堆肥对土壤重金属垂直分布的影响与污染评价

对不同畜禽粪便堆肥与土壤重金属垂直分布的关系进行了研究．结果表明,在畜禽粪便堆肥过程中,粪堆下土壤pH值和有机质显著增加,其pH和有机质含量的垂直分布表现为从表层到底层逐渐降低．各种畜禽粪便粪堆下土壤Zn、Cd含量明显增高,且从表层到底层呈逐渐减小的趋势．鸡粪和猪粪堆下土壤Cu含量随土层深度增加而降低;牛粪堆下土壤Cu含量随土层深度增加没有明显的变化．自然条件下Cd和Zn在土壤系统中的迁移能力大于Cu．各粪堆下的部分土层Cu、Zn、Cd含量超过我国土壤环境质量一级标准．应用地质积累指数法对各土层污染评价的结果表明,只有肉鸡粪堆下0～10cm土壤和蛋鸡粪堆下0～40cm土壤受到轻度Zn污染,其它粪堆下各土层均未受到Cu、Zn、Pb和Cd污染．     

根瘤菌对土壤铜、锌和镉形态分配的影响

以湖南郴州红壤和河北巩义褐土为供试土壤。制备Cu、Zn、Cd污染土壤。接种大豆根瘤菌(Rhi-zobium fredii)HN01,用连续提取法浸提土壤中不同形态的重金属．结果表明。褐土接种根瘤菌后固相结合态Zn总量降低10％。专性吸附态、氧化锰结合态和有机结合态Zn减少达9％～26％．红壤中结合态Zn的总量变化不显著,但专性吸附态和氧化锰结合态Zn含量显著减少。交换态Zn含量显著增加．褐土中接种根瘤菌抑制了Cu向土壤溶液的释放,固相结合态Cu总量增加18％,可交换态、专性吸附态、氧化锰结合态和有机结合态的Cu增加20％～54％．接种根瘤菌对土壤中Cd的溶解没有明显的抑制或促进作用,但改变了红壤中各形态Cd的含量高低顺序．Cd污染红壤中可交换态和有机结合态Cd含量分别增加22％和11％,专性吸附态和氧化锰结合态Cd分别减少14％和29％．根瘤菌对不同类型重金属及不同土壤中重金属形态影响的差异主要与土壤pH降低有关．     

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。     

杨桃对土壤重金属元素的吸收与富集

通过对廉江市杨桃（Averrhoa carambola）绿色食品基地不同土质、不同树龄的土壤样品及果实样品重金属元素Cd、Hg、Cu、Pb、As、Cr含量的检测,分析杨桃果实对土壤重金属元素的吸收与富集作用。结果表明：①果园土壤pH≤5．50,为酸性土壤,杨桃果园土壤和鲜果中的重金属含量均符合我国水果绿色食品生产的质量要求;②杨桃对土壤重金属的吸收因土壤质地和重金属元素的种类不同而异;③杨桃对重金属元素的富集,以Cd元素为最强,富集系数高达0．947,各种重金属的富集系数按大小排序为：Cd（0．947）〉Hg（0．098）〉Cu（0．023）〉Pb（0．003）〉As（0．001）：Cr（0．001）。     

北京城郊土壤镉对大麦的毒害研究

选取北京城郊 5 个区县土壤为研究对象, 通过急性毒性试验, 研究了土壤外源镉(Cd)对大麦毒性的影响。结果表明 , 5 个采样点土壤的大麦根伸长与土壤中总 Cd 和有效态 Cd 含量的变化趋势均符合剂量效应关系 , 基于土壤总Cd 的 EC50(使大麦根伸长降低至对照一半时土壤中的 Cd 浓度 )和有效态 Cd 的 EC50 分别变化了 1.75 倍和 1.65 倍, 基于总 Cd 和有效态 Cd 的 EC10(大麦根伸长相对对照降低 10%的土壤 Cd 的浓度 )分别变化了 2.73 倍和 2.21 倍。基于总Cd 的 EC50 最低值出现在阳离子交换量(CEC)最小的丰台土壤, 而最高值出现在有机质含量最多的灵山土壤。土壤有效态 Cd 含量与大麦根伸长的剂量效应关系优于土壤总 Cd, 用土壤中 Cd 的有效态表征 Cd 的生态风险更准确。     

