天津公园灰尘与土壤重金属污染特征

对天津市区41个代表性公园及滨海新区10个大型公园灰尘和土壤重金属理化性质及含量进行了测定,分析了灰尘和土壤中重金属的空间分布特征.结果表明:天津市公园灰尘和土壤粒径分布呈双峰或多峰分布特征;灰尘和土壤中有机质平均含量分别为49.10和27.15 g·kg-1.公园灰尘重金属Cu、Pb、Cr、Cd和Ni含量均值分别为113.88、76.81、141.53、1.30和114.70 mg·kg-1,土壤中则分别对应41.68、30.76、96.43、1.01和34.03 mg · kg-1,均高于天津市土壤背景值.天津和平区、南开区东北部与河西区所受重金属污染较小.相关分析与主成分分析表明,有机质是灰尘与土壤中重金属Cd的重要载体,包括交通流量、工业活动等在内的人为因素是公园灰尘、土壤重金属Cr、Ni、Cu、Pb的主要来源.     

天津城市公园灰尘重金属污染健康风险评价

分析了天津市中心城区41个代表性公园灰尘样品的重金属含量,借助健康风险评价模型,对天津市公园灰尘重金属的污染状况进行了健康风险评价。结果表明,天津市公园灰尘在不同程度上受到了重金属Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的污染,其中,重金属Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的含量平均值分别为113.18、63.32、103.18、1.14和40.58 mg·kg-1,均高于天津市土壤重金属元素的背景值。健康风险评价模型计算表明,人体经手-口接触行为直接摄入是公园灰尘暴露风险的主要途径,重金属日平均暴露剂量依次为手-口直接摄食剂量皮肤吸收剂量呼吸道吸入剂量。本研究的5种重金属元素对人体造成的慢性非致癌风险值依次表现为:CrPbCuNiCd,对人体不会造成危害,儿童的非致癌风险大于成人。致癌重金属的致癌风险依次为NiCrCd,均低于癌症风险阈值,尚未形成致癌风险。     

施用污泥对油菜根际养分和不同种类重金属的影响

根际是控制植物养分动态的重要因素,养分动态也影响着根际土壤环境。当土壤被污水污泥改良后,根际土壤中的养分和重金属性质也会发生变化。目前很少有人研究施用污泥的土壤中植物根系对根际重金属有效性和分布的影响。采用根垫—冰冻薄层切片法对施用污泥后土壤中油菜根际的养分和重金属分布情况进行研究,以期探明污泥改良土壤中根际重金属的活化特征。当土壤施用污泥后,根际土壤中DTPA提取态Zn,Cd,Ni,Mn,有效磷,有效钾和铵态氮被显著消耗,而根际土壤中DTPA提取态Cu没有明显的消耗或积累。当土壤中施用大量污泥时,根际土壤的pH值随着离根表面距离的增加而增加。无论土壤是否用污泥处理,油菜根际土壤中可交换态Cu都显著减少。当土壤被50%污泥改良时,在距离根表面0—2 mm处的油菜根际土壤中碳酸盐结合态,铁锰氧化物结合态,有机物结合态,残渣态的Cu和Zn都被消耗较多。污泥的施用对油菜的生长有促进作用。随着污泥施用量的增加,油菜地上部分Cu和Zn的含量没有显著变化。施用污泥量小于25%的土壤中,污泥没有增加重金属的可利用性和移动性。除了Cu,油菜根际土壤中DTPA提取态Zn,Cd,Ni的减少表明施用污泥的土壤中重金属的活化是非常有限的。     

盐胁迫下3种滨海盐生植物的根系生长和分布

我国广大滨海地区的盐土上发育着大量的盐生植物,这些植物的根系对维持土壤稳定性,减小风蚀和水蚀具有重要作用。在水培条件下,针对碱蓬、盐角草和盐地碱蓬3种滨海盐生植物,研究它们在不同盐浓度条件下根系分布的差异。结果表明:一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大。在同样盐浓度下,盐地碱蓬的生长最快,生物量也最大。在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,盐角草增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中盐角草较碱蓬和盐地碱蓬抑制的程度轻。盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势。在水培条件下,碱蓬和盐角草的根系上、中、下部分布的较均匀,而盐地碱蓬的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响。从根系的分布特征可以推断:盐角草比碱蓬和盐地碱蓬具有较强的抗盐性和耐瘠薄能力;碱蓬的耐盐能力较其它两种植物差,盐角草的耐盐性最强。根据3种滨海盐生植物的根系生长和分布特征,证明这3种植物的根系分属于2种功能型,碱蓬是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根系功能型。根系分布的参数表明3种滨海盐生植物中盐地碱蓬是用来加强土壤稳定性最好的植物。     

