土壤重金属改良剂修复研究进展

近年来土壤重金属污染愈加严重,改良剂具有价格低廉、操作简单、来源广等特点,受到广泛关注。但是由于各种复杂因素的影响,将改良剂作为修复土壤重金属还存在着一定的局限性和危险性。本文通过对目前比较热门的改良剂修复效果和产生问题进行简要的综述,并对未来改良剂的发展趋势提出展望。     

重金属-有毒有机物复合污染土壤的过硫酸盐氧化修复模拟研究

选取电子电器废弃物拆解场地附近的重金属-有毒有机物复合污染土壤为研究对象,对其进行过硫酸钠氧化修复实验.考察了多氯联苯的去除效果及重金属(铜、镉、铅)有效态含量的变化,并对土壤基本性质的变化进行重点研究.结果表明,在本实验条件下,多氯联苯含量为10.10 mg·kg~(-1)的供试土壤经氧化修复24 h后,多氯联苯去除率高达41.6%,且对低氯代和高氯代多氯联苯都具有一定的去除效果.土壤中重金属(铜、镉、铅)的有效态含量显著提高,在一定程度上增大了其可去除性,同时也不可避免地提高了环境风险.此外,土壤经过硫酸钠氧化修复后,pH由原来的6.04降为2.56,土壤有机质含量降低了29.2%,土壤的阳离子交换量无显著变化;土壤全氮、有效磷、有效钾含量分别降低了33%、94%、24%;土壤中铁含量略有增加但不显著,然而土壤中硫含量增幅显著.建议在氧化修复后,向土壤中添加石灰和钙镁磷肥等来消除修复过程带来的不利影响.     

重金属Cd、Zn、Pb复合污染对土壤酶活性的影响

采用回归正交设计方案 ,研究了潮褐土中Cd、Zn、Pb复合污染对 4种土壤酶活性 (过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶 )的影响 .结果表明 ,在复合效应影响中 ,重金属对土壤酶活性的抑制效应顺次为Cd >Zn >Pb ;同时 ,Cd、Zn、Pb复合污染对 4种土壤酶活性的影响效应存在着明显差异 .其复合污染对脲酶表现出协同抑制负效应的特征 ;对过氧化氢酶表现出一定的屏蔽作用 ;对转化酶和碱性磷酸酶活性影响则主要随着Cd浓度的增加而显著降低 .离子冲量与土壤脲酶活性之间呈显著负相关 ,用脲酶活性作为预测土壤重金属Cd、Zn、Pb复合污染程度的主要生化指标具有一定的可行性     

植物修复重金属污染土壤的研究进展

重金属是土壤中危害极大的一类污染物，目前治理重金属污染方法很多，包括物理、化学和生物方法。由于具有成本低、不破坏土壤结构等优点使得植物修复技术成为生物修复技术中的一个研究热点。本文对近年来国内外在这方面的研究工作做一综述，主要包括以下三方面：金属超积累植物、土壤中重金属的植物可利用性、汞和硒的生物挥发。     