基于转移方程的蔬菜镉累积预测和土壤风险阈值推导

重金属镉(Cd)在土壤-蔬菜系统中转移方程的建立是农田Cd污染控制和风险评估的关键.本研究通过调查湖南省攸县745个土壤-蔬菜样品Cd含量,应用转移方程、敏感性分布曲线(SSD)和多元回归方法分析不同类别蔬菜Cd累积特征和影响因素,预测不同土壤条件下蔬菜Cd含量并推导相应土壤Cd风险阈值.结果表明: 叶菜对Cd胁迫较根菜敏感;土壤pH、土壤总Cd和土壤有机质(SOM)是影响蔬菜Cd富集的3个主要因子;转移方程对叶菜和根菜的解释程度分别为54.2%和69.1%.土壤Cd风险阈值随土壤pH和SOM的增加而增加,根菜在严重酸化土壤区Cd累积风险较高.当前国家土壤环境质量标准对于严重酸化、有机质含量较低的土壤过于宽泛.     

基于贝叶斯方法的湖南湘潭稻米Cd超标风险评估

于湖南省湘潭市下辖的湘潭、雨湖、湘乡3个县市区共采集稻田土壤和稻米样品73组,测定了土壤全Cd含量、土壤有效态Cd含量以及稻米Cd含量,分析了这3种Cd含量之间的相关性.在此基础上,根据先验概率与数据特征,提出了基于贝叶斯方法的稻米Cd超标风险评估方法,建立了风险评估模型.结果表明: 研究区土壤平均Cd含量、土壤有效态Cd含量及稻米Cd含量分别为(0.891±0.638)、(0.791±0.582)和(0.376±0.395) mg·kg^-1,土壤与稻米Cd含量超标率分别高达89.0%和52.1%.湘潭和雨湖稻米Cd含量与土壤Cd全量和有效Cd含量间均呈显著相关关系,且稻米Cd含量与有效Cd含量的相关性更高,湘乡稻米Cd含量与土壤Cd全量及有效Cd含量间均没有相关性.将土壤Cd全量和有效Cd含量作为贝叶斯风险评估模型的变量,预测的稻米Cd超标概率与实际超标率的偏差分别为6.6%和3.9%,说明贝叶斯风险评估模型可靠,但以有效Cd含量为依据的预测结果更准确.     

花生镉污染研究进展

花生既是世界主要的油料作物,又是重要的植物蛋白来源和食品加工原料．随着花生直接食用和食品加工的不断增加,国际上对花生籽粒Cd含量问题越来越关注．我国是世界上重要的花生生产国和出口国．近年来,花生Cd含量偏高已经成为制约我国出口贸易的重要因素．本文从花生籽粒Cd富集能力、花生Cd含量的种内差异、籽粒中Cd的分布规律、影响花生籽粒Cd积累的机制和降低花生籽粒Cd含量技术等方面,对花生Cd污染研究的现状与问题进行了论述．指出在花生cd污染控制方面有2种策略可以考虑,一是降低花生对土壤Cd的吸收;二是控制Cd向籽粒的迁移富集．为此需要从3个方面加强对花生籽粒Cd积累机制的研究,即花生根系活性特征参数及其与籽粒Cd积累的关系;花生果荚Cd吸收机制及其对籽粒Cd含量的贡献;花生植株体内Cd迁移机制及其与籽粒Cd含量的关系．     

