重金属污染土壤中微生物的多样性

<正>土壤重金属污染是指人类活动将重金属混入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境质量恶化的现象[1]。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。除了来自农药、废水、污泥和     

铜矿区超积累Cu植物的研究

1　引　　言土壤重金属污染一直是环境污染问题之一 ,而且土壤中的重金属污染具有严重性、长期性和广泛性的特点[1 ,6] .但常规的一些物理化学方法因费用过高、对土壤性质破坏等一系列问题而难以广泛应用 ,植物修复为重金属污染带来了希望[5,7,9,1 3] .植物修复主要是基于重金属超积累植物 (ｈｙｐｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ)的研究而兴起的 .超积累植物是指地上部分能富集重金属占干重的 1 0 0ｍｇ·ｋｇ-1 (Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ)或 1 0 0 0 0ｍｇ·ｋｇ-1 (如Ｚｎ)的一类植物[2～ 4,8] .在过去 2 0年内 ,已报道的超积累植物已有 4 0 0余种 …     

土壤-水稻系统中重金属复合污染物交互作用及生态效应的研究

1　前　言土壤重金属污染常常是两种或两种以上元素同时作用形成的复合污染 ,如污泥土地利用、污水灌溉等往往是多元素同时进入土壤 植物系统。近十几年来 ,国内外学者特别关注复合污染方面的研究 ,认为元素间的联合作用对作物的产量及元素在作物体内的再分配有着至关重要的影响[1～ 3 ]。同时 ,多元素的联合作用是一个相当复杂的过程。美国Ｗａｌｌａｃｅ等将重金属的联合作用分为协同、竞争、加和、屏蔽和独立作用[4 ,5 ]。多元素相互作用产生的生态效应受多种因素的影响 ,诸如作物的种类、元素的不同组合、元素浓度等。本文探讨了土壤中…     

土壤Hg污染及修复技术研究

早在 2 0世纪 6 0年代初期 ,日本查明了“水俣病”[1] 是由甲基Ｈｇ污染造成的 ,引起世界范围内人们对Ｈｇ污染危害的重视 ,使其研究日益增多。Ｈｇ通过不同途径进入土壤环境 ,土壤中的Ｈｇ经过复杂的物理、化学反应 ,大部分以各种形态滞留在土壤中 ,同时Ｈｇ在作物可食部分积累并进入食物链循环 ,对人体健康构成威胁。我国被Ｈｇ污染的耕地面积有 3.2× 10 4 ｈａ ,每年产生污染环境的Ｈｇ达 1.9× 10 8ｋｇ[2 ] 。土壤一旦遭受Ｈｇ污染 ,对人类健康构成潜在的危害 ,因此土壤Ｈｇ污染的治理及生物修复技术研究应运而生。重金属污染治理的传…     

天山土壤微量(类)重金属的来源解析及潜在生态危害评估

从天山山地3个区段(巴里坤-伊吾、乌鲁木齐-阿克苏、昭苏-特克斯)采集土壤样品,测定了其中(类)重金属Pb、Ni、Cd、Co、Hg、Cu、Mn、Zn、Cr和As的含量.运用经典统计学与多元统计方法分析了这些(类)重金属的来源;同时采用污染指数法与潜在生态风险指数法,并结合天山及新疆土壤背景值、国家土壤质量标准开展了区域土壤微量(类)重金属生态风险的评价.结果表明： 所测10种(类)重金属的平均含量均高于天山或新疆土壤背景值.从变异系数来看,均为中等变异.总体上看,天山山地土壤中10种(类)重金属的含量均较低;主成分分析显示,10种元素可以辨识出 2 个主成分,主成分1(PC1,包括Cd、Pb、Hg、Mn和Zn)为人为源因子,主成分2(PC2,包括Cu、Ni、Cr、Co和As)为自然源因子.Mn 和As在PC1和PC2上均有较大载荷,主要受人为源和自然地质背景的共同控制;污染评价表明, 重金属Hg、Cd在天山中部的乌鲁木齐-阿克苏区段、As在天山西部的昭苏-特克斯区段的单因子污染指数(P_i)属于警戒等级,其他均属于安全等级和清洁水平.从综合污染(P_z)指数来看,天山中部乌鲁木齐 阿克苏区段土壤中10种(类)重金属元素的综合污染程度均属于轻度污染,其他两个区段均属于清洁水平;生态风险评估表明,重金属Hg、Cd在天山中部乌鲁木齐 阿克苏区段,As在天山西部昭苏 特克斯区段的潜在生态风险系数(E_i^r)和生态危害指数(RI)相对较高.     

