植物吸收修复对土壤镍及其主要化学性质的影响

采用室内盆栽试验方法,研究了外源镍污染土壤的植物吸收修复对土壤镍形态和土壤主要化学性质的影响。试验用水稻土添加NiSO4·6H2O(100～1600mgkg-1)经过12周的驯化培养后,种植了镍超累积植物Alyssu mmurale,110 d后收获植物并进行了试验土壤镍的形态和主要化学性质的分析,采用再分配系数和结合强度系数对植物修复效果进行了定量分析。结果表明,根区土壤中DTPA提取态镍的数量明显减少,根区土壤DTPA-Ni与非根区土壤DTPA-Ni之比的范围在0.33～0.61之间。每盆植物提取镍量为6.61～31.18mg,植物提取量随着添加镍量增加而增加,地上部分最大镍含量达到12454.1mgkg-1。根区的再分配系数在2.17～4.19之间,而非根区的再分配系数在6.87～15.91之间,再分配系数随着镍添加量的增加而增大;根区的结合强度系数为0.84～0.39,而非根区的则为0.88～0.26,随着土壤中镍添加量的增加,结合强度系数逐渐减小。植物吸收修复后,根区土壤镍的再分配系数降低、结合强度系数增大,表明土壤镍各形态之间的稳定性增加,因此植物修复可以加快外源镍在土壤中的稳定。试验结果也表明,根区土壤中pH随着镍添加量的增加呈下降趋势、但较非根区土壤的高;根区土壤有机碳亦较非根区的高。     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

北京地区3种污灌土壤镉最大吸附容量的推求

土壤对重金属的吸附容量是土壤重金属污染风险评价的一项重要指标,研究土壤对重金属的最大吸附容量对加强土壤环境的科学管理具有重要意义.采用阳离子交换量、平衡吸附方程和实验实测法推求了北京地区3种污灌土壤对重金属镉的最大吸附容量.由阳离子交换量(CEC)推求的北野厂、衙门口和永乐店3种污灌土壤对镉的最大吸附容量分别为:4822、4148和4721mg·kg-1;由单表面Langmuir方程推求的3种污灌土壤对镉的最大吸附容量均为5000mg·kg-1,由传统双表面Langmuir方程推求的3种土壤对镉的最大吸附容量分别为7040、6950和6994mg·kg-1,由双表面Langmuir方程的Sposito方法推求的3种污灌土壤对镉的最大吸附容量均为6200mg·kg-1;恒温25℃条件下,上述3种污灌土壤对镉的单分子层最大吸附容量实测值分别为5700、5600和5600mg·kg-1,多分子层最大吸附容量实测值分别为9000、8000和8120mg·kg-1.比较而言,双表面Langmuir方程是目前推求污灌土壤对镉最大吸附容量的较好方法.     

西红柿镍毒害的土壤主控因子和预测模型研究

选取我国有代表性的17种土壤,运用生态毒理学方法研究了土壤中外源镍(Ni)对西红柿的毒性,结果发现土壤中外源Ni对西红柿的生长毒性主要受土壤pH值、有机碳含量的影响.在供试淋洗(使用模拟的人工雨水滤洗定量的土壤样品)和非淋洗土壤中,Ni对西红柿生物量50%抑制的毒性阈值(EC50)范围分别从11mg·kg-1到932mg·kg-1和从7mg·kg-1到2055mg·kg-1,其最大值和最小值比例分别达到了85和294倍.土壤pH值是土壤中Ni对西红柿生长毒性的主控因子,进一步引入土壤有机碳因子时,淋洗和非淋洗土壤理化性质和EC50之间回归方程的决定系数R2由0.853和0.743分别提高到了0.925和0.824.利用土壤性状(土壤pH值、有机碳含量)可以较好地预测土壤中外源Ni对西红柿生长的毒性阈值.     