重金属复合污染土壤中动植物修复技术应用

本文针对重金属复合污染土壤,采用试验的方法验证该土壤动植物修复技术应用可行性与有效性,为这项技术的深入推广与应用奠定良好,提供可靠参考依据。     

柠檬酸对重金属复合污染土壤的浸提效果研究

以浙江富阳某炼铜厂附近受Cd、Cu、Pb和Zn复合污染的土壤为研究对象,采用振荡、静置和超声3种不同浸提方式,通过研究柠檬酸在不同浸提方式下对重金属的去除效果,筛选出最佳柠檬酸浓度、处理时间及功率,并采用Tessier连续提取法分析浸提前后4种重金属形态变化.结果表明,柠檬酸对4种重金属均具有较好的去除效果,其中对Zn的去除效果最好,Cd的去除效果最差,而Cu和Pb的去除效果相当.Pb和Zn的去除率均随着柠檬酸浓度的增加而增加,但增幅随之减小,Cu的去除率则先增加后基本保持不变,而Cd的去除率变化不明显.综合考虑成本和浸提效果后,选用0.2 mol·L-1柠檬酸浸提2次为最优条件,最佳振荡时间和静置时间分别为4 h和24 h,最佳超声时间和功率分别为30 min和500 W.柠檬酸能够在很大程度上改变土壤中重金属的形态分布,主要去除以可交换态和碳酸盐结合态形式存在的Cd及以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态形式存在的Cu、Pb和Zn.通过对比3种浸提方式,在同等去除效果的前提下,静置浸提相比振荡浸提需要更长的时间,而将超声波应用于重金属污染土壤淋洗,所需时间较少,因此,超声波辅助浸提土壤中重金属是可行的,具有良好的应用前景.     

土壤重金属复合污染对脲酶、磷酸酶及脱氢酶的影响

采用模拟实验对铅锌矿区重金属(Pb、Zn、Cu、Cd)复合污染土壤酶活性变化的动力学参数进行了研究.结果表明,矿区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低.尾矿区土壤脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶的V_max 平均值分别是非矿区土壤的60%、77%、38%,而土壤脲酶和酸性磷酸酶的K_m 平均值分别是对照土壤的2.73 和2.25 倍. 逐步回归和通径分析结果表明,矿区土壤中Pb、Zn、Cu、Cd 元素含量与脲酶、磷酸酶及脱氢酶V_max 和Km 之间均存在着显著或极显著的相关关系;4 种重金属元素对不同性质酶酶动力学参数的相对贡献大小存在差异,且元素之间也存在着交互效应.     

金属制品厂区土壤重金属污染修复分析

本文以某金属制品企业场地为例,分析了土壤重金属污染修复技术和方法,为指导实际提供参考。     

重金属在土壤-空心菜系统中的迁移分配

通过盆栽试验,研究了Cu,Zn,Pb和Cd单一与复合污染条件下在土壤-空心菜系统中的迁移分配情况.结果表明:单一和复合污染情况下,空心菜地上部重金属的富集系数大体表现为Cd>Zn>Cu>Pb,重金属转运系数则表现为Cd>Zn>Pb>Cu.与单一污染相比较,复合污染条件下,Cu,Zn,Pb和Cd富集系数下降,Cu的转运系数升高,而Zn,Pb和Cd的转运系数降低.单一污染条件下,随着土壤中重金属质量分数的增大,Cu的富集系数和转运系数都相应减小;Zn和Pb的富集系数增大而转运系数减少;Cd的富集系数增大,但转运系数变化很小.整体上看,复合污染条件下,土壤w(Cu)的增加使Zn,Pb和Cd在空心菜中的富集系数明显减小;土壤w(Zn)的增加使空心菜中Cd的富集系数明显减小;土壤w(Pb)的增加使空心菜中Cu的富集系数明显增大;土壤w(Cd)的增加使空心菜中Pb的富集系数明显增大.      

浅谈重金属污染土壤生态修复研究

随着我国经济的发展,生态环境造成的破坏也越来越严重,尤其是重金属污染威胁着居民的身体健康,已经引起了各方的广泛关注,但是重金属污染的治理较为困难,需要采取各种方式联合使用才能取得良好的修复效果。本文阐述了重金属污染土壤的危害性,并提出了几种土壤污染的生态修复策略。     