广西某污染区金属元素在土壤-植物系统中的迁移规律

重金属镉（Cd）是一种毒性极强并广泛存在于环境中的有害元素。土壤中的Cd极易被植物吸收并通过食物链对普通人群的健康造成危害。由于Cd在土壤．植物系统的迁移及对人类健康的影响与某些金属元素之间存在着相互作用,研究这些元素对Cd在食物链中迁移及在人体内富集的影响机制成为Cd研究的热点。本研究对广西某污染区的菜田进行了调查,结果表明：污染区蔬菜的Cd、Ca、Cu、Fe、Pb、Zn的浓度明显高于非污染区;不同的蔬菜品种对重金属元素Cd、Cu、Pb、Zn的迁移和积累能力存在着较大差异,不同金属元素的迁移能力依次为Cd〉Zn〉Cu〉Pb;Cd在土壤-植物中的迁移受共存元素的影响。     

EGTA和酒石酸对蓖麻Cd胁迫与积累的调控作用

通过盆栽试验研究了解毒剂酒石酸与螯合剂EGTA的单施与配施对强化蓖麻修复Cd污染土壤的作用,探讨重金属污染土壤植物修复中螯合剂与解毒剂配合使用的可行性。结果显示:(1)除酒石酸单施处理外,其余处理均可显著提高土壤中醋酸提取态Cd含量,增强土壤Cd的活性,并以酒石酸与EGTA配施的效果更显好,其土壤醋酸提取态Cd含量为对照的1.41~2.49倍。(2)EGTA能有效促进Cd从蓖麻根部向地上部的转移,但高剂量EGTA处理对蓖麻根系有明显的毒害作用;EGTA与酒石酸配合施能缓解Cd对植株的毒害作用,增大蓖麻生物量和Cd积累量,其地上部Cd积累量比对照增加4.56~8.32倍。(3)蓖麻叶片Cd含量、地上部积累总量以及土壤净化率随土壤醋酸提取态Cd含量的升高而增大,并且呈良好的线性递增关系。研究表明,酒石酸与EGTA配施可通过调控土壤Cd的植物可利用性和降低Cd的生理毒性来提高蓖麻对Cd的富集能力和对Cd污染土壤的修复效果。     

三种观赏植物对重金属镉的耐性与积累特性

通过盆栽实验,对镉(Cd)胁迫下3种观赏植物含羞草、白雪姬和树马齿苋的生长、生理和重金属累积与分布情况进行了研究。结果表明:含羞草、白雪姬和树马齿苋的平均耐性指数分别为105.57、81.35和79.88;在100mg.kg-1Cd浓度下三者叶绿素a、b的含量分别为对照的83.74%、69.83%;60.64%、51.26%和60.64%、51.26%;类胡萝卜素的含量和叶绿素a/b值无明显变化;三者在Cd胁迫下均表现出O2.-离子生成速度上升,MDA含量增加,电导率升高的趋势,其中含羞草的变化幅度最低,白雪姬次之,树马齿苋最高。三者对Cd的耐性表现为含羞草白雪姬树马齿苋。3种观赏植物对Cd均具有较强累积能力,在土壤Cd含量为100mg.kg-1时,三者根和地上部分的Cd累积浓度均高于100mg.kg-1。且对Cd积累能力为树马齿苋含羞草白雪姬。含羞草、白雪姬和树马齿苋在土壤Cd污染的治理中有一定的应用价值。     

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。     

印度芥菜-苜蓿间作对镉胁迫的生态响应

采用温室盆栽试验,研究了重金属镉（Cd）胁迫对印度芥菜和苜蓿间作下的土壤-植物系统的影响,同时对苜蓿的Cd饲用安全进行了评估.结果表明：在土壤Cd含量为0.37～20.37 mg·kg^-1范围内,与单作印度芥菜和苜蓿相比,间作使印度芥菜生物量降低了0.4%～11.8%,而使苜蓿生物量提高了55.3%~70.0%.土壤有效Cd主要受土壤全量Cd和种植植物种类的影响,种植方式对其影响不大.在土壤Cd含量为5.37 mg·kg^-1时,间作印度芥菜地上部Cd含量较单作提高了14.5%,而间作苜蓿地上部Cd含量较单作降低了57.1%;此时,单作和间作苜蓿地上部Cd含量分别为0.21和0.09 mg·kg^-1,均未超过饲料卫生限定标准(0.5 mg·kg^-1).在土壤Cd含量为10.37～20.37 mg·kg^-1范围内,虽然单作和间作苜蓿Cd含量均超过饲料卫生限定标准,但间作种植方式仍然使苜蓿地上部Cd含量较单作降低了2.8%～48.3%,印度芥菜地上部Cd含量也较单作降低了1.1%～48.6%.不论单作还是间作印度芥菜的Cd转运系数都远高于苜蓿.     