藏中矿区重金属污染土壤的微生物活性变化

微生物几乎参与土壤中的一切生物及生物化学反应,土壤微生物活性可较敏感地反映土壤中生化反应的方向和强度,是探讨重金属污染生态效应的有效途径之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤酶活性、基础呼吸、代谢商(qCO2)和可矿化N的影响。结果表明,矿区土壤受重金属Cu、Zn、Pb、Cd不同程度污染,使得土壤酶活性、可矿化N受到抑制,基础呼吸和qCO2则受到刺激。逐步多元回归分析表明,在Cu、Zn、Pb、Cd复合污染条件下,矿区土壤重金属复合污染对土壤微生物活性的影响是复杂的;主成分分析表明,土壤总体微生物活性指标能较好地反映拉屋矿区土壤重金属复合污染状况,可作为藏中矿区土壤环境质量评价及量化分类的有效指标。     

镉污染米胚乳和胚中重金属分配规律的探讨

一、引言关于土壤重金属的污染,国内外学者已进行较深入的研究。因重金属对人类有潜在性的危害作用,在生物体可以富集,并把它转化为毒性更大的金属化合物,通过污染土壤到达食物链而危害人类健康。重金属污染不仅影响农作物的产量,更主要是影响米的质量。重金属从污水到人体的径路中,生物浓缩是一个关键问题。为了减少有毒物质进入人体,不但要研究污染土壤中镉的形态,同时必须研究可食部分胚乳中重金属分配的规律,并对镉污染的土壤施用改良剂后对胚乳中的效果加以研究。我们按日本北岸確三等人的方法,选择了     

上海世博会规划区不同土地利用方式下附属绿地的重金属分布

上海世博会规划区是工厂和居民区混杂的典型老城区.对其主要土地利用方式下附属绿地土壤的重金属进行调查分析.结果表明:部分样点的Ni、Cr、Cu、Zn、Pb和Cd含量超标,Hg和As的含量均没有超标;大部分绿地土壤没有出现重金属的污染,其中清洁安全和尚清洁占了69.83%和6.94%,轻度污染、中度污染和重度污染的分别占了12.87%、2.56%和7.81%;周边利用类型不同的附属绿地土壤重金属含量差别很大,居民办公区的绿地土壤没有出现重金属污染,试剂溶剂类工厂局部有重金属污染,重金属污染主要集中在造船厂、机械厂、钢铁厂等重型工厂的附属绿地;利用类型不同绿地土壤重金属的相关性也不同,重金属的相关性基本与产生污染的土地利用类型一致;污染源的距离以及对污染源保护不当是导致绿地土壤重金属污染的主要因素,注意对污染源的集中堆置或采取隔离措施,能有效减少重金属对绿地的污染.     

湘江流域工业污染源对农田生态系统土壤动物群落影响的研究

对湘江流域工业污染区的土壤动物群落研究表明,接近污染源和污染物质富集的农田,土壤动物的种类和数量减少;工业污染区土壤的污染主要是重金属有毒物质的过量累积。调查共获得29类土壤动物,隶属于4门10纲,动物的种类与数量随着重金属污染程度的增加而递减,土壤动物密度与重金属元素Hg、Cd,zn、Cu、As、Pb的浓度密切相关,这在污染模拟实验中也得到证明。     

