有机酸对Pd 、Cd的土壤化学行为和植株效应的影响

有机酸对Pd,Cd的络合作用将其对土壤吸附Pd,Cd的影响和植株效应差异的研究表明,柠檬酸,草酸与Pd,Cd络合能力的大小与重金属本身的性质有关,络合作用影响土壤对Pd,Cd的吸附量,柠檬酸降低土壤对Pd,Cd的吸附,草酸则增加土壤对Pd,Cd的吸附,水培试验表明,柠檬酸可减轻Pb对小麦,水稻幼苗的毒害,柠檬酸对Cd的植株外观毒性效应影响不显著,但能促使植株茎叶,根中Cd含量下降,Pd和Cd复合处理条件下,Cd存在促使水稻植株对Pd吸收量增加,Pd存在抑制水稻植株对Cd的吸收。     

小分子有机酸对恒电荷土壤胶体Pb2+吸附-解吸的影响

供试土壤胶体对Pb2 + 吸附及吸附态Pb2 + 的解吸等温线均符合Freundlich和Langmuir等温式 .吸附常数Ka 值大小为土娄土 >黄绵土 >黑垆土 >黄褐土 ,其大小次序与表面总电荷密度σ0 大小一致 ,表明了各土壤胶体对Pb2 + 吸附强度的大小 .在小分子有机酸作用下 ,吸附量降低 ,吸附亲和力增加 ,柠檬酸的影响大于草酸的影响 ;解吸后残留Pb2 + 吸附常数Kd 值的大小基本为土娄土 >黄褐土 >黑垆土 >黄绵土 ,反映了解吸残留Pb2 + 吸附强度的大小 ,与各土壤胶体有机质和游离氧化铁含量有关 .在NaNO3 和草酸溶液中 ,吸附 解吸等温线相距较远 ,吸附 解吸之间存在着滞后性 ;在柠檬酸作用下 ,吸附 解吸等温线基本接近 ,二者之间具有一定的可逆性 .     

柠檬酸、草酸和乙酸对污泥中镉、铅、铜和锌的去除效果

研究了柠檬酸、草酸和乙酸对污泥中Cd、Pb、Cu和Zn等重金属的去除效果,并分析了污泥中重金属的形态变化和生物有效性.结果表明,随着反应时间和酸浓度的增加,污泥中重金属（Cu除外）的去除率也相应增加.污泥加入柠檬酸溶液反应7 h即可去除污泥中52.0%的Pb和74.2％的Zn, 24 h后可去除76.0%的Pb和92.5%的Zn,草酸和乙酸对重金属的去除率较低.柠檬酸去除的Pb和Zn主要以稳定态存在,并导致污泥中不稳定态重金属的比例上升,其中可交换态重金属浓度有不同程度的增加.虽然有机酸对Cd和Cu的去除率较低,但反应后可交换态Cd和Cu的浓度仍有小幅增加.     

柠檬酸、草酸和乙酸对污泥中镉、铅、铜和锌的去除效果

研究了柠檬酸、草酸和乙酸对污泥中Cd、Pb、Cu和Zn等重金属的去除效果,并分析了污泥中重金属的形态变化和生物有效性.结果表明,随着反应时间和酸浓度的增加,污泥中重金属（Cu除外）的去除率也相应增加.污泥加入柠檬酸溶液反应7h即可去除污泥中52.0%的Pb和74.2%的Zn,24h后可去除76.0%的Pb和92.5%的Zn,草酸和乙酸对重金属的去除率较低.柠檬酸去除的Pb和Zn主要以稳定态存在,并导致污泥中不稳定态重金属的比例上升,其中可交换态重金属浓度有不同程度的增加.虽然有机酸对Cd和Cu的去除率较低,但反应后可交换态Cd和Cu的浓度仍有小幅增加.     

