层次化健康风险评估方法在重金属污染场地的应用

污染土壤风险控制值对污染场地的修复至关重要;针对实际修复中风险控制值的计算常忽略浅层和深层土壤存在差异,提出了以层次化健康风险评估方法计算污染场地的风险控制值;通过监测重庆某机械加工企业遗留场地不同深度土层特征参数和重金属的含量,对场地土壤进行层次化健康风险评估;结果表明:场地部分土壤样品中的Cd和Hg的健康风险超过可接受水平,重金属Cd、Hg和Zn在地下0~4.3 m的风险控制值分别为7.23 mg·kg~(-1)、4.61 mg·kg~(-1)和4 070 mg·kg~(-1),在地下4.3~8 m的风险控制值分别为20.96 mg·kg~(-1)、9.89 mg·kg~(-1)和21 500 mg·kg~(-1),相比单一风险控制值,采用层次化风险控制值可以有效降低污染土壤的修复方量。     

单一重金属胁迫下4个桂花品种幼苗的吸收转运和积累特性比较

为了探讨Cd、Pb、Cu单一胁迫下4个桂花品种(密结银桂、天香台阁、柳叶黄、满条红)的生长适应性,采用盆栽试验法,研究不同重金属处理(Cd:0,50,100,200mg·kg~(-1);Pb:0,100,500,1 000mg·kg-1;Cu:0,50,100,200mg·kg~(-1))下桂花幼苗的生长量及吸收积累特性.结果表明:(1)低浓度Cd、Pb、Cu处理对4个桂花品种生长没有明显的伤害现象,甚至表现出促进作用,而较高浓度的重金属胁迫明显抑制了4个桂花品种的生长;(2)单一重金属胁迫下,4个桂花品种幼苗根、茎、叶组织中重金属含量伴随处理浓度的增加而增加;当受到胁迫后,重金属主要积累在幼苗的根部,只有少量重金属转移到茎、叶中;(3)一定程度上,4个桂花品种对Cd、Pb、Cu污染均有较强的耐性,其在重金属污染土壤的修复中具有一定的应用价值.建议Cd污染区域选用天香台阁,Pb污染区域选用柳叶黄,Cu污染区域可选用密结银桂.     

典型岩溶地质高背景土壤镉生物有效性及其控制因素研究

我国岩溶地貌主要分布在广西、贵州、云南等西南地区,全国土壤污染状况调查公报显示这些岩溶区土壤中金属元素通常超标严重,其生物有效性的相关研究仍较缺乏.采集广西典型岩溶重金属地质高背景地区的稻田土壤,分析金属元素As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb和Zn总量,并采用CaCl_2和EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)提取方法分析土壤中金属的生物有效态含量.结果表明,与上部地壳相比,研究区土壤中不同重金属的富集程度顺序为CdAsPbZnCrCuNi,与广西灰岩中这些重金属的富集程度顺序基本一致,揭示岩溶区地质高背景土壤重金属的富集具有显著的母岩继承性.土壤Cd的CaCl_2提取的平均含量为0. 02 mg·kg~(-1),平均提取率为4. 37%,远低于人为污染区土壤Cd的CaCl_2提取的平均含量和提取率. EDTA提取态Cd的含量平均值为0. 84 mg·kg~(-1),平均提取率为52. 86%.岩溶区土壤Cd的CaCl_2提取态含量与土壤Cd总量没有明显的线性关系,生物有效性和生态风险主要受pH控制:当土壤pH6. 5时,虽然土壤Cd总量较高,但CaCl_2提取态Cd含量偏低,生态风险低;而当土壤pH6. 5,土壤Cd总量相对偏低时,CaCl_2提取态Cd含量较高,生态风险较高.     