酸性紫色水稻土颗粒有机质对镉的吸附特性

采集典型的酸性紫色水稻土（APPS）,从中分离出颗粒有机质（POM）,通过批量试验研究POM及其来源土壤Cd²⁺的吸附动力学、等温吸附和热力学特征,通过扫描电镜-能谱仪、傅里叶红外光谱仪等手段及吸附前后镉的形态变化的测定,研究了POM对Cd²⁺的吸附机制.结果表明：POM对Cd²⁺的亲和力远高于其来源土壤.POM及土壤对Cd²⁺的吸附动力学最优模型均为准二级动力学.Langmuir、Freundlich方程均能较好地描述其等温吸附特征,其中对POM,以Freundlich方程更优,表明POM对Cd²⁺的吸附属于多分子层的非均质吸附.吸附热力学参数△G^θ均小于0、△H^θ和△S^θ均大于0,表明吸附属于自发吸热过程.根据△H^θ值及解吸试验判定POM对Cd²⁺的吸附以化学吸附为主,土壤对Cd²⁺的吸附过程以物理吸附为主.吸附平衡后,土壤中可交换态镉比例提高,而POM中交换态和络合态镉比例增加.综上及吸附前后POM的表征结果说明,POM对Cd²⁺的吸附机制包括含氧官能团的络合、离子交换、阳离子-π键、沉淀作用和静电吸附.     

Field demonstration of in situ immobilization of soil Pb using P amendments

A long-term field-scale demonstration project on the feasibility of using P to immobilize Pb in a Pb-contaminated urban soil was conducted. Phosphate was applied at an average rate of 3040 mg P/kg soil based on a P/Pb molar ration of 4.0, with four treatments: T₀, no P application; T₁, H₃PO₄ only; T₂, 1/2 H₃PO₄+1/2 CaH₂PO₄; and T₃, 1/2 H₃PO₄+1/2 phosphate rock. Soil samples were collected and analyzed 220 days after the P applications. For all P treatments, toxicity characteristic leaching procedure (TCLP) extractable Pb levels in surface soils (0-10 cm) were reduced to below 5.0 mg Pb/l, with T₂ also effective in reducing the TCLP Pb level in subsurface soils (10-30 cm, <4.63 mg/l). Sequential extraction analysis indicates that P was effective in transforming soil Pb from non-residual fractions to a residual fraction. Such a transformation was mainly through dissolution of Pb associated with carbonate fraction and precipitation of pyromorphite-like minerals, which were confirmed using X-ray diffraction (XRD). Among these three treatments, T₃ was the most effective in reducing Pb mobility and minimizing P and Pb leaching in the soil. Our research clearly demonstrates that P amendments were effective in immobilizing Pb in contaminated soil.     

2种组配改良剂对稻田土壤重金属有效性的效果

为研究2种组配改良剂LS(碳酸钙+海泡石)和HZ(羟基磷灰石+沸石)对土壤重金属的生物有效性以及水稻吸收累积重金属的影响,在湘南某矿区附近污染稻田中施用了不同添加量(0,2,4,8g/kg)的两种组配改良剂,并进行了水稻种植的田间试验.结果表明,施用2~8g/kg组配改良剂LS和HZ均能使土壤pH值和CEC含量显著增加,有机质含量变化不明显,LS比HZ更能提高土壤pH值和CEC含量.施用2~8g/kg组配改良剂LS能使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低25.7%~52.2%、12.7%~25.7%、6.4%~17.2%和8.6%~23.4%,施用2~8g/kg HZ使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低57.6%~80.1%、7.0%~40.9%、2.3%~22.7%和4.5%~33.2%.两种组配改良剂能显著降低土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的生物有效性,抑制水稻植株对Pb和Cd的吸收,土壤Pb、Cd和Cu的TCLP提取态含量与水稻根系和糙米中Pb、Cd和Cu的含量之间存在显著或极显著的正相关关系,TCLP提取态含量能较好的表示重金属在土壤中的生物有效性.     

