石油污灌土壤污染物的残留与生态毒理

土壤样品采自沈阳东部石油污水灌渠的上、中、下游。进行了污染物 (Cd、矿物油 )含量分析和生态毒性试验。重金属采用原子吸收分光光度仪测定 ,矿物油采用紫外分光光度计测定。生态毒性试验分别参照国际标准组织 (ISO)和OECD指南 ,进行了植物毒性试验和蚯蚓毒性试验。植物试验以小麦种子发芽根伸长抑制率为试验终点 ,试验周期 5 0h ,蚯蚓毒性试验以蚯蚓死亡率和体重增长抑制率为试验终点 ,试验周期 2 8d。结果表明 ,所有土壤均有矿物油积累 ,含量为 6 6 2 2～ 1391 14mg·kg-1,重金属Cd略高于土壤背景值 ,含量为 0 0 6～ 0 37mg·kg-1。然而 ,土壤对高等植物表现有不同程度的生长刺激效应 ,对蚯蚓有急性致死及慢性亚致死效应。种子发芽根伸长抑制率为 - 2 8 6 1%～ - 5 4 6 5 % ,蚯蚓 2 8d死亡率最大值为 10 %。蚯蚓 14d和 2 8d体重增长抑制率分别为 - 5 13%～ - 2 8 0 5 %和 - 31 78%～ 8 0 8%。研究表明 ,长期石油污水灌溉土壤中矿物油的低积累和较明显的生态毒性。     

石油污灌渠底泥生态毒性诊断研究

底泥样品采自沈阳东部石油污水灌渠的上、中、下游.进行了重金属Cu、Zn、Pb、Cd、矿物油含量分析和生态毒性试验.结果表明,所有底泥均有污染物积累.矿物油含量为408～118 300 mg·kg^-1,Cu为17.83～78.53 mg·kg^-1,Zn为35.76～155.16 mg·kg^-1,Pb为8.50～31.03 mg·kg^-1,Cd为0.1 mg·kg^-1～1.0mg·kg^-1.底泥对高等植物有不同程度的生长抑制或刺激效应,对蚯蚓有急性致死及慢性亚致死效应.种子发芽根伸长抑制率为-29.81%～93.8%,蚯蚓14d死亡率最大值为100%.蚯蚓14d和28d体重增长抑制率分别为-36.6%～6.08%和-40.4%～6.1%.研究表明,长期石油污水灌溉导致河道底泥中污染物的积累和较强生态毒性.     

土壤重金属污染对蚯蚓的急性毒性效应研究

测定了草甸棕壤条件下 ,Cu、Zn、Pb、Cd单一 /复合污染对蚯蚓的急性致死及亚致死效应 .结果表明 ,Cu、Pb浓度与蚯蚓死亡率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .86 ,RPb=0 .87) ,Cu浓度与生长抑制率显著相关 (α=0 .0 5 ,RCu=0 .84) ,其他供试重金属浓度与蚯蚓死亡率和生长抑制率相关性不显著 .蚯蚓个体对重金属毒性的耐受程度差别较大 .其毒性阈值 (引起个体蚯蚓死亡浓度 )分别为 :Cu 30 0mg·kg-1,Zn 130 0mg·kg-1,Pb 170 0mg·kg-1,Cd 30 0mg·kg-1.LC50 分别为 :Cu 40 0～ 45 0mg·kg-1,Zn15 0 0～ 190 0mg·kg-1,Pb2 35 0～ 2 40 0mg·kg-1,Cd 90 0mg·kg-1.在Cu、Zn、Pb、Cd单一污染引起 >10 %蚯蚓死亡的浓度下 ,复合污染导致 10 0 %蚯蚓死亡 ,表明复合污染极强的协同效应 .     