河流湿地土壤芘的降解和生物有效性模型与酶活性动态变化(Model of Pyrene Degradation and Bioavailability and Dynamic Changes of Enzymatic Activities in the Riverine Wetland Soil)

在淹水和非淹水条件下,在河流湿地土壤中加入高浓度(10mg·kg-1)和极高浓度(200mg·kg-1)芘,研究了芘降解过程、芘生物有效性和土壤酶活性的长期动态变化.结果表明,培养91d后,高浓度芘处理的土壤中芘的残留率在淹水和非淹水条件下分别为79.0%和51.4%,而极高浓度处理的芘残留率在淹水和非淹水条件下分别为61.1%和33.9%.利用Tenax-ta树脂提取快速解吸态生物有效芘,结果发现,有效芘浓度在高浓度芘处理的两种土壤中的值比较接近,分别为1.01mg·kg-1和1.23mg·kg-1;而有效芘浓度在极高浓度处理的两种土壤的相应值差别较大,分别为20.31mg·kg-1和9.44mg·kg-1.采用四参数Logistic模型能够精确地拟合芘降解过程和生物有效性变化过程(p<0.0001).土壤蔗糖酶、脲酶和多酚氧化酶对芘污染敏感,而过氧化氢酶对芘污染不敏感.实验结果揭示了河流湿地土壤芘在淹水条件下降解活跃阶段持续时间短和芘生物有效性高的特征以及土壤蔗糖酶、脲酶和多酚氧化酶活性可以作为评估芘污染影响的候选指标.     

有机肥对铅在土壤中形态分配的影响

为了解铅污染商品有机肥对培养土壤中铅形态的影响以及低铅含量有机肥对外源铅污染土壤中铅形态分配的影响,在海南采集了4种商品有机肥样品,进行有机肥与土壤铅污染的老化培养实验.结果表明,原土壤中重金属铅主要以交换态(33.43%)和残渣态(30.03%)存在,随着海藻有机肥(HK01)和羊粪有机肥(DF01)施肥量的增加,处理土壤中交换态铅的比例显著降低(P0.05),有机结合态从9.56%提高到22.05%.外源铅(250 mg·kg-1)污染土壤中以交换态(36.21%)、铁锰态(27.03%)和碳酸盐结合态铅(23.54%)为主;随着有机肥料添加量的增大,格瑞龙有机肥处理后,污染土壤中的交换态铅的比例有所下降,添加量为10%时比例最低为27.80%;有机结合态和残渣态铅的比例上升,在20%时比例最大为13.68%、13.35%.鱼蛋白豆粕有机肥处理的土壤中交换态铅和碳酸盐结合态铅比例下降,在添加量为20%时比例分别降低到11.75%和11.89%,铁锰氧化物结合态铅变化不显著;铅主要转入有机结合态铅和残渣态,平均增长比例分别为8.42%、3.03%.施用有机肥经过足够长时间的老化均会使土壤中的有效性高的铅转化成稳定态的铅,因此有机肥对铅污染的土壤的修复作用较大.但是由于重金属铅的移动性差,会累积在土壤表层,施用有机肥前还是要经过检测,选用相对安全的有机肥改良土壤.     

小白菜的干鲜状态对其铅的生物可给性的影响(Effects of Dry and Fresh States of Brassica chinensis on the Oral Bioaccessibility of Lead)

为了研究小白菜的干鲜状态对其铅的生物可给性的影响,设置了对照(不添加铅,本底值为32.37mg·kg-1)、300mg·kg-1和500mg·kg-13种土壤铅浓度处理的盆栽实验,并将收获的小白菜分别以干样和鲜样进行基于生理学的invitro人工胃肠模拟实验,测定其中铅的生物可给性.结果表明:栽种2个月后,小白菜铅含量分别达到0.38mg·kg-1、4.55mg·kg-1和12.50mg·kg-1(干重),对铅的富集系数分别为0.012、0.015和0.025,可能存在较高的健康风险.invitro实验表明:样品干鲜状态、铅浓度处理以及二者的交互效应是影响铅的生物可给性的重要因素.无论干样还是鲜样,铅在胃阶段和小肠阶段的溶解态量均随样品铅含量的增加而线性增加;对于同一铅浓度处理,鲜样中铅的生物可给性无论在胃阶段还是小肠阶段均显著高于干样(p<0.01).使用干样进行健康风险评价可能会低估小白菜中的铅对人体的健康风险.     