水田土壤中水溶性有机物的产生动态及对土壤中重金属活性的影响:田间微区试验

采用田间微区试验研究不同施肥处理对土壤水溶性有机物 (DOM)的动态变化及其对土壤Cd活性的影响 结果表明 ,与施化肥对照处理相比 ,施用有机肥后土壤中DOM含量明显增加 .但随着水稻的生长DOM呈不断下降的趋势 ,而对照处理的变幅不大 ;在水稻整个生长过程中根际DOM含量不断增加且都高于对应时期土壤DOM的含量 ,并至水稻扬花期最大 ,此时 ,3种处理的根际产生DOM浓度 (DOM浓度以水溶性有机碳 (DOC)计 ,以下同 )分别为 :绿肥与化肥配施处理组 (GM) ( 14 0 2mg·L-1) >猪粪与化肥配施处理组 (PM) ( 11 12mg·L-1) >对照处理组 (F) ( 10 8mg·L-1) .水稻扬花期后 ,各处理的DOM含量不断下降 .试验还指出 ,有机肥施用后根际及土体土壤中交换态及有机结合态Cd含量显著增加 ,是对照处理的 2倍之多 ,同时发现 ,水稻收获后土壤交换态Cd的含量与此时的土壤DOM含量呈明显的正相关 (r土体 =0 92 6 6 ,n =8;r根际 =0 9389 ,n =8) .施用有机肥改良重金属污染土壤应该谨慎     

海泡石对镉污染红壤的钝化修复效应研究

采用盆栽试验,研究了海泡石对土壤pH值,镉(Cd)有效态含量以及对菠菜的生物量与品质安全性的影响.结果表明,在1.25、2.5和5mg.kg-1Cd污染土壤中,投加海泡石显著地提高土壤pH值(p<0.05).土壤有效态Cd含量则随海泡石投加量的增加而降低,与未投加海泡石处理相比,分别减少了11.0%～44.4%、7.3%～23.0%和4.1%～17.0%.施加海泡石缓解了Cd对菠菜的胁迫效应,植物地上部生物量有所增加,然而海泡石处理显著抑制了菠菜对Cd的吸收,其地上部Cd含量(干重)分别比对照处理下降了78.6%～300.4%、44.6%～169.0%和18.1%～89.3%.在Cd含量为1.25mg.kg-1的土壤中,当海泡石投加量≥1%时,菠菜可食部Cd含量(鲜重)低于0.2mg.kg-1(FW)(国家食品中污染物限量标准Cd含量阈值,GB2762—2005);而在2.5和5mg.kg-1Cd污染土壤中,当海泡石投加量达到5%时,菠菜可食部Cd含量才满足污染物预防品种的Cd含量标准,可以安全食用.     

土壤有机质对土霉素在土壤中吸附-解吸的影响

采用批量平衡方法,研究了土霉素在原土及去除有机质土壤中的吸附和解吸.结果表明,土霉素在原土和去除有机质土壤中的吸附和解吸等温线均不同程度地偏离线性模型,其中Freundlich模型可以对吸附和解吸数据进行良好的非线性拟合,在不同土壤以及不同土壤处理中的拟合相关系数(r)均达到极显著水平.去除有机质能够降低土霉素在土壤中的吸附容量(lgKf),但增加了吸附强度(1/n).土霉素在土壤上的解吸过程存在明显的滞后现象,在所设土霉素浓度范围内,土霉素在褐土和红壤中的平均滞后系数(HIa)分别为0.039和0.015;去除有机质后的褐土和红壤对土霉素的解吸滞后现象显著增强(P<0.01),其HIa分别增加到0.068和0.028.     

不同阴离子对水溶性磷酸盐稳定污染土壤中重金属的影响

在重金属污染土壤中加入磷酸盐是稳定重金属的有效方法.本研究的目的是探讨不同阴离子对水溶性磷酸盐稳定污染土壤铅、镉和锌的影响.在重金属复合污染土壤(全铅、镉和锌的含量分别为2337、21.4和391 mg·kg^-1)中按P:Pb=2:1 (mol:mol)加入磷酸二氢钙,之后按P:阴离子=3:1或3:2 (mol:mol)加入盐酸、氯化钠、硫酸、硫酸钠或氟化钠,并设置只加磷酸盐、不加其它试剂的对照,培养55 d,之后测定土壤性质.结果表明,与对照相比,HCl处理、2HCl处理、NaCl处理和2NaCl处理土壤DTPA-Pb含量下降比例依次为5.72%、9.29%、6.38%和8.80%(p<0.05),加入硫酸、硫酸钠的处理土壤DTPA-Pb含量与对照无显著差异(p>0.05),而加入氟化钠的处理升高4.70%(p<0.05).加入盐酸或氯化钠的处理土壤镉有效性显著高于对照(升高5.24%~12.8%)(p<0.05),其它处理对DTPA-Cd含量无显著影响(p>0.05).各处理对土壤DTPA-Zn含量和pH影响较小,但均引起土壤电导率明显升高.以上结果表明,氯离子可促进水溶性磷酸盐对土壤铅的稳定,但可促进镉有效性.氯磷酸铅的生成是加氯情况下磷酸盐稳定铅的重要机制.     

