重金属污染区土壤酶活性变化

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明： 4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、Zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

福建漳州市香蕉园土壤重金属污染调查分析

调查福建省漳州市香蕉园土壤重金属Cd、Pb、Hg、Cr、Cu及非重金属有害元素As含量,并采用单项污染指数法和综合污染指数法进行评价。结果表明,以福建土壤背景值为评价标准,漳州市部分香蕉园土壤受到重金属污染,单项污染指数的顺序为Hg(1.60)> Pb(1.26)> Cd(1.07)> Cu(0.76)> As(0.50)> Cr(0.38),污染元素主要为Cd、Pb、Hg,其中Cd、Hg为中度污染;综合污染指数为1.16,属轻度污染。而以土壤环境质量二级标准为评价标准,其综合污染指数为0.34,表明未受污染。对不同取样点土壤重金属污染情况比较分析,说明道路交通、生活垃圾及生活污水均会造成香蕉园土壤不同程度的重金属污染,主要表现为Cd、Pb、Hg的污染。     

重金属污染区农田土壤动物群落结构及富集研究——以山西省临汾钢铁厂周围农田为例

本文对重金属污染区山西省临汾钢铁有限公司(临钢)周围农田土壤动物的群落结构特征及其对重金属污染的富集进行了研究。采用手拣法和干漏斗法对临钢周围农田28个样点的土壤动物进行了调查,共获取土壤动物样品数2348,隶属于4门11纲。其中优势类群仅有前气门亚目,常见类群16类,12类稀有类群。对临钢周围农田土壤进行理化性质检测,结果显示土壤呈微碱性,肥力中等,重金属综合污染指数较大。综合土壤动物多样性及周围土壤环境的重金属污染数据,通过统计分析表明:(1)重金属污染地区土壤动物与土壤理化性质的相关性不显著(P>0.05);(2)土壤动物的种类和数量随污染指数的增加而减少;在垂直分布上,表聚性削弱,甚至出现逆分布现象;(3)随着土壤中重金属浓度的增加,蚯蚓和等足目体内的重金属含量也在上升。蚯蚓对Ni元素富集,对6种重金属元素的富集系数依次为Ni>Mn>Cu>Pb=Cr>Zn;等足目对Cu元素富集,对6种重金属元素的富集系数依次为Cu>Mn>Pb>Zn>Ni=Cr。     

福建漳州菜园土壤重金属污染评价及防治

调查福建省漳州市菜园土壤重金属Cd、Pb、Hg、Cr及非金属有害元素As含量,并采用单项污染指数法和综合污染指数法进行评价。结果表明,以福建土壤背景值为评价标准,漳州市部分菜园土壤受到重金属污染,单项污染指数的顺序为Cd(2.39) >Hg(2.00) >Pb(1.40) >Cr(0.63) >As(0.57),污染元素主要为Cd、Pb、Hg,其中Cd、Hg为中度污染;综合污染指数为1.75,属轻度污染。而以土壤环境质量二级标准为评价标准,其综合污染指数为0.14,污染等级为未受污染。     

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     

石油污染土壤的生物修复与土壤酶活性关系

研究了不同油浓度污染土壤经过两个为期125d的生物修复后的土壤中过氧化氢酶、多酚氧化酶和脂肪酶的酶活变化,分析了土壤中3种酶活性的变化特征与规律。结果表明,随着油浓度的增加,土壤中过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性下降,脂肪酶活性增加;经过生物修复后,土壤中的过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性在第二周期要比第一周期提高,而脂肪酶活性下降;这3种土壤酶活性变化受污染物浓度影响不显著,但不同浓度油污染土壤的修复对过氧化氢酶的影响要大于对多酚氧化酶和脂肪酶的影响。     

土壤重金属污染的微生物生态效应研究进展

对近年来土壤重金属污染微生物生态效应的研究进展进行了归纳总结,主要从微生物群落特性和微生物生理、生化参数等几个方面进行了阐述。重金属污染土壤后,尤其是高浓度的重金属污染对微生物生物量和群落结构都有破坏作用,但由于微生物群落结构的复杂性和研究方法的片面性,一直是研究的热点和难点,开发更加简便、直接的方法将是对这方面研究的突破。同时,微生物的生理、生化参数是从另一侧面反映重金属污染对微生物的影响,它是对微生物群落特性研究的有利补充,所以不同方法的合理选择和搭配是实验取得预期结果的关键因素之一。     

铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响

研究了陕西省铜川煤矿矿区的重金属污染状况以及不同程度的重金属污染对土壤微生物代谢、微生物群落功能以及土壤酶活性的影响.结果表明： 铜川矿区土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb全量及有效量均显著高于非矿区土壤,其中Cd污染最为严重.采用Biolog方法结合主成分分析和聚类分析发现,随着污染程度的增加,不同土壤微生物群落间的代谢特征发生显著变化,而且这种变化主要体现在糖类和氨基酸类碳源的利用差异.在轻度、中度污染情况下,土壤微生物群落对碳源的利用表现出激活效应;而在重度污染的情况下,土壤微生物群落对碳源的利用表现出抑制效应.随着污染程度的增加,脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性均呈现降低的趋势,矿区土壤脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别是非矿区土壤中相应酶活性的50.5%～65.1%、19.1%～57.1%、87.2%～97.5%、77.3%～86.0%;蔗糖酶和纤维素酶在中等污染程度以下的土壤中表现为激活效应,而在重度污染的土壤中表现为抑制效应.     

冶炼厂污灌区土壤铜和锌污染与土壤酶活性

通过对冶炼厂污灌区土壤和水稻中Cu、Zn含量分析以及土壤酶活性的测定,研究了距冶炼厂不同距离土壤Cu、Zn含量状况、水稻对它们的吸收和分配以及土壤酶活性的变化.结果表明,冶炼厂造成了周围农田土壤的Cu、Zn污染,其中Cu污染较严重,距离冶炼厂100 m处的全量和提取态Cu分别为182.4和81.91 mg·kg^-1,是对照的10.3和3倍.污灌区水稻各器官Cu、Zn的分布规律是,Cu:根＞茎叶＞米;Zn:茎叶＞根＞米.Zn在水稻体内的移动能力大于Cu,Cu主要累积在水稻根部,根可作为一种屏障阻碍Cu向地上部分迁移,使地上部分免受其害.水稻茎叶Cu含量和土壤中Cu的浓度密切相关.对蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性测定表明,脲酶活性变化最显著,其活性与土壤中Cu的浓度显著相关,建议用脲酶活性作为污灌区Cu污染指标.     

植物修复——治理土壤重金属污染的新途径

介绍了重金属污染土壤的植物修复的概念、原理与研究动态以及重金属超积累植物的特性 ,及其在治理污染土壤中的潜力 ,为土壤重金属污染的整治及其生态的修复提出新途径。     

典型棕地修复前后土壤重金属生态风险变化——以江西贵溪冶炼厂为例

目前,我国对于棕(褐)地周边区域生态风险的研究较少,且主要是针对风险源带来的潜在危害进行评价,没有考虑风险受体能够承受生态风险能力的大小,生态风险评价研究不全面。在棕(褐)地周边区域的生态风险评价中加入风险受体的相关研究,主要从风险源的危害分析和风险受体的生态脆弱性两方面对生态风险进行评价,使评价更加全面,另外,现有研究少有对生态风险在时间上的变化研究,考虑了生态风险时间上的变化,对贵溪冶炼厂周边两个时期的生态风险进行评价并分析其变化,利用GIS软件对评价结果进行空间表达,对研究区域存在的生态风险空间差异进行分析。结果表明:修复前苏门区、九牛岗、水泉区、串山垅等地区存在很强生态风险,沈家-林家区和长塘周家区的生态风险相对较小,处于中等风险水平,修复后研究区的生态风险大大降低,很强风险降为强风险水平,中等风险降为低风险,说明修复方式比较有效,但仍有小范围区域存在较强风险,应加强修复,研究区域中耕地的生态脆弱性最大。对于生态脆弱性较大且生态风险较大的区域应进一步进行修复治理,生态脆弱性大而生态风险较低的地区应加强监测防范,防止再次发生较强风险。     

Assessment of metals in agricultural soil of surrounding areas of Urmia Lake,northwest Iran: A preliminary ecological risk assessment and source identification

The aim of this study was to quantify the levels of toxic heavy metals and sodium in topsoil of farmlands around the Urmia Lake. A total of 96 topsoil samples were collected, pre-treated, and analyzed for metals using ICP-AES.