不同污染负荷土壤中镉和铅的吸附－解吸行为

采用一次平衡法,对3种不同污染负荷土壤Cd2 和Pb2 的吸附-解吸行为进行了比较.结果表明,低污染负荷土壤对Cd2 和Pb2 的吸附能力高于高污染负荷土壤.3种土壤对Cd2 的吸附等温线与Freundlich方程有较好的拟合性,Pb2 的等温吸附过程可用Langmuir方程与Freundlich方程来描述.双常数方程是描述这3种不同污染负荷土壤中Cd2 和Pb2 吸附动力学行为的最优模型,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Pb2 的解吸滞后现象较Cd2 明显.高污染负荷土壤的吸附态Cd2 、Pb2 解吸率高于低污染负荷土壤,Cd2 、Pb2 解吸量与其初始吸附量之间的关系符合二次幂方程.3种土壤Cd2 、Pb2 的解吸速率随重金属初始浓度的增加而增加,随解吸时间的延长而降低.     

不同有机肥对土壤镉锌生物有效性的影响

在南方典型稻田设置连续4年施用猪粪、鸡粪、稻草的定位试验,监测施用不同有机肥条件下土壤及水稻植株镉(Cd)、锌(Zn)含量的变化,研究有机肥对土壤Cd、Zn活性及其交互作用的影响.结果表明: 施用有机肥(猪粪、鸡粪、稻草)对土壤全Cd、有效态Cd含量及Cd活性皆无显著影响,但有增加土壤Cd全量的趋势,且显著增加土壤全Zn、有效态Zn含量及Zn活性.施用猪粪、鸡粪、稻草皆可降低稻米Cd含量,降Cd效果为猪粪>鸡粪>稻草,猪粪处理水稻稻米、茎、叶Cd含量分别比对照下降37.5%、44.0%、36.4%;鸡粪处理水稻米、茎、叶Cd含量分别比对照下降22.5%、33.8%、22.7%;而稻草处理水稻米Cd含量比对照下降7.5%,但茎、叶Cd含量比对照分别增加8.2%、22.7%;施用猪粪、鸡粪降低稻米Cd含量主要是降低了水稻植株对土壤Cd的富集,而施用稻草则主要是降低了水稻茎Cd向稻米的转运.施用有机肥还增加了水稻茎Zn含量,施用猪粪、鸡粪、稻草的水稻茎Zn含量比单施化肥分别增加53.4%、41.2%、13.9%,但对水稻稻米、叶Zn含量无显著影响.Zn、Cd在土壤、植株茎中皆表现出显著的拮抗作用,土壤及水稻茎Zn含量的增加显著抑制了水稻米、茎、叶对Cd的吸收积累,且随土壤有效态Zn/Cd含量比值的增加,Zn、Cd竞争土壤吸附不是抑制水稻吸收积累Cd的主控因子,而Zn、Cd竞争吸收才是影响水稻吸收积累Cd的主控因子.     

不同有机肥对土壤镉锌生物有效性的影响

在南方典型稻田设置连续4年施用猪粪、鸡粪、稻草的定位试验,监测施用不同有机肥条件下土壤及水稻植株镉(Cd)、锌(Zn)含量的变化,研究有机肥对土壤Cd、Zn活性及其交互作用的影响.结果表明:施用有机肥(猪粪、鸡粪、稻草)对土壤全Cd、有效态Cd含量及Cd活性皆无显著影响,但有增加土壤Cd全量的趋势,且显著增加土壤全Zn、有效态Zn含量及Zn活性.施用猪粪、鸡粪、稻草皆可降低稻米Cd含量,降Cd效果为猪粪>鸡粪>稻草,猪粪处理水稻稻米、茎、叶Cd含量分别比对照下降37.5%、44.0%、36.4%;鸡粪处理水稻米、茎、叶Cd含量分别比对照下降22.5%、33.8%、22.7%;而稻草处理水稻米Cd含量比对照下降7.5%,但茎、叶Cd含量比对照分别增加8.2%、22.7%;施用猪粪、鸡粪降低稻米Cd含量主要是降低了水稻植株对土壤Cd的富集,而施用稻草则主要是降低了水稻茎Cd向稻米的转运.施用有机肥还增加了水稻茎Zn含量,施用猪粪、鸡粪、稻草的水稻茎Zn含量比单施化肥分别增加53.4%、41.2%、13.9%,但对水稻稻米、叶Zn含量无显著影响.Zn、Cd在土壤、植株茎中皆表现出显著的拮抗作用,土壤及水稻茎Zn含量的增加显著抑制了水稻米、茎、叶对Cd的吸收积累,且随土壤有效态Zn/Cd含量比值的增加,Zn、Cd竞争土壤吸附不是抑制水稻吸收积累Cd的主控因子,而Zn、Cd竞争吸收才是影响水稻吸收积累Cd的主控因子.     