大花萱草对镉的耐性及积累特性

通过盆栽试验研究了大花萱草对镉(Cd)的耐性及积累特性。结果表明:Cd浓度为0.5mg·kg-1时刺激大花萱草的生长,大于5mg·kg-1时抑制大花萱草生长,Cd浓度小于5mg·kg-1时延长了大花萱草的绿期和花期;随着Cd浓度的增大,大花萱草根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低,游离脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,细胞膜透性逐渐升高;Cd在大花萱草体内分布为根系>地上部分,随着Cd浓度的增大,大花萱草根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20mg·kg-1时大花萱草对Cd的积累量最大,为1.489mg·株-1。综合分析大花萱草的生长、生理变化及富集Cd的能力,大花萱草适用于浓度小于1mg·kg-1的Cd污染土壤的修复。     

藏中矿区珠芽蓼和尼泊尔酸模中重金属含量分析

西藏中部主要是指雅鲁藏布江河谷地带,包括拉萨、日喀则和泽当等地市,是西藏自治区的主要农区和工业矿区。西藏中部矿产资源丰富,其中cu的远景储量居全国第2位[1]。矿产的开发给当地居民带来巨大的经济效益,但同时也排放大量含有重金属的废渣、废水和废气,导致土壤重金属污染严重。土壤是中草药中重金属的主要来源之一,中草药中的重金属含量与地质背景有密切的关系,土壤中重金属元素的多寡在药用植物中都有所表现[2];土壤重金属污染对中草药品质有影响甚至危及人类健康[3]。近年来植物药在国际市场逐渐升温,传统医药在日益受到人们青睐的同时其质量与安全性也成为公众关注的焦点[4-6]。     

夏枯草药材和种植土壤中农药及重金属残留分析

采用气相色谱及ICP-AES法测定了安徽庐江和江苏洪泽2个种植基地的土壤和夏枯草(Prunella vulgaris L.)果穗及全草中有机氯农药及重金属含量,并根据污染指数和相关标准对土壤及药材的安全性进行了评价.测定结果表明:来源于2个基地的土壤及药材中有机氯农药及重金属含量有明显差异.庐江产果穗和全草中Pb、Cd、Cu、Cr、As及BHC含量分别为3.361和3.953、0.172和0.190、8.258和7.722、3.423和2.658、0.284和0.355、0.003和0.004 mg·kg-1,Hg和DDT未检出;洪泽产果穗和全草中Pb、Cd、Cu、Cr、Hg及BHC含量分别为2.399和1.558、0.155和0.111、7.682和6.756、4.259和3.801、0.077和0.102、0.003和0.006 mg·kg-1,As未检出,果穗中也未检出DDT.庐江基地土壤中Cd、Cu、Cr、As、Hg、BHC和DDT含量分别为0.001、12.943、47.417、1.008、0.003、0.003和0.002 mg·kg-1,Pb未检出;洪泽基地土壤中Pb、Cd、Cu、Cr、As、Hg和BHC含量分别为3.443、0.002、18.655、63.385、3.701、0.141和0.004 mg·kg-1,DDT未检出.比较结果表明:夏枯草果穗中重金属残留量均高于全草,但均低于国家限量标准;土壤中有机氯农药及重金属单项污染指数均小于1,且庐江和洪泽基地土壤的综合污染指数分别为0.286和0.399,因此,土壤污染等级属安全级且污染水平为清洁级.     

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 .     

