮素累积的影响

通过野外调查结合室内分析,研究了黄土丘陵区模拟放牧干扰半年和一年后生物结皮土壤全氮、速效氮和微生物生物量氮累积的变化,以期揭示生物结皮土壤氮素对干扰响应的敏感性.结果表明: 生物结皮土壤氮素对干扰响应敏感,短期干扰可导致土壤全氮、速效氮和微生物生物量氮含量降低.干扰半年后,生物结皮层全氮和速效氮含量较不干扰分别下降0.17～0.39 g·kg^-1、1.78～5.65 mg·kg^-1;干扰一年后,分别下降0.13～0.40 g·kg^-1、11.45～32.68mg·kg^-1,生物结皮层微生物生物量氮下降69.99～330.97 mg·kg^-1,0～2 cm土壤微生物生物量氮增加25.51～352.17 mg·kg^-1.干扰对生物结皮土壤氮素累积的影响与干扰强度有关,20%和30%干扰强度下生物结皮层氮素累积变化不显著,40%和50%干扰强度下生物结皮层氮素累积显著降低.短期干扰降低了生物结皮层氮素累积,但表层5 cm土壤氮素含量变化不显著.     

Cd胁迫下苎麻的生长响应与富集、转运特征研究

通过盆栽试验,分析了苎麻湘苎三号在Cd胁迫下生长响应及其富集、耐性和迁移特征.结果表明,低浓度Cd处理(≤100mgmg·kg^-1)能促进苎麻生长发育,株高、茎粗、有效分蘖数和生物量都有所增加,以50mg·kg^-1胁迫处理最佳;此后则随处理浓度增加抑制效应越明显,到500mg·kg^-1时,各营养生长指标较对照显著减少,但仍生长较好,表明苎麻对重金属Cd胁迫具有很强的耐性.地下部与地上部Cd含量随处理浓度提高而增加,至500 mg.k g-1浓度时达最高值,分别为221.95mg.kg-1和390.61mg·kg^-1.苎麻Cd富集系数和转运系数分别为0.47～1.10和0.57～0.94.因此,苎麻不属于Cd超富集植物,而只是Cd富集植物,鉴于其具有根系发达、保水固土能力强和地上部生物量大等特点,苎麻是目前重金属Cd污染修复较理想的植物.