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)。     

柠檬酸和草酸对Pb胁迫下马蔺生长和生理的影响

采用营养液培养方法,研究了外源柠檬酸(0.5、5mmol.L-1)和草酸(0.5、5mmol.L-1)对不同浓度Pb(0、100、500mg.L-1)胁迫下马蔺(Irislactea var.chinensis)生长和生理的影响。结果表明,与单独Pb胁迫相比,加入5mmol.L-1的柠檬酸显著促进了马蔺株高的生长;草酸的加入缓解了500mg.L-1Pb胁迫对马蔺根生长的影响;加入0.5mmol.L-1的草酸缓解了500mg.L-1Pb胁迫对马蔺地上部生长的影响,并显著增加了100和500mg.L-1Pb胁迫下马蔺的地下部干质量;0.5mmol.L-1的柠檬酸能显著增加100mg.L-1Pb胁迫下马蔺叶片SOD酶活性;0.5和5mmol.L-1柠檬酸和0.5mmol.L-1草酸均能显著增加100mg.L-1Pb胁迫下马蔺体内POD酶活性;5mmol.L-1的柠檬酸和0.5mmol.L-1的草酸均缓解了500mg.L-1Pb胁迫对马蔺光合色素的影响;0.5和5mmol.L-1的柠檬酸和0.5mmol.L-1的草酸均能缓解由100和500mg.L-1Pb胁迫引起马蔺叶片细胞膜的损伤。     

水稻根表铁膜吸附镉及植株吸收镉的动态

采用营养液培养法研究了Cd处理时间对有铁膜和无铁膜水稻根表吸附Cd及植株吸收Cd动态变化的影响.水稻根表铁膜由50 mg·L^-1 Fe^2＋（Fe₅₀）诱导形成.供试植株在含10 μmol·L^-1Cd的营养液中生长不同时间后收获.结果表明, 随Cd处理时间的延长,无铁膜和有铁膜处理水稻根表DCB-Cd含量均为先增加后减少,Cd处理2 h达到最高,之后逐渐下降并趋于稳定. 根系和地上部Cd含量均持续上升,Cd处理8 h前增加缓慢,8 h后增加幅度加大.有铁膜水稻根系和地上部Cd含量增加幅度均低于无铁膜水稻.有铁膜处理DCB-Cd含量、根系和地上部Cd含量均低于无铁膜处理.表明铁膜不影响水稻各部分Cd含量随时间的变化趋势;不同Fe处理之间根系和地上部Cd含量的差异可能与根系含Fe量有关.     

黑麦草生长过程中有机酸对镉毒性的影响

研究了低分子量有机酸草酸、柠檬酸、乙酸及高分子量有机酸胡敏酸对黑麦草(Lolium Loinn)生长过程中Cd毒性的影响.结果表明,随着低分子量有机酸浓度增加,Cd毒性有所增强,致使黑麦草中的叶绿素含量降低及黑麦草的生物量降低,递降顺序是草酸＜乙酸＜柠檬酸.而施入胡敏酸后,Cd毒性逐渐减弱,黑麦草中的叶绿素含量及黑麦草生物量逐渐增加.对低分子量有机酸而言,无论迁移到黑麦草茎叶中,还是迁移到黑麦草根系中的Cd,随着施入的有机酸浓度增加,增加顺序为柠檬酸＞乙酸＞草酸.对胡敏酸而言,迁移到黑麦草茎叶和根系中的Cd,随着施入的胡敏酸浓度增加,Cd含量减少,说明其具有降低Cd毒性的作用.另外,根系中Cd含量明显高于茎叶中Cd含量,由此得知,黑麦草根系对Cd有较强的富集作用,并阻止Cd向茎叶中迁移.     