三七及种植土壤重金属含量特征与人体健康风险评价

为保障三七药材使用重金属安全,对云南省69个三七种植地的土壤及三七药材中铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)4种重金属含量进行了测定和污染评价,并进行了人体健康风险评价.结果表明:三七种植地土壤Pb、Cd、As、Cu平均含量分别为60.8、0.57、49.44、84.27 mg·kg~(-1),土壤污染指数依次为CdCuAsPb. 77.2%土壤样品潜在环境风险指数(RI)处于轻微水平,22.8%中等水平.三七样品Pb、Cd、As、Cu平均含量分别为1.135、0.10、0.97、3.9 mg·kg~(-1),均低于药用植物及制剂外经贸绿色行业标准和中国药典安全标准限定值.根据三七摄入量估算出各重金属日摄入量(EDI)分别为0.03～7.58、0.011～1、0.058～3.1、1.1～32.3 mg·kg~(-1);单个重金属危害指数(HI)和综合危害指数(THQ)均小于1.综上所述,云南省三七种植土壤存在轻度和中度的重金属污染风险,选择三七种植地时要特别注意Cd污染程度,三七主根Pb、Cd、As、Cu平均含量未超出限定标准,按照药典要求食用三七对人体不会造成健康风险.     

生物炭修复技术在铅污染土壤及植物生长中的应用研究

为了探讨生物炭对铅污染土壤的修复效果,以耕作农田土壤为供试土壤,分别向其中加入200mg·L~(-1)与1 000mg·L~(-1)铅溶液进行人为污染,采用1%、5%生物炭修复剂BC400(中药渣生物炭与花生壳生物炭1:1)进行修复处理,分析测定了印度芥菜(Brassica juncea)生长前后土壤pH值、土壤铅含量、种子萌发率以及植物体内铅含量的变化.研究结果发现,人为加铅污染后,土壤pH值下降、NH_4NO_3浸提态铅含量上升、植物株高、茎粗均下降,植物体内重金属含量上升.加入生物炭修复剂后,可有效改善土壤pH值,提高种子萌发率及植株的高度和茎的粗度,显著降低NH_4NO_3浸提态铅含量、植物铅含量,且5%生物炭修复剂的改善效果优于1%.生物炭应用可铅污染土壤,有效降低重金属对植物生胁迫作用,可用于重金属污染土壤的生物修复.     

钒冶炼厂周边陆生植物对重金属的富集特征

对某钒冶炼厂周边土壤和植被进行现场采样,共采集到高等植物20科29种,土壤样品7个,采用ICP- MS和ICP-OES分析本土植物和土壤中重金属含量.结果表明,冶炼厂周边土壤普遍存在V、Cr和Cd污染现象,重金属V和Cr的污染问题突出.29种植物体内均检测到V、Cr、Cd和Pb,其中V含量相对较高.本土植物蜈蚣草体内重金属V含量最高,其地上部分V积累量为86.51 mg·kg-1,地下部分为814.25 mg·kg-1;野胡萝卜对Cd的富集和转运能力显著高于其他植物,地上部分和地下部分Cd含量分别为18.56 mg·kg-1和5.66 mg·kg-1.两种植物表现出对钒冶炼导致周边复合重金属污染极高的耐性,可作为钒冶炼厂周边土壤重金属污染植物修复的先锋物种.     

涠洲岛西面及西南面沉积物重金属污染分析

【目的】研究广西涠洲岛海域沉积物污染情况并进行分析与评价。【方法】通过分析2014年涠洲岛沉积物重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Cr含量水平,运用单因子评价法、潜在生态风险指数法和地累积指数法进行污染程度评价。【结果】涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量均值从小到大依次为CdCuPbCrZn,分别对应未检出、3.02 mg·kg~(-1)、3.19 mg·kg~(-1)、6.47 mg·kg~(-1)、10.10 mg·kg~(-1),含量范围分别为未检出、0.95~8.29mg·kg~(-1)、2.68~4.07mg·kg~(-1)、1.81~18.46mg·kg~(-1)、ND~34.59mg·kg~(-1)。重金属污染程度属于"低水平",单个及多种重金属生态风险分级均为"轻微",其中Cu是引发生态风险的主要元素,地累积指数亦表明该海域各重金属污染程度均为0级。【结论】总体来说,涠洲岛西面及西南面海域沉积物重金属含量与污染程度较广西沿海其他海域低,仍属清洁水平。     