Median concentrations of As, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, and Na in sampling sites were 5, 0.26, 30, 40, 13, 84, and 251 mg/kg, respectively. The enrichment factor, geoaccumulation index, and contamination factor of the metals ranked them in the order of: Na > Pb > Cu > As > Cd > Zn > Ni, indicating minor contamination for them except Na and Pb with moderate contamination. Furthermore, the spatial analysis indicated that Cd, Cu, Pb, Ni, and Zn had similar distribution patterns in the north and northwest lands of the lake. Principal component analysis revealed anthropogenic sources for Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn in the soil, whereas, sources of As and Na were most likely related to the dust emitting from the dried bed of Urmia Lake and from a cement industry. Potential ecological risk index in 7% of the sampling sites was at serious or considerable pollution level, and Cd and Pb were identified as the main pollutants.     

福建省耕地土壤重金属含量和可浸提性研究

测定了福建省6市、县耕地土壤中的Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Hg、As等7种重金属元素的全量和可浸提态含量,并对测定结果进行了数理统计。结果表明,福建省耕地土壤存在着不同程度的重金属污染,但依元素不同而不同,重金属可浸提态含量占全量的10.0?52.2 Cu、Zn、Cd、Pb、Ni的可浸提态含量与全量之间的相关达极显著水平,Zn、Cd、Pb、As等4元素含量之间存在着显著正相关,而Ni则只与Zn元素有极显著正相关,Cu和Hg与其它重金属元素的相关则均不显著。     

长期重金属胁迫对农田土壤微生物生物量、活性和种群的影响

调查了沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染状况,从土壤微生物生物量、微生物活性和微生物种群数量的角度评价了长期重金属污染对农田土壤生态系统的影响.结果表明,张士灌区土壤存在严重的Cd污染,土壤Cd含量达1.75～3.89 mg·kg ^-1,部分区域还伴有Cu、Zn复合污染.在目前污染程度下,土壤微生物生物量碳(C_mic)、微生物商(qM)、土壤脱氢酶活性以及自生固氮菌数量随土壤重金属含量增加呈下降趋势,代谢商(qCO₂)随土壤重金属含量增加显著升高,而底物诱导呼吸强度(SIR)、纤维素酶活性以及细菌、放线菌和真菌数量无明显变化.相关性分析表明,土壤Cd含量变化是影响微生物参数变化的主要因素,在微生物参数中微生物商和代谢商对重金属污染最敏感.     

重金属污染对土壤有机质积累的影响

采用田间采样分析与室内培养试验相结合的方法,研究了不同重金属污染土壤中有机质积累的差异及重金属污染强度对土壤有机质矿化动态变化的影响.结果表明：污染土壤中重金属的大量积累可减弱有机物质的矿化速率,增加土壤有机质的积累.土壤中颗粒态有机质及其占总有机碳的比例随重金属积累的增加而增加;而微生物生物量碳占总碳的比例却随土壤重金属污染水平的提高而下降.污染土壤中颗粒态有机质对重金属有显著的富集,这可能是影响土壤有机物质进一步矿化的原因之一.重金属污染可改变土壤有机质的矿化速率,影响土壤有机质的积累与分配.     