红壤中镉在有机酸作用下的解吸行为

采用平衡批处理法,研究了3种有机酸及其两两混合液在序列pH值梯度下（pH 3.0～7.0）对华南山地红壤Cd解吸行为的影响.结果表明,草酸与苹果酸不利于Cd的解吸,反而促进了吸附,其中草酸只是在较高浓度(20 mmol·L^-1)且土壤溶液pH＞5.0时促进解吸.随着pH值升高,草s酸、苹果酸以及不含有机酸的对照溶液对红壤中Cd的解吸率都快速下降.柠檬酸在pH＜5.0时不利于Cd解吸;在pH＞5.0时显著促进Cd解吸,但两种浓度柠檬酸解吸特征有所不同,在低浓度(2 mmol·L^-1)下对镉的解吸率呈降低-升高-降低变化,在高浓度(20 mmol·L^-1)下呈降低-升高变化.在低pH条件下（pH 3.0、4.0）,苹果酸最有利于Cd的解吸,但3种酸对Cd解吸率差别不大,在较高pH条件下(pH 5.0～7.0),柠檬酸最有利于解吸,且解吸率大大高于草酸与苹果酸.有机酸混合没有明显的交互作用,对Cd的解吸率介于相应单独有机酸之间.     

有机酸去除污泥重金属前后硝态氮和铵态氮浓度变化

研究了柠檬酸、草酸和乙酸溶液对污泥中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)的去除效果,以及处理前后析出液和污泥中硝态氮和铵态氮的浓度变化.结果表明,0.8mol.L-1柠檬酸溶液可去除污泥中76.0%的Pb和92.5%的Zn,是较好的重金属去除剂.污泥经有机酸处理后,有大量的硝态氮和铵态氮溶解于析出液中,与加入蒸馏水的对照处理相比,有机酸可大幅度增加析出液中铵态氮的含量,减少硝态氮含量.由于污泥处理过程中有其他形态的氮的转化,处理后污泥中仍含有较高浓度的硝态氮和铵态氮.0.5mol.L-1草酸处理的析出液中硝态氮和铵态氮浓度分别为2.8和888.1mg.L-1,且重金属含量不高,可作为较好的液体肥料进行回收利用.     

不同有机酸对铅胁迫小麦幼苗的缓解作用

研究了在铅胁迫条件下,加入外源有机酸对小麦铅毒害的缓解效应。结果表明,低浓度的草酸和乙酸能增加铅胁迫小麦叶绿素含量,不同程度地提高SOD、CAT、POD活性,降低MDA含量,而高浓度草酸和乙酸及柠檬酸对此则无明显的缓解作用;乙酸处理减少根系活跃吸收面积,柠檬酸能明显提高根系活力。草酸对铅胁迫的缓解效果最明显。     

微生物对植物修复重金属污染土壤的促进效果

以印度芥菜作为超富集植物,通过盆栽试验研究了巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂、黑曲霉30177发酵液对植物修复Cd、Pb、Zn污染土壤的作用.结果表明：巨大芽胞杆菌和胶质芽胞杆菌的混合微生物制剂不仅可以促进超富集植物的生长,增强超富集植物对土壤Cd、Pb、Zn的吸收,而且大幅度提高了植物的修复效率,在添加外源可溶性Cd、Pb、Zn的污染土壤上,可分别使印度芥菜提取量(以植物干质量计)提高1.18、1.54和0.85倍,在添加底泥Cd、Pb、Zn污染的土壤上,可分别使印度芥菜提取量提高4.00、0.64和0.65倍,在底泥污染的土壤上的促进效果明显强于外源添加污染的土壤.黑曲霉30177发酵液能显著促进印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的吸收,在添加外源可溶性Cd、Pb、Zn的污染土壤上,印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的吸收量分别比对照提高了88.82%、129.04%和16.80%;在添加底泥Cd、Pb、Zn污染的土壤上,可分别比对照提高78.95%、113.63%和33.85%;但它可导致印度芥菜生物量的大幅度降低,起不到提高植物修复提取量的效果.经反相高效液相色谱初步分析发现,胶质芽胞杆菌、巨大芽胞杆菌发酵液中含有草酸、柠檬酸等有机酸,有机酸对重金属有一定的溶解作用,从而提高了重金属的生物有效性.     