三种螯合剂对土壤重金属Cd和Zn形态变化的研究

螯合诱导植物修复技术目前在重金属污染土壤治理领域中具有广阔的发展前景;而土壤中重金属的生物有效性一直是这项技术中的关键。在实验室条件下,利用土壤培养和BCR(the Community Bureau of Reference)连续提取方法,研究了外源重金属Cd、Zn在土壤中的形态转化以及EDTA-Na2、DTPA和酒石酸三种螯合剂的添加对土壤中Cd、Zn形态的影响。结果表明:原土中的Zn主要以可还原态为主,残渣态和可氧化态次之。原土中的Cd含量较少,主要以残渣态主。外源Cd、Zn进入到土壤后,重金属各个形态含量明显增加,主要集中在酸可提取态中。EDTA-Na2、DTPA和酒石酸添加后,土壤中Cd、Zn的酸可提取态明显提高,可还原态和可氧化态含量降低,残渣态没有明显变化。三种螯合剂的添加浓度和Cd、Zn的有效态有着明显的线性相关性,其中DTPA的相关性最高。EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的时候对Cd和Zn活化效果最好;比对照组分别提高了34.16%和23.24%,说明EDTA-Na2在1.25 mmol.kg-1的施加浓度下,对修复重金属污染土壤中的Cd和Zn具有较大潜力。     

高青县设施农田土壤重金属分布特征及污染评价

以山东省淄博市高青县的设施农地为研究对象,分析表层土壤(0～20 cm)的酸碱度(pH)、有机质以及重金属Zn、Cr、Cd、Ni含量和形态,同时采用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对土壤质量现状进行评价。结果表明:(1)高青县设施农田表层土壤样品中重金属Cr、Ni、Zn、Cd的平均含量分别为91.16、33.27、34.82、1.34 mg/kg,其中重金属Cr、Ni、Cd均超过淄博市土壤重金属环境背景值,土壤有机质含量介于14.75～33.88 g/kg之间,pH值介于5.17～8.51之间;(2)可氧化态和残渣态是设施农田土壤中重金属Cr、Ni、Zn、Cd的主要存在形态,重金属Cr、Ni、Zn的不同形态含量从大到小排序均为残渣态可氧化态可还原态可交换态,而重金属Cd形态含量从大到小排序为残渣态可氧化态可交换态可还原态;(3)相关性分析可知,高青县设施农田土壤中有机质仅对重金属Zn含量产生影响,而对其他研究元素无明显影响,且Cr与Cd之间及Cr、Ni、Zn之间均具有一定的同源特性,除了pH值对Ni的可交换态迁移转化产生较显著影响外,土壤有机质和pH值对其他所有重金属形态无显著影响;(4)四种指数法的评价结果均表明高青县设施农田土壤整体处于重金属Cd重度污染状态,重金属Cd是构成生态危害的主要风险因子。     

锌污染对吊兰根际土壤酶活性的影响

大量研究表明,用土壤酶的活性作为土壤重金属污染指标是可行的,对土壤重金属污染的防治和修复有重要意义。重金属锌大量进入土壤后,会严重影响生态环境和人类健康,锌污染土壤的生物修复迫在眉睫。本文通过对吊兰进行锌胁迫下的盆栽实验,研究锌污染对吊兰根际土壤、非根际土壤及对照组土壤酶活性的影响。结果表明:锌的浓度影响土壤酶的活性,随着土壤中锌浓度的增加,吊兰根际土壤和非根际土壤中蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均呈现先增加后下降的趋势。脲酶、磷酸酶活性在土壤锌浓度为200mg·kg~(~(-1))时达到最高值,而蔗糖酶则在土壤锌浓度为500mg·kg~(-1)时达到顶峰,过氧化氢酶活性随土壤锌浓度的增加逐渐降低。同时,吊兰根际土壤中酶活性非根际土壤中酶活性空白对照组中土壤酶活性的结果说明吊兰对提高锌污染土壤酶的活性有一定的效果。     