生长在铅锌矿废水污灌区的长豇豆组织中Pb、Zn、Cd含量的品种间差异

在经铅锌矿废水灌溉约50年的农田中种植24个长豇豆品种,测定植物体内的Pb、Zn、Cd在根、茎、叶及果实中的含量。结果表明,Cd在长豇豆根、茎、叶及果实的平均含量分别为1．212、0．425、1．051mg·kg^-1和0．011mg·kg^-1;Pb则分别是92．53、9．79、33．08mg·kg^-1和0．120mg·kg^-1;Zn分别是130．14、59．40、99．94mg·kg^-1和6．320mg·kg^-1。果实中的Cd、Pb和Zn最大品种间差异分别达4．4倍、4．2倍和1．6倍;各品种3种重金属含量ANOVA分析结果显示了品种间差异具有极显著意义。不同仁色（花仁、红仁及黑仁）长豇豆品种间的3种重金属含量在根部均有显著差异,而Zn及Cd含量在茎组织中也有显著差异;但各组在叶及果实中没有显著差异。尽管污灌区土壤Cd、Pb和Zn浓度均超出了国家土壤环境质量标准二级土壤的最高限值,但绝大多数品种的果实中所含重金属均符合国家食品卫生标准。Pb较易在果实中积累,有一个品种果实Pb浓度超过国家标准。根和茎中的3种重金属含量相互间均具有高度相关性,且果实中的Cd和Pb含量间也有显著相关,表明长豇豆对Cd、Pb和Zn的吸收和积累有协同性,这一特性使得同时低量积累重金属的长豇豆品种的筛选更为容易,特别是在可食部分同时低量积累Cd和Pb的品种。污灌区具有比对照区更高的产量,说明长豇豆能耐受农田中Cd、Pb和Zn的复合污染,因而生产者比较难以从长豇豆的中毒症状发现重金属的污染,导致在污染土壤中生产长豇豆容易受重金属污染。可见,筛选和培育低量积累重金属的长豇豆品种有利于降低人类通过食物链暴露于重金属的水平。     

铜尾矿区土壤与凤丹植株重金属富集研究

对安徽铜陵铜尾矿区凤丹种植地的土壤和凤丹中重金属污染状况进行了研究,结果表明,尾矿库区种植地极端贫瘠,有机质含量仅1．1～3．4g·kg^-1,而土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量皆高于对照土壤,其中Cu含量达587．43～1176．44mg·kg^-1,Cd含量达3．08～5．16mg·kg^-1,约达国家土壤二级标准的10倍,凤丹各部位的Cu、CA和Pb含量均超过了药用植物的限量标准,尤其是根皮部位Cu含量达31．50～64．00mg·kg^-1,Cd含量达0．98～1．45mg·kg^-1,超出标准1．6～3．6倍,表明种植地和凤丹都受到严重污染．凤丹不同部位中的Zn、Cd、Pb和Cu分别以茎、叶、叶和根皮中的含量最高．凤丹对Cd、Zn的富集比Cu和Pb高,但在根皮中的富集系数均较小。     

硫对大蒜生理生化指标及营养品质的影响

采用盆栽试验探讨了硫对大蒜生理生化指标及营养品质的影响．结果表明,土壤硫含量8．41mg·kg^-1时,大蒜叶片硝酸还原酶、POD活性、光合色素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高;可溶性蛋白质含量及CAT活性却是以土壤硫含量为7．92mg·kg^-1时最高;SOD活性以较低土壤硫含量6．45mg·kg^-1时较高．同时,土壤硫含量为8．41mg·kg^-1时,鳞茎中大蒜素、可溶性糖和Vc及蒜薹中大蒜素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别比对照增加33．67％、23．75％、68．82％、40．95％、3．45％和7．45％;较高土壤硫含量9．48mg·kg^-1有利于蒜薹中Vc和游离氨基酸及鳞茎中游离氨基酸和可溶性蛋白质含量的提高,分别比对照高出15．17％、20．93％、6．49％和8．07％．     

绿色食品生产中土壤作物系统铅的积累与迁移研究

研究了Pb在土壤-作物生态系统中的积累和迁移,并结合水稻绿色食品生产,进行了无机肥、有机肥和生物菌肥及其配比试验．结果表明,土壤全Pb含量随土层的加深而逐渐递减,收获后土壤全Pb含量在0～15和15～30cm分别为11．14和9．37mg·kg^-1．水稻根从土壤中吸收Pb,并向茎、叶和籽粒中迁移．在同一生长期,水稻植株不同部位全Pb累积态势为：根>茎叶>籽粒．在不同生长期,随水稻生长发育,全Pb含量缓慢增加,至收获时,606—14和辽粳294籽粒中全Pb含量分别为0．008和0．007mg·kg^-1,均低于绿色食品标准．方差分析表明,品种间产量差异显著;不同处理间产量差异不显著．试验结果表明。可以用有机肥或生物菌肥来代替无机肥进行水稻生产．     