土壤中镉、铅、锌及其相互作用对作物的影响

通过作物盆栽模拟试验(砂壤质褐土、pH值8.2)揭示：土壤中分别施入镉(CdCl2)、铅[Pb(CH3COO)2]或锌(ZnSO4)其影响表现为,植物各器官镉的含量超过对照植物的数倍至500倍。土壤镉浓度<5ppm和<10ppm分别造成某些蔬菜和水稻的污染。铅主要积累在植物根部,土壤铅污染对作物的影响较小。锌主要积累在植物叶片和根部,对水稻产生生长抑制的土壤锌浓度临界值不大于200ppm,此浓度对旱作无影响。土壤中同时施入镉和铅,植物对镉的吸收增加。而土壤中镉的增加却减少了植物体内铅的含量。土壤中由于镉、锌或铅、锌相互作用的结果,水稻对它们的吸收都有增加。在旱地土壤锌浓度的增高,降低了植物对镉、铅的吸收。镉、铅、锌同时施入土壤由于相互作用的结果,除锌之外,植物对镉、铅的吸收有明显下降。评价土壤重金属污染,不仅要看它们的含量及其存在形态,而且要分析它们之间的相互作用(促进或拮抗)特点。     

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、Cd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.     

渭河陕西段沉积物重金属空间分布及来源解析

为了了解渭河陕西段河道沉积物重金属空间分布特征,本研究对渭河陕西段干流及其支流17个采样点沉积物中的10种重金属元素(Cd、Sb、As、Co、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn、Mn)含量进行测定及来源辨析。结果表明: 重金属元素Cd、Sb、As、Co、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn、Mn的平均含量分别为0.10、1.24、11.73、11.95、24.90、24.91、29.31、54.18、72.74、626.85 mg·kg^-1, 除Cd的变异系数大于1以外,其他元素的变异系数均低于0.5。其中,Cd、Pb、Cr含量于灞河入渭处达到峰值,Co和Mn在黑河入渭处达到峰值,Cu和Zn在清姜河入渭处达到峰值, Sb、As和Ni分别于沙王渡、咸阳铁桥和林家村处达到峰值。相关性分析、主成分分析和聚类分析表明,Cd、Co、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn、Mn主要来源于以工业源和生活源为主的污染源;Sb、As主要来源于农业和地球化学污染源。     

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 .     

应用生物效应数据库法建立淡水水体沉积物重金属质量基准

重金属是水体沉积物中的重要污染物,可能对底栖生物和水生态环境产生严重的危害.生物效应数据库法是国际上广泛接受的沉积物质量基准计算方法.本文介绍了利用该方法计算沉积物质量基准的详细过程,并应用该方法初步建立了Cu、Zn、Cd、Pb、Ni 5种重金属的淡水沉积物质量基准,对建立基准值进行了可比性、可靠性和可预测性分析.结果表明: Cd、Ni、Pb、Zn、Cu的临界效应浓度(TEL)分别为3.0、31.4、47.3、74.9和45.5 mg·kg^-1(以干质量计),可能效应浓度值(PEL)为19、76.9、204.1、403.6和181.1 mg·kg^-1(以干质量计).除Zn外,其他4种重金属的TEL、PEL值与其定义的生物效应基本一致,符合针对保护底栖生物制定的沉积物质量基准的要求,具有较高的可靠性,可以作为淡水水体沉积物重金属质量基准建议值.     

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.     

Total concentrations and fractionation of heavy metals in road-deposited sediments collected from different land use zones in a large city (Nanjing), China

Abstract

In order to investigate heavy metal contamination in an urban environment during urbanization and economic development, 35 road-deposited sediment samples were collected from seven different land-use zones (commercial, residential, traffic, scenic park, educational, industrial and peri-urban) in Nanjing, a large city in P.R. China. The ranges of total metal concentrations found were: 28.7–272 mg kg^?1 for Cu; 24.8–268 mg kg^?1 for Ni; 37.3–204 mg kg^?1 for Pb; 140–798 mg kg^?1 for Zn; 0.44–2.19mg kg^?1 for Cd; and 60.6–250 mg kg^?1 for Cr. Metal fractionation was carried out using a modified three-step European Bureau of References (BCR) sequential extraction procedure. Cadmium and Zn were found predominantly associated with the acid extractable fractions; Ni and Cr were dominant in the residual fraction; Pb was predominantly associated with the residual and reducible fractions; Cu was dominant in the oxidizable and residual metal fractions. Based on the sum of the acid-extractable, reducible, and oxidizable fractions, Cd, Zn and Pb are potentially the most toxic metals in the road-deposited sediment in Nanjing. No significant differences, except for Zn, were found in the metal fractionation pattern for Cu, Ni, Pb, Cd, and Cr in different land use zones.     