半干旱区湖泊湿地土壤养分与盐碱化特征研究—以岱海为例

为探究半干旱区湖泊湖滨带土壤养分与盐碱化特征,以典型盐化湖泊岱海为例,分析其湖滨带的草地、浅滩和盐碱地3种土地类型的土壤剖面4种养分〔有机质（OM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）〕浓度、土壤钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）、交换性钾（K⁺）、交换性钠（Na⁺）、碳酸根（CO₃ ²⁻）、重碳酸根（HCO₃ ⁻）、氯（Cl⁻）和硫酸根（SO₄ ²⁻）离子浓度分布,结合主成分分析和冗余分析等统计学方法,研究湖滨带土壤盐碱化特征及其影响因素。结果表明：1）岱海湖滨带不同类型土壤剖面盐分空间分布差异明显,其中草地和浅滩呈明显盐分表聚现象,表层全盐量均值分别达1.99、15.27 g/kg,而盐碱地土壤10~20 cm全盐量最高（17.30 g/kg）。2）湖滨带土壤pH为8.24~8.86,在浅滩和盐碱地深层较高,而在草地的浅层较高。盐碱地与浅滩土壤均属于碱土,而草地表层土壤多属于中度碱化土,其碱化度沿深度方向降低。3种土地类型的主要盐碱化因子为Cl⁻、Mg²⁺、SO₄ ²⁻、Na⁺、全盐量、HCO₃ ⁻、pH、CO₃ ²⁻。3）3种土地类型的4种养分浓度基本呈随土壤深度增加而减少的趋势,其中浅滩营养元素最丰富。根据冗余分析结果,3种土地类型中大部分离子间都具有很强的相关性,AP、Mg²⁺与pH均具有负相关性,其他盐分与养分在不同土地类型中相关性差异较大。

     

Inhibition of nitrification in soil by metal diethyldithiocarbamates

IntroductionNitrificationisaprocessinwhichammoniumformofnitrogenisconvertedintonitrateform .Nitrogenuseefficiencyintermsofplantuptakeisgenerallylowandvariesgreatlyunderdifferentsoilandcroppingconditions.MostfertilizerNappliedtosoilsisintheformofammonium orammoniumproducingcompoundssuchasurea,andisusuallyoxidizedrapidlytonitratebynitrifyingmicroorganismsinsoils.Applicationofnitrogenfertilizersmorethanoptimumlevelsleadstolownitrogenrecoveriesandgreaternitrogenaccumulationinthesoilprofile .Theac…     

土壤不同有机质组分对菲的吸附特征研究

采用批次实验,研究了三种不同类型土壤黄红壤、水稻土和草甸土的全土、重组、去松结态和紧结态4个组分对菲的吸附,结果表明,菲在不同土壤及其组分上的吸附等温线都能用Freundlich方程进行拟合,所有等温线都具有一定程度的非线性,指数N值的大小顺序基本都为全土>重组>去松结态>紧结态.除了黄红壤的紧结态比去松结态对菲的吸附容量KF值略小外,不同土壤及其组分对菲吸附的KF值以及有机碳归一化的KFoc值大小顺序都为紧结态>去松结态>重组>全土.不同类型土壤之间的KF值大小顺序为草甸土>水稻土>黄红壤,而KFoc值大小顺为水稻土>草甸土>黄红壤.KF值与有机碳含量之间呈显著性正相关(P<0.05),KFoc与N之间呈极显著负相关(P<0.001).土壤及其组分对菲的吸附强度与有机质的结构特征和聚合程度有关.