低剂量混合稀土积累对黄褐土微生物主要类群的生态效应

采用田间小区试验和室内低剂量模拟叠加试验相结合的方法,研究低剂量混合稀土在黄褐土中积累对土壤微生物主要类群的生态效应．结果表明,低剂量稀土的持续积累对土壤细菌、放线菌产生刺激、抑制、再刺激的交替作用;对真菌也产生类似的作用,但抑制作用不显著,而刺激作用持续、明显．混合稀土对3类土壤微生物数量抑制程度顺序为：细菌>放线菌>霉菌．稀土积累至150mg·kg^-1时,土壤各类微生物的种群结构均发生显著的改变,耐稀土微生物数量大幅度增加,细菌中的G^-细菌、链霉菌的白孢类群、真菌中青霉分别成为优势种群．对低浓度稀土积累的田问土壤微生物学参数模拟计算结果表明,稀土对土壤细菌、放线菌和真菌的EC50(半抑制浓度)值分别为24．1、41．6～73．8和55．3～150．1mg·kg^-1,30mg·kg^-1值可以初步确定为稀土在黄褐土中积累的安全临界值．     

甲胺磷、乙草胺和铜单一与复合污染对蚯蚓的毒性效应研究

以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为例,通过滤纸急性毒性试验法研究了东北黑土区普遍存在的3种农用化学品甲胺磷、乙草胺和Cu对蚯蚓的单一与复合毒性效应．单一实验结果表明,三者对蚯蚓均有毒性,它们的毒性顺序为乙草胺＞甲胺磷＞Cu,半致死浓度分别为：0．307、0．708和118．70mg.kg^-1;同时通过观察可知,乙草胺与Cu以皮肤渗入蚯蚓体的毒性效应较甲胺磷明显．复合毒性实验结果表明,低浓度Cu与高浓度Cu对甲胺磷的毒性均有增强作用;低浓度Cu对乙草胺的毒性有削弱作用,但高浓度Cu对乙草胺的毒性有增强作用．可见,三者对土壤生态系统生态安全性和土壤健康质量存在潜在危害,同时这几种污染物的共存进一步加大了潜在危害性,且复合毒性效应与各组浓度组合密切相关．     

长期培肥黑土微生物量磷动态变化及影响因素

长期采用两种不同量有机肥(M2、M4)、化肥(NPK)方式培肥黑土,研究微生物量P在作物生长季动态变化．结果表明。施用有机肥微生物量P显著高于施用化肥(NPK)和不施肥(CK),微生物量P分别为M48．75～47．68mg·kg^-1,M2 3．02～37．16mg·kg^-1,NPK1．59～10．62mg·kg^-1,CK0．76～6．74mg·kg^-1之间,波动性较大．M4、M2处理微生物量P最大值出现在抽雄吐丝期,NPK、CK处理最大值出现在大喇叭口期;施肥数量和种类不同所引起的黑土微生物量P的差异并未因季节变化及玉米生育时期影响而明显改变．微生物量P的动态变化与绝大多数黑土生物、理化特性指标的动态变化没有显著的相关性;微生物量P与黑土生物、理化特性(除全钾外),植物氮、磷、钾含量有极显著的正相关关系,与黑土含水量呈显著正相关关系．     

Ecotoxicity of soils contaminated with industrial and domestic wastewater in western Shenyang, China

Soil samples were collected from 7 sites in the up-, mid- and down-reach along and nearby the wastewater irrigation channel, western Shenyang of China. The concentrations of selected pollutants (mineral oil, PAHs - polycycle aromatic hydrocarbons and Cd) were determined by UV spectrometer, HPLC and AAS (atomic adsorption spectrometer) spectrometer, respectively. Toxicity effects of soils were evaluated by seedling emergence test with root length of wheat as the end-point and by earthworms test with the mortality rate and inhibition rates of body weight as endpoints. Results showed accumulation of pollutants for most soils with concentration of 200.2 mg.kg-1 ～1600 mg.kg-1 for mineral oil, 0.33 mg.kg-1～1.81 mg.kg-1 for Cd and 900.16 mg.kg-1～ 2737.91 mg.kg-1 for PAHs. The inhibition rates of root elongation were from -20% up to 40 %, and mortality rates of earthworms ranged from 0%～40% from the exposure period of two weeks to eight weeks by sampling interval of two weeks, the inhibition rates of earthworm growth were from -19.36% to 34.53%, showing effects of stimulation at 2 weeks to an increasing effects of inhibition at 4, 6 and 8 weeks, respectively. Mortality rates correlated with the loss of body weight of earthworms.This study indicated the potential risk of pollutants of environmental low content in soil by the determination of selected chemicals combined with toxicity indexes.     