贵州兴仁煤矿区农田土壤重金属化学形态及风险评估

为了解煤矿区周边农田土壤重金属污染状况,采集了贵州省兴仁县某典型煤矿区农田土壤样品64份,测定了土样中重金属(As、Cr、Pb、Zn、Cd、Hg、Cu、Ni)总量及各形态含量,采用单因子指数法、潜在生态风险指数法(Hkanson法)和风险评估编码法(RAC)对研究区主要土壤利用类型(水稻土、薏米地、植烟土和菜园土)中重金属进行潜在生态风险评估和环境风险评价.结果表明： 不同利用类型土壤中重金属含量除Zn外,其他元素均明显超过贵州省背景值.单因子指数法评价结果表明,As、Pb、Hg和Cu污染较为严重,均属重度污染.形态分析表明,土壤中重金属形态构成差异明显,酸可提取态As、酸可提取态Cd所占比例较高;Cr、Zn、Cu、Ni主要以残渣态为主;Pb主要以可还原态和残渣态为主;而Hg的酸可提取态、可还原态、可氧化态均占有相当比例,三者之和大于55%.重金属可利用度大小顺序为:As(63.6%)>Hg(57.3%)>Cd(56.4%)>Pb(52.5%)>Cu(45.7%)>Zn(32.8%)>Ni(26.2%)>Cr(13.2%).潜在生态风险指数表明,各类型土壤潜在生态风险(RI)〖JP2〗为:菜园土(505.19)>薏米地(486.06)>植烟土(475.33)>水稻土(446.86),均处于较高风险.风险评估编码法结果显示,As在水稻土、薏米地及植烟土中均处于高风险,在菜园土中处于中等风险;Cd、Hg均处于中等风险,Cr、Pb、Zn、Cu和Ni均处于低风险.因此,对该区域农田土壤进行管控时应重点考虑As、Cd和Hg污染.     

Analysis and assessment of heavy metals pollution in soils around a Pb and Zn smelter in Baoji City,Northwest China

Soil heavy metal pollution from mining activities is potentially harmful to human health through the food chain. In this study, a total of 43 soil samples were collected from a depth of 0–20 cm from fields close to a Pb and Zn smelter. The samples were used to: 1) analyze the pollution level of heavy metals (Pb, Zn, Cr, and Cu) and spatial distribution pattern; 2) evaluate the degree of accumulation and enrichment, potential ecological risk, and human health risk; and 3) perform source apportionment in Fengxiang County, Shaanxi Province of China. The results showed that the concentration ranged from 43.67 to 189.55, 131.43 to 239.53, 74.77 to 112.25, and 24.69 to 37.71 mg·kg^?1 for Pb, Zn, Cr, and Cu, respectively, and the mean concentration for Pb, Zn, Cr, and Cu was 129.46, 192.85, 91.98 and 31.67 mg·kg^?1, respectively. The concentrations were greater than the Shaanxi Province background values, while they were lower than the second-level limits of Environmental Quality Standard for Soils of China (EQSS). The spatial distribution of heavy metal contents showed a banded in soil except Cu. The spatial distribution pattern and pollution assessment indexes (I_geo, EF) indicated that the investigated metals had been accumulated in the study areas, and implied significant influences from anthropogenic activities, local meteorological situation, and soil properties. The ecological risk assessment showed that the risks were relatively low (RI<150). Compared with the exposure risk for adults, that for children was significantly greater. The ingestion of heavy metals in the soils by humans was the main exposure pathway compared with the dermal exposure. There may be a risk of noncarcinogenic adverse health effects (HQ < 1, 0.377 ≤ HI≤1.553) on children, but the adults were unlikely to experience obvious adverse health effects (HQ < 1, HI < 1). The carcinogenic risk of Cr for adults and children was at an unacceptable level. The carcinogenic and noncarcinogenic risks were in the order of children > adults. The correlation analysis showed that Pb, Cr, and Cu have identical anthropogenic and natural sources, while Zn has another identical source. This study could provide a basis for the sustainable management of this region by reducing metal inputs and to protect soils from long-term heavy metal accumulation.     

利用生物固定土壤重金属的机理及在农产品安全中的应用

生物固定技术是土壤重金属污染防治和保障农产品安全的有效手段。目前利用生物固定土壤中的重金属主要有三种途径：①利用土壤微生物固定重金属;②利用植物根分泌物固定重金属;③利用植物一微生物联合固定重金属。本文阐述了生物固定技术在解决土壤重金属危害中的重要意义及利用土壤微生物和植物根分泌物固定重金属的机理,提出了农作物选育及改良、高效微生物菌剂的选育及应用等具体措施以保障农产品安全。