废塑料资源化产品对土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的影响(Effect of Waste Plastics Recycling Products on Activities of Soil Catalase and Urease)

为探讨废塑料资源化产品对土壤酶活性的影响,通过室内培养试验研究了废塑料资源化产品暴露后土壤中过氧化氢酶和脲酶活性的变化.结果表明:废塑料资源化产品对土壤酶活性具有显著影响.250mg·kg-1、1250mg·kg-1、7250mg·kg-1废塑料资源化产品浓度处理对土壤中过氧化氢酶和脲酶影响明显不同.在土壤培养l～5d内,添加废塑料资源化产品的3个浓度处理土壤中过氧化氢酶活性显著低于对照(p<0.05),表现出明显的抑制作用,且浓度越高抑制作用越强.而后(5～35d),低浓度(250mg·kg-1)废塑料资源化产品对土壤过氧化氢酶一直表现为激活作用,但是,高浓度(1250mg·kg-1和7250mg·kg-1)处理对土壤过氧化氢酶活性则表现为激活-抑制-激活作用,且抑制、激活程度与处理浓度成呈相关.3个废塑料资源化产品浓度处理对脲酶活性影响在培养1～28d内主要是激活作用,且激活作用随着处理浓度的增大而增强,而后(28～35d)对脲酶活性表现为抑制作用.     

不同培养介质中纳米氧化铜对小麦毒性的影响（Influence of Culture Media on the Phytotoxicity of CuO Nanoparticles to Wheat（Triticum aestivum L.））

通过比较纳米氧化铜(CuONPs)和微米氧化铜(CuOMPs)在两种土壤中Cu2+的溶出及其对脲酶活性影响,结合产生脲酶活性抑制效应的Cu2+浓度阈值,研究了CuONPs和CuOMPs对土壤脲酶活性的毒性效应机制.结果表明:CuONPs和CuOMPs的Cu2+溶出量随其浓度增加而增加,溶出比率随浓度增加而减少,两者在红壤中Cu2+的溶出均比在乌栅土中高;在1～1000mg·kg-1范围内,CuONPs对土壤脲酶活性产生了显著(p≤0.05)或极显著(p≤0.01)的抑制效应;同浓度下,CuONPs在土壤中的Cu2+溶出及其对脲酶活性的抑制效应均大于CuOMPs;在相对低浓度(1～10mg·kg-1,红壤;1～100mg·kg-1,乌栅土)下,CuO的纳米态对土壤脲酶活性具有抑制毒性,在相对高浓度(≥50mg·kg-1,红壤;≥500mg·kg-1,乌栅土)下,CuO的纳米态和溶出Cu2+共同作用引起了脲酶活性抑制;与CuONPs不同,CuOMPs只有通过溶出Cu2+抑制土壤脲酶活性,其颗粒态对脲酶活性无显著影响;值得注意的是,在低浓度(1mg·kg-1)下CuONPs对土壤脲酶活性具有微米态和离子态所没有的抑制毒性,说明其对土壤酶影响应存在特殊机理,值得进一步深入研究.     

Cd、Pb污染对几种叶类蔬菜生长的影响及其毒害症状

通过生物盆栽试验,研究了重金属Cd、Pb污染对3种叶类蔬菜(青菜、白菜、菠菜)生长的影响.结果表明,1)重金属污染对叶类蔬菜生长的影响及毒害症状因重金属种类和蔬菜品种而异.其中青菜对Pb污染敏感性最低,仅在高浓度污染时才表现出生长抑制作用.较低浓度Cd、Pb对蔬菜生长还具有一定促进作用.青菜、白菜和菠菜体内Cd累积量与土壤中Cd投加量呈显著线性关系(r2分别为0.995、0.992、0.958);2)蔬菜在不同重金属污染浓度下的吸收和富集能力存在差异.青菜和白菜在300mg·kg-1Cd投加量时表现出最大的富集能力(p<0.05).Pb处理下,白菜Pb富集系数始终低于青菜和菠菜,青菜的最大Pb富集系数出现在Pb投加量为2900mg·kg-1时;而菠菜则在Pb投加量1500mg·kg-1时表现出最强的Pb富集能力.     