Enhanced phytoextraction: in search of EDTA alternatives

Enhanced phytoextraction proposes the use of soil amendments to increase the heavy-metal content of above-ground harvestable plant tissues. This study compares the effect of synthetic aminopolycarboxylic acids [ethylenediamine tetraacetatic acid (EDTA), nitriloacetic acid (NTA), and diethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA)] with a number of biodegradable, low-molecular weight, organic acids (citric acid, ascorbic acid, oxalic acid, salicylic acid, and NH4 acetate) as potential soil amendments for enhancing phytoextraction of heavy metals (Cu, Zn, Cd, Pb, and Ni) by Zea mays. The treatments in this study were applied at a dose of 2 mmol/kg(-1) 1 d before sowing. To compare possible effects between presow and postgermination treatments, a second smaller experiment was conducted in which EDTA, citric acid, and NH4 acetate were added 10 d after germination as opposed to 1 d before sowing. The soil used in this screening was a moderately contaminated topsoil derived from a dredged sediment disposal site. This site has been in an oxidized state for more than 8 years before being used in this research. The high carbonate, high organic matter, and high clay content characteristic to this type of sediment are thought to suppress heavy-metal phytoavailability. Both EDTA and DTPA resulted in increased levels of heavy metals in the above-ground biomass. However, the observed increases in uptake were not as large as reported in the literature. Neither the NTA nor organic acid treatments had any significant effect on uptake when applied prior to sowing. This was attributed to the rapid mineralization of these substances and the relatively low doses applied. The generally low extraction observed in this experiment restricts the use of phytoextraction as an effective remediation alternative under the current conditions, with regard to amendments used, applied dose (2 mmol/kg(-1) soil), application time (presow), plant species (Zea mays), and sediment (calcareous clayey soil) under study.     

有机酸对菜地土壤磷素活化的影响

实验室模拟研究两种有机酸(柠檬酸、草酸)对菜地土壤磷素活化的影响。结果表明:有机酸对菜地土壤磷的活化效果较明显,且随有机酸浓度的增加,土壤磷活化效果越显著。两种有机酸的活化效果为草酸>柠檬酸。有机酸对磷的活化效果与土壤Olsen- P含量、有机质含量呈显著正相关关系。土壤中有效磷的释放随着有机酸浸提时间的延长而逐渐增加。     

低磷胁迫下AM真菌对枳实生苗吸磷效应及根系分泌有机酸的影响

在温室沙培灭菌条件下,以Al-P为磷源、枳为试材、Glomus mosseae (G.m)和G.versiforme (G.v)为菌剂,研究低磷胁迫下AM真菌对枳实生苗干物重、吸磷效应及根系分泌有机酸的影响。结果表明,接种AM真菌显著增加枳地上部、地下部干物重,增幅16.79%~135.25%;同时显著增加其吸磷量,菌丝对植株的吸磷贡献率为17.04%~71.95%(G.m>G.v),施Al-P显著提高菌丝吸磷贡献率。接种AM真菌的根系分泌的有机酸种类与对照有所不同,未接种处理枳分泌的有机酸有草酸、苹果酸、乳酸、乙酸、顺丁烯二酸和柠檬酸等6种,而接种G.m的则检测到草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丁二酸等7种,G.v处理的检测到酒石酸,接种处理均未检测到顺丁烯二酸;接种丛枝菌根真菌增加了枳根系分泌有机酸的量(比未接种处理增加19.80~56.87 mg/kg,且施用AlPO₄后有机酸含量显著增加(增加20.06~21.84 mg/kg);未接种植株根系仅分泌少量有机酸;接种植株根系分泌的有机酸以苹果酸(42.87%)、柠檬酸(39.22%)和草酸(12.06%)为主。