一株黑曲霉的筛选及其对河道底泥重金属的生物淋滤去除

生物淋滤,特别是异养生物淋滤,是最有前景的污染介质重金属绿色消减方式,但在污染底泥的处理中还没有得到广泛应用。本研究采集沈阳细河疏浚底泥,并从中筛选得到高效淋滤丝状真菌SY1,经形态学及ITS r DNA基因序列分析鉴定为黑曲霉,命名为Aspergillus niger SY1,测定了其生长特性,采用摇瓶培养法去除污染底泥中重金属的效果。结果表明:细河底泥受到重金属Cd污染最为严重,含量为33.3 mg·kg~(-1),且以生物可利用态为主;SY1最适合的温度为25～35℃,最适合初始pH值为6.0～7.0;该菌株生长代谢过程中产生葡萄糖酸和草酸,最高分别达14.7和6.4 g·L~(-1)。在最优条件下(底泥浓度为20g·L~(-1)、糖浓度为100 g·L~(-1)、孢子浓度为2×10~7个·m L~(-1)),经过SY1 8天的淋滤,底泥中Cd、Pb、Cu和Zn淋出率分别为93.5%、11.4%、62.3%和68.2%。因此,SY1是比较有潜力的重金属底泥淋滤菌株,可用于重金属污染疏浚底泥的淋滤修复。     

碱性土壤盐化过程中阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉的影响

镉是土壤环境中对土壤质量有着极其重要影响的污染物之一,低含量下就能对人体和动物产生危害.镉在土壤中的有效态既决定了它的生物有效性及对环境的危害程度,又是人们对受污染土壤进行治理和修复的基础.作为盐化土壤中的典型组分,无机盐不可避免对镉的有效态及生物有效性等地球化学行为产生明显影响.研究了碱性土壤盐化过程中无机盐阴离子对土壤中镉有效态和植物吸收镉影响.研究方法为:以钠盐为例,实验研究了碱性土壤盐化过程中无机盐阴离子对土壤中镉有效态的影响;通过油菜种植试验,分析了无机盐阴离子对土壤中镉生物有效性的影响.研究结果表明,土壤盐化过程中,土壤溶液中Cl-浓度较低时,土壤中镉的有效态含量随Cl-浓度增加而增大,但当土壤中Cl-/Cd的比值大于100∶1时,土壤中镉的有效态含量达到最大值.土壤溶液中SO42-含量对土壤中镉有效态含量的影响不明显;随着土壤溶液中HCO3-含量的增加,土壤中镉的有效态含量明显减少.由于Cl-、SO42-是土壤溶液中的主要成分,随着盐度的增加,镉的有效态含量增加.油菜种植试验显示,当土壤中Cl-的含量增加时,土壤中镉的有效态含量增加,有利于植物对镉的吸收,因此油菜中镉的含量随土壤中Cl-的含量增加而增加,但当土壤有效态含量超过2 mg/kg后,油菜吸收镉已经达到最大.随着土壤溶液中SO42-浓度的增加,油菜中镉含量基本不变;土壤溶液中HCO3-的含量增加,植物中镉的含量随土壤中HCO3-含量增加而减少.这些特征与土壤镉有效态变化相吻合.通过各种措施控制土壤盐度和调节阴离子类型和含量,有利于降低土壤中镉的有效态含量,减轻镉的活化;农业生产中适当调整无机肥料的种类,可以减少农作物对镉的吸收.     

滨海盐渍土壤中不同类型盐生植物富集镉的效应

为了利用被镉污染的滨海盐渍土壤,通过实验对比分析3种不同类型盐生植物对盐渍土中镉的富集效应,以期初步探明不同类型盐生植物在镉污染盐渍土壤修复中的效果。选择的3种盐生植物类型是:聚盐盐生植物,泌盐盐生植物和避盐盐生植物。通过温室盆栽实验,将植物在不同镉含量的盐渍土壤中种植培养60 d,测定和分析不同类型盐生植物对镉的生物浓缩因子、转移系数以及植株内地上部分和根部生物量和镉含量的变化。结果表明,不同镉含量的土壤对碱蓬和芦苇的生长影响较小,对二色补血草的生长影响较大。不同镉含量的土壤中,芦苇地上部分镉的生物浓缩因子变化差异不显著,并且其地上部分吸收镉的百分率较高。碱蓬和芦苇的转移系数大于二色补血草的转移系数,并且碱蓬的转移系数在不同镉含量的土壤中变化不显著;二色补血草的转移系数随着土壤中镉含量的增加而显著增大。3种盐生植物中,碱蓬最具修复镉污染盐渍土壤的潜力,这可能和它是聚盐盐生植物的生理类型有关。芦苇整个植株的地上部分富集镉的总量在3种植物中是最高的,因此,芦苇在镉含量较低时也可以做为镉污染盐渍土壤的修复材料。