Ecotoxicity of soils contaminated with industrial and domestic wastewater in western shenyang,China

Soil samples were collected from 7 sites in the up-, mid-and down-reach along and nearby the wastewater irrigation channel, western Shenyang of China. The concentrations of selected pollutants (mineral oil, PAHs - polycycle aromatic hydrocarbons and Cd) were determined by UV spectrometer, HPLC and AAS (atomic adsorption spectrometer) spectrometer, respectively. Toxicity effects of soils were evaluated by seedling emergence test with root length of wheat as the end-point and by earthworms test with the mortality rate and inhibition rates of body weight as endpoints. Results showed accumulation of pollutants for most soils with concentration of 200.2 mg.kg^?1～1600 mg.kg^?1 for mineral oil, 0.33 mg.kg^?1～1.81 mg.kg^?1 for Cd and 900.16 mg.kg^?1 ～ 2737.91 mg.kg^?1 for PAHs. The inhibition rates of root elongation were from ?20% up to 40 %, and mortality rates of earthworms ranged from 0%～40% from the exposure period of two weeks to eight weeks by sampling interval of two weeks, the inhibition rates of earthworm growth were from ?19.36% to 34.53%, showing effects of stimulation at 2 weeks to an increasing effects of inhibition at 4, 6 and 8 weeks, respectively. Mortality rates correlated with the loss of body weight of earthworms.This study indicated the potential risk of pollutants of environmental low content in soil by the determination of selected chemicals combined with toxicity indexes.     

Ecotoxicity of soils contaminated with industrial and domestic wastewater in western shenyang,China

Soil samples were collected from 7 sites in the up-, mid-and down-reach along and nearby the wastewater irrigation channel, western Shenyang of China. The concentrations of selected pollutants (mineral oil, PAHs - polycycle aromatic hydrocarbons and Cd) were determined by UV spectrometer, HPLC and AAS (atomic adsorption spectrometer) spectrometer, respectively. Toxicity effects of soils were evaluated by seedling emergence test with root length of wheat as the end-point and by earthworms test with the mortality rate and inhibition rates of body weight as endpoints. Results showed accumulation of pollutants for most soils with concentration of 200.2 mg.kg⁻¹∼1600 mg.kg⁻¹ for mineral oil, 0.33 mg.kg⁻¹∼1.81 mg.kg⁻¹ for Cd and 900.16 mg.kg⁻¹ ∼ 2737.91 mg.kg⁻¹ for PAHs. The inhibition rates of root elongation were from −20% up to 40 %, and mortality rates of earthworms ranged from 0%∼40% from the exposure period of two weeks to eight weeks by sampling interval of two weeks, the inhibition rates of earthworm growth were from −19.36% to 34.53%, showing effects of stimulation at 2 weeks to an increasing effects of inhibition at 4, 6 and 8 weeks, respectively. Mortality rates correlated with the loss of body weight of earthworms.

This study indicated the potential risk of pollutants of environmental low content in soil by the determination of selected chemicals combined with toxicity indexes.

     

沈阳张士灌区重金属污染再评价及镉的形态分析

评价了沈阳张士灌区土壤及稻田的重金属污染状况.结果表明,研究区镉污染仍很严重,样品糙米含镉量为0.435～0.855mg.kg-1,均超过国家食品卫生标准,该浓度与20年前相比有上升的趋势,增加了335%～755%.回归分析表明,土壤的pH值与糙米含镉量呈显著负相关,生物有效态镉与糙米含镉量呈显著正相关.土壤pH值下降使土壤酸化,导致土壤中的镉更多地转变为生物有效态镉,占总量的22.8%～52.0%,易被作物吸收,导致水稻含镉量超标.重金属污染物随着地表径流、地下水及飘尘等移动方式发生迁移转化,使污染范围逐渐扩大.     

磷肥对土壤中镉的植物有效性影响及其机理

为寻求保障镉污染农田稻米质量安全的有效措施,采用盆栽方法研究了低镉磷肥(Cd＜0.2 mg·kg-1)及不同施磷量(0.10、0.20 g P2O5·kg-1)对污染稻田土壤中(潮泥田)镉的植物有效性影响,并探讨了相关机理.结果表明:在0.10 g·kg-1磷剂量水平下,与对照(无磷肥)相比,钙镁磷和磷酸二氢钾处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷和过磷酸钙处理显著降低了水稻对镉的吸收累积;当施磷量增至0.20 g·kg-1时,磷酸氢钙处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙处理下DTPA提取态镉含量降低11.8％、9.8％和11.8％,NH4OAc提取态镉含量降低9.5％、7.1％和7.1％;5种磷肥处理均显著降低了水稻茎叶中镉含量(降幅24.9％ ～ 50.8％),除磷酸氢钙处理外,糙米镉含量的降幅均达到显著水平,钙镁磷和过磷酸钙处理下糙米镉含量接近国家粮食卫生标准(GB 2715-2005).5种供试磷肥中,能提高土壤pH的磷肥(钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙)降低土壤镉有效性的效果显著,含钙磷肥(钙镁磷和过磷酸钙)降低水稻镉积累的效果较好.磷肥化学性质的差异可能是影响其效果的主要原因,选择碱性含钙磷肥对控制污染农田中作物吸收累积镉更有效.     