用土壤生物和养分指标表征土壤肥力的可持续性

运用土壤生物和养分指标讨论了不同农田土壤肥力可持续性指数。结果表明, 不同施肥处理对土壤肥力可持续性指数有很大影响。有机肥明显提高土壤碳、氮和生物管理指数。单施化肥促进土壤磷、钾管理指数的上升。厩肥比绿肥更有利于提高土壤肥力可持续性指数。与参比土壤相比, 化肥处理的土壤肥力可持续性指数平均每年都增长, 红壤为５ ． ６３ , 水稻土为５ ． ８ , 潮土为４ ． ８３ ; 而对照处理的土壤肥力可持续性指数平均每年都下降, 红壤为５ ． ６ , 水稻土为６ ． ５８ , 潮土为４ ． ５６ 。不同施肥方式对土壤肥力可持续性指数的影响顺序为有机肥、有机肥配施化肥＞ 化肥＞ 参比土壤＞ 对照。     

外来入侵植物紫茎泽兰对植物多样性的影响

采用样方法调查了云南省和四川省5个受紫茎泽兰入侵的样地中草本植物和灌木的种类和数量,分析了其物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数.结果表明,5个样地采得本地植物87种,其中常见本地植物32种,隶属19科31属.紫茎泽兰入侵造成5种生境条件下物种丰富度指数下降显著或极显著.除样地d外,其他样地紫茎泽兰入侵的样方Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数下降显著或极显著.而紫茎泽兰入侵对Pielou均匀度指数的影响则没有表现出明显的规律.不同生境条件下,植物群落的季节变化有所不同,以一年生草本植物为主的群落,其多样性指数和均匀度指数下降趋势较以多年生草本植物和灌木为主的群落更为明显.     

Quantification and Index of Non-Point Source Pollution in Taihu Lake Region with GIS

The contribution of phosphorus and nitrogen from non-point source pollution (NPS) in the Taihu Lake region was investigated through case study and surveying in the town of Xueyan, From experimental results coupled with survey and statistics in the studied area, the distribution of nitrogen and phosphorus input to the water body is achieved from four main sources: agricultural land, village, the town center and the poultry factory. The results showed that about 38% of total phosphorus (TP) and 48% of total nitrogen (TN) discharged is from agricultural land, 33% of TP and 40% TN from village residents, 25% of TP and 10% of TN from the town center and 4% of TP and 2% of TN from the poultry factory.The Agricultural Non-point Pollution Potential Index (APPI) system for identifying and ranking critical areas of NPS was established with a Geographic Information Systems (GIS)-based technology. Quantification of the key factors in non-point sources pollution was carried out utilizing the following: Sediment Production Index (SPI), Runoff Index (RI), People and Animal Loading Index (PALI) and Chemical Use Index (CUI). These are the core parts of the model, and the weighting factor of each index was evaluated according the results of quantification. The model was successfully applied for evaluating APPI in Xueyan. Results from the model showed that the critical area identified for NPS control in Xueyan. The model has several advantages including: requiring fewer parameters, easy acquirement of these parameters, friendly interface, and convenience of operation. In addition it is especially useful for identifying critical areas of NPS when the basic data are not fully accessible, which is the present situation in China.     

施肥对落叶松人工林林地土壤肥力的可持续性的影响

以14年生和34年生落叶松人工林为研究对象，对该林分所在的白浆化暗棕壤林地进行施肥试验。设置了9个施肥处理和1个无肥对照，运用土壤生物和养分指标讨论了不同林龄落叶松人工林林地土壤肥力可持续性指数。结果表明：(1)不同施肥处理对土壤肥力可持续性指数影响不同；(2)同一施肥处理对不同林龄的土壤可持续性指数影响也不同；在林木生长最快的幼龄期施肥，提高土壤肥力可持续性指数的效果要明显高于在林木近熟期施肥；(3)施用有机肥有利于提高生物管理指数，单施化肥可增加土壤氮、磷的管理指数；(4)有机肥和化肥混施是提高林地土壤可持续性指数的最好施肥方式。     

天津经济技术开发区(TEDA)社会发展预警系统建立的研究

本文根据社会发展的统计指标体系,结合评价可持续发展的社会指标体系构成,得出社会发展警情、警兆指标体系,然后根据统计数据,采用实证和理论分析相结合的方法,给出社会发展警情预报的警情警限值,并利用其研究ＴＥＤＡ的社会发展态势,最终给出ＴＥＤＡ警源形成因素及排警对策。     