不同镉水平下小麦对镉及矿质养分吸收和积累的品种间差异

土壤Cd污染不仅影响作物的生长发育和产量形成,也对食物安全产生了潜在威胁,本试验以苗期生长特性有明显差异的2个小麦品种为供试材料,设置0、0．03、0．1、0．3和1．0mg.kg^-1Cd等5种处理水平,研究不同Cd水平下两品种的生长和Cd及矿质养分吸收,结果表明,低浓度Cd（0.03mg.kg^-1)对两品种的生长和干物质积累有明显的促进作用,而高浓度Cd（＞0.3mg.kg^-1)则显著抑制生长,且受抑制程度与品种有关,甘谷534的耐性相对较强;地上部和根系的Cd含量,Cd处理水平与品种之间存在着显著的互作,低Cd水平下（＜0.1mg.kg^-1),甘谷534的Cd含量较高,而高Cd水平下,则以鄂81513的Cd含量较高;Cd处理显著影响矿质养分的吸收,鄂81513在0.1mg.kg^-1Cd水平下5种大量元素含量明显低于对照,而甘谷534变化相对较小,这与两品种生长和分蘖对Cd处理的反应表现一致。     

水稻籽粒发育过程中各器官镉积累量的变化及其与基因型和土壤镉水平的关系

以镉（Cd）积累潜力不同的2个籼稻品种为材料,研究了籽粒发育过程中各器官中Cd含量的动态变化及其与土壤中Cd含量的关系。结果表明,在含Cd的生长环境中,水稻根系中的Cd含量在整个生育期中保持稳定增长的趋势,而茎叶、穗轴和稻壳等器官在营养生长阶段积累了大量的Cd,然后在籽粒充实过程中向外输出,其中旗叶和稻壳中的Cd输出率在50%以上,明显高于其他营养器官。根系和叶片中的Cd含量与土壤中的Cd含量呈高度线性相关,茎秆和籽粒中的Cd含量与土壤中的Cd含量呈抛物线相关,说明根系、茎秆、叶片等营养器官对Cd有储存和“过滤”作用。低积累品种‘X24’穗轴中的Cd含量明显低于高积累品种‘T705’,说明营养器官中的Cd向籽粒中转运的速率是决定籽粒中Cd积累量的关键因素。但是,只有当土壤中的Cd含量为0.3~1.2 mg＆#183;kg-1时,低积累品种精米中的Cd含量才会显著低于高积累品种;当土壤中的Cd含量高于2.4 mg＆#183;kg-1时,2个品种精米中的Cd含量没有显著差异。     

土壤Cd胁迫对三七生长和根系DNA损伤及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽实验法,研究了土壤中添加0.0(对照)、0.1、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0和30.0 mg·kg-1Cd对三七〔Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen〕生长和抗氧化酶活性的影响,并采用彗星实验对Cd胁迫条件下三七根尖细胞的DNA损伤进行了分析。结果显示:随土壤Cd添加量增加,三七的成活率、株高、单株复叶数和单株叶面积以及单株根、茎和叶片的干质量及鲜质量总体上呈先升高后降低的趋势;其中,各处理组三七植株的成活率和单株复叶数均高于对照,而株高和单株叶面积则在Cd添加量较低的条件下高于对照、在Cd添加量较高的条件下低于对照;单株根、茎和叶的鲜质量及干质量在Cd添加量30 mg·kg-1条件下均小于对照但差异不显著。随Cd添加量的提高,三七根系中SOD和CAT活性呈先上升后下降、再上升再下降的变化趋势,而POD活性总体上逐渐升高;其中,Cd添加量0.6、1.0、3.0和30.0 mg·kg-1处理组的SOD活性极显著或显著低于对照,而各处理组的POD和CAT活性总体上均高于对照且在Cd添加量1.0~30.0 mg·kg-1条件下与对照有极显著差异。彗星实验结果表明:各处理组三七根尖细胞的彗尾长、尾部DNA相对含量和Olive尾矩均有差异,其中,在Cd添加量较高的条件下各指标均高于对照但差异均不显著。研究结果显示:在较低水平的土壤Cd胁迫条件下,三七的生长、抗氧化酶活性和根系DNA均没有受到明显伤害,而较高水平的Cd胁迫则对其生长和抗氧化酶活性有抑制作用,且根尖细胞DNA损伤也较严重。