镉在黑土和棕壤中吸附行为比较研究

比较研究了重金属镉在黑土和棕壤中的吸附热力学和动力学行为.结果表明,在实验设定的浓度范围内,黑土和棕壤对Cd²⁺吸附量随溶液中Cd²⁺浓度的增加而增加.黑土对Cd²⁺的吸附固定能力明显强于棕壤.在平衡液浓度为20 mg·kg^-1时,黑土对Cd²⁺的吸附量为1 485.2 mg·kg^-1、棕壤为700.6 mg·kg^-1.两种土壤对Cd²⁺的吸附等温线与Langmuir、Freundlich和Henry方程均有较好的拟合性,而Temkin方程不适合用来描述Cd²⁺在两种土壤中的等温吸附.根据Langmuir的拟合结果,Cd²⁺在黑土和棕壤中的最大吸附量分别可达5 939.3和2 790 mg·kg^-1.黑土较高的吸附能力与其高的有机质含量和粘粒含量有关.黑土和棕壤中Cd²⁺的吸附是一个快速反应过程,2 min内能达到平衡吸附量的90%,15～30 min左右达到吸附平衡.一级动力学方程是拟合Cd²⁺在黑土和棕壤中吸附动力学过程的最优方程,其次为Elovich方程和双常数方程.随着初始浓度的增加,Cd²⁺在土壤中的吸附速率也不断增大.随着吸附量的增大和反应时间的延长,吸附速率不断下降.在较低的初始浓度下,Cd²⁺在黑土中的下降趋势要快于棕壤.     

蚯蚓活动对红壤磷素主要形态及有效磷含量的影响

通过盆钵生物试验和采用Hedley磷素分级方法研究了秉氏环毛蚓(Pheretima pingi)对红壤磷素主要形态和红壤有效磷含量的影晌.结果表明,在蚯蚓和有机物料(稻草、花生秸、油菜秸)的共同作用下,经过100d培养后土壤有效磷含量显著提高.统计分析结果表明,花生秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理和油莱秸接种蚯蚓处理与不接种蚯蚓处理之间的土壤有效磷含量差异均达显著水平.采用Hedley磷素分级法测得的树脂磷由原土的痕量增加到10.5～17.8 mg·kg^-1,NaHCO₃溶解态磷由原土的14.5 mg·kg^-1增加到23.5～53.6 mg·kg^-1,微生物细胞磷由原土的1.0 mg·kg^-1增加到6.8～9.7 mg·kg^-1,土壤有机磷含量由原土的37.9 mg·kg^-1增加到50.7～59.3 mg·kg^-1,而土壤中活性最低的残留磷含量则有所降低.蚯蚓活动对红壤磷素具有较强的活化作用.     

龙须草对镉的耐受性和富集特征

利用盆栽试验,研究了龙须草对Cd的耐受能力和富集特征.结果表明:低浓度Cd处理(5 mg·kg-1)能促进龙须草的生长,增强其生理活性,生物量、净光合速率等12个指标比对照提高1.0%～15.5%;高浓度Cd处理(>5 mg.kg-1)对龙须草的生长产生抑制作用,但当Cd浓度达到100 mg.kg-1时,龙须草仍能完成正常的生理周期,生物量、净光合速率仅比对照分别下降27.0%和25.6%.龙须草各器官的Cd含量随Cd污染程度的上升而大幅度增加,根的Cd含量为350～500 mg.kg-1,茎叶为15～35 mg·kg-1.在Cd浓度<50 mg·kg-1时,吸Cd量随添加浓度的增大而增大,茎叶吸Cd量占总吸Cd量的15.7%～38.4%,茎叶与根的吸Cd量比值最高可达0.62.龙须草对Cd污染的耐受性、富集和转运能力均较强,是一种潜在的Cd超富集植物.