水培条件下四种植物对Cd、Pb富集特征

利用水培方法测定了不同浓度下向日葵、蓖麻、紫花苜蓿及芥菜的生物量和植物体内重金属Cd、Pb含量,分析了植物对重金属的富集特征。结果表明:经过5周培养后,4种植物根部与地上部对重金属的富集量随着浓度的增加而增加,Cd浓度为20mg·L-1时,向日葵的根部Cd含量最高,达到237.86mg·kg-1,地上部Cd含量为89.48mg·kg-1;而Pb浓度为200mg·L-1时,芥菜根部对Pb的吸收量较高,达到597.22mg·kg-1,地上部Pb含量最高的则出现在向日葵处理Pb100mg·L-1中,为318.33mg·kg-1。4种植物对Cd、Pb的富集系数随重金属浓度的增加而减小;根部及地上部富集系数与生物量和重金属浓度呈现出一定的相关性;另外,在Cd、Pb复合处理中,一种重金属的存在会在不同程度上影响植物对另一种重金属的吸收。通过比较4种植物根部与地上部的生物量和对Cd、Pb富集特征,认为相对于其他3种植物向日葵对Cd、Pb具有较强的吸收潜力,并可以作为Cd、Pb污染土壤植物修复的备选植物。     

Accumulation and Dynamics of Cu,Pb, Zn and Mn Elements in Kandelia candel (L.) Druce Mangrove Community of Jiulong River Estuary of Fujian

The accumulation and biocycle of Cu, Pb, Zn and Mn elements were studied in Kandelia candel (L.) Druce mangrove community of Jiulong River Estuary of Fujian. The pool amounts of Cu, Pb, Zn and Mn elements in the forest soil (0～30 cm in depth) were 6.86, 4.23, 25.64 and 134. 67 g · m-2, respectively. The respective element contents ranged from in different parts of the plant, 1.85～6.97, 0.37～3.74, 16.0～25.2 and 140～1405 μg· g-1 of Cu, Pb, Zn and Mn. The pool amounts of elements in standing crop of the community were 87.98, 40. 34, 335.34 and 8006.99 mg · m-2 for Cu, Pb, Zn and Mn respectively. The pool amounts of Cu, Pb, Zn and Mn elements in residues were: 593.06, 49.27, 2450.79 and 43486.70 μg · m-2 respectively. The biocycle of the elements in the community were described as follows: Annual uptake of Cu was 10. 17, Pb 4.32, Zn 49. 14 and Mn 2268. 16 mg · m-2; Annual return of Cu was 2.21, Pb 0.70, Zn 18.63 and Mn 1574.98 mg· m-2; Annual retention of Cu was 7.96, Pb 3.62, Zn 30. 51 and Mn 693.18 mg · m-2. The turnover periods of Cu, Pb, Zn and Mn were 40, 58, 18 and 5 year, respectively. The absorption, utilatizion and cycle coefficients were in the order of Mn〉Zn〉Cu〉Pb.     

冬虫夏草与产地植物及土壤的重金属含量测定

本文测定了野生采集和人工培育冬虫夏草、人工培育冬虫夏草子实体、冬虫夏草发酵菌液、冬虫夏草寄主蝙蝠蛾昆虫食物(蕨麻Potentilla anserine和珠芽蓼Polygonum viviparum),以及野生冬虫夏草产地土壤中5种重金属元素(铜Cu、铅Pb、砷As、镉Cd、汞Hg)的含量。结果表明,人工培育冬虫夏草、人工培育冬虫夏草子实体、冬虫夏草发酵菌液、蕨麻块根、珠芽蓼种子的5种重金属元素含量符合《中医药-中药材重金属限量》ISO国际标准;而野生冬虫夏草,除砷含量(6.170 mg/kg)超标外,铜、铅、镉、汞元素含量均符合要求。按国家标准《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 1516-2018),四川产地土壤(KDX)与青海产地土壤(GD、HN)的5种重金属含量均低于农用土壤污染风险筛选值;而四川产地土壤(KDT),除镉含量(0.923 mg/kg)高于风险筛选值而低于风险管制值外,其余4种元素含量均低于风险筛选值。结果为人工培育冬虫夏草的质量控制提供了参考。     

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。