基于氮磷指数的小流域氮磷流失风险评价

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区域氮磷流失风险进行综合评价。结果表明：流域氮、磷流失风险总体上较小,80%以上的区域均处于氮、磷流失的无风险或低风险区,但氮、磷流失的空间分布存在较大差异。其中氮流失的高度风险区集中在山地中土壤侵蚀指数较大的果园;而磷流失的高风险区域主要分布在河流沿岸的农业用地。氮磷综合风险指数显示,93.1%的区域处于无风险和低风险区,中度以上风险区占总面积的6.9%,主要集中在流域中部有着较高的肥料施用、地势陡峭且处在河流沿岸的农业用地或山地中。单独考虑氮指数或磷指数都难以反映区域氮磷流失的综合风险状况,容易忽略磷指数高氮指数低、氮指数高和磷指数低以及氮、磷风险在中等的区域。因此,在氮、磷流失风险评估基础上,进行氮磷流失风险的综合评价,可为氮磷流失的综合调控提供指导。     

广东省耕地分等中的土壤肥力评价指标体系

土壤肥力评价是耕地分等的基础及重要组成部分。土壤肥力评价的关键是评价指标体系的确定，指标的选择原则主要有主导性原则、稳定性原则、差异性原则、分层次控制原则、定量分析与定性分析相结合原则。指标分值和权重的确定方法主要是模糊评价法和层次分析法，但必须依据土壤学的研究成果和生产实践经验。     

基于氮磷指数的小流域氮磷流失风险评价

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区域氮磷流失风险进行综合评价。结果表明:流域氮、磷流失风险总体上较小,80%以上的区域均处于氮、磷流失的无风险或低风险区,但氮、磷流失的空间分布存在较大差异。其中氮流失的高度风险区集中在山地中土壤侵蚀指数较大的果园;而磷流失的高风险区域主要分布在河流沿岸的农业用地。氮磷综合风险指数显示,93.1%的区域处于无风险和低风险区,中度以上风险区占总面积的6.9%,主要集中在流域中部有着较高的肥料施用、地势陡峭且处在河流沿岸的农业用地或山地中。单独考虑氮指数或磷指数都难以反映区域氮磷流失的综合风险状况,容易忽略磷指数高氮指数低、氮指数高和磷指数低以及氮、磷风险在中等的区域。因此,在氮、磷流失风险评估基础上,进行氮磷流失风险的综合评价,可为氮磷流失的综合调控提供指导。     

多氯代苯并噻吩分子空间坐标指数与气相色谱保留时间的QSPR研究

运用Chem Office软件绘制37个多氯代苯并噻吩三维图,并得到对应的分子空间坐标Pi(xi,yi,zi)。以多氯代苯并噻吩分子的原子距离指数、分子空间特征指数、分子电性距离矢量、氯原子数为分子描述变量,采用多元线性回归和BP人工神经网络建立描述变量与多氯代苯并噻吩的气相色谱保留时间的QSPR模型。结果表明:多元线性回归建模相关系数R=0.9970,SD=2.1830,基于BP人工神经网络建立的模型R=0.9996,SD=0.3123。为多氯代苯并噻吩分子结构与物性的QSPR研究提供了新思路。     

生活垃圾填埋场地下水污染风险分级方法研究

在综合分析国内外不同行业、不同领域风险分级方法的基础上,初步建立了一种生活垃圾填埋场地下水污染风险分级方法。该方法利用由美国环保局（USEPA）开发的多介质、多路径、多受体风险评价模型（3MRA）中用于描述污染物在地下水迁移的EPACMTP模型和风险评估模型计算生活垃圾填埋场地下水污染风险指数I,利用地下水含水层脆弱性模型（DRASTIC模型）计算地下水含水层脆弱性指数DRASTIC。并以I和DRASTIC为风险分级指标,以MATLAB聚类分析为方法,对生活垃圾填埋场地下水污染风险进行分级。以北京市22个生活垃圾填埋场为例,利用建立的风险分级方法,可将这22个填埋场地下水污染风险从高到低分为4级,并且大部分填埋场属于风险级别较低的3、4级。表明该风险分级方法可行、有效,在一定程度上可以为生活垃圾填埋场地下水污染的风险管理提供依据。