南方酸性红壤区不同土地利用的土壤对镉(Cd)的吸附与解吸

研究南方酸性红壤区5种不同土地利用的土壤(马尾松、茶园、稻田、桔园、草莓园)对Cd的吸附-解吸差异性及Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)共存时对土壤吸附Cd的影响.结果表明:当Cd~(2+)的初始质量浓度为40mg·L~(-1)时,Cd的吸附量大小依次为桔园(851.00mg·kg~(-1))草莓园(808.38mg·kg~(-1))稻田(778.50mg·kg~(-1))马尾松(679.38mg·kg~(-1))茶园(650.56mg·kg~(-1)),而Cd的解吸率表现为茶园(12.00%)马尾松(9.22%)稻田(4.61%)草莓园(3.77%)桔园(2.28%).Cd的吸附等温线用Henry模型拟合度最高,Cd解吸量与吸附量之间二次幂函数拟合最好.土壤中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)共存时对土壤吸附Cd的竞争作用随其浓度的增大而增强,Cd在不同土壤中的保留因子大小表现为桔园(62.72)草莓园(27.85)稻田(19.09)马尾松(5.75)茶园(3.92),Cd在茶园土壤中的环境风险最大.     

对11种热带滨海植物Cd富集能力的初步评价

采用盆栽试验的方法,评价了11种热带滨海植物对重金属Cd的富集能力.结果表明:白凤菜、有芒鸭嘴草、海马齿、海雀稗对Cd的耐性较强,于Cd处理后其根系生长、株高、生物量没有发生明显下降(p0.05);海马齿、海雀稗的根对Cd具有较强的富集能力,其根中的Cd含量分别为839.55 mg·kg-1、1 144.64 mg·kg-1;白凤菜、有芒鸭嘴草的根和其地上部都能大量富集Cd,且地上部分对Cd的富集能力大于根部的富集能力,地上部分的Cd含量分别达709.45 mg·kg-1、164.20 mg·kg-1,超过Cd超富集植物应达到的临界含量(100 mg·kg-1).由此得出以下结论:白凤菜、有芒鸭嘴草、海马齿、海雀稗对Cd的富集能力较强,可将其作为修复Cd污染土壤的候选植物.     

高温灰化法和湿式消解法检测一种蓝色素重金属残留的对比

利用放线菌的次级代谢产物提取一种蓝色素,对色素采用湿式消解法和高温灰化法两种方式进行处理.运用原子吸收分光光度计检测该蓝色素中Zn、Te、Sn、Cd和Pb元素的含量.结果显示:湿式消解法样品中Zn、Sn、Te、Cd和Pb的含量依次为41.055 mg·kg~(-1)、0.035 mg·kg~(-1)、0、0.56 mg·kg~(-1)和0.6 mg·kg~(-1),而高温灰化法样品中Zn、Sn、Te、Cd和Pb的含量依次为14.46 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0、0.515 mg·kg~(-1)和0.61 mg·kg~(-1).两种方法均未有Te元素检出;Zn元素含量湿式消解法含量高于灰化法;其他3种元素检测结果差异并不明显.试验重复性、仪器精密度均良好.湿式消解法样品中Zn、Sn、Cd和Pb的加标回收率分别为100.03%、100.37%、102.05%和98.60%.因此,该色素中,Zn元素含量的检测方法应为湿式消解法.两种检测方法均适用于其他3种元素的检测.本研究对此蓝色素的进一步深入研究提供了理论依据.     

三种提取剂对凤丹根际土壤重金属提取效率的影响

土壤重金属有效态含量更适合表征土壤重金属对环境的影响能力。采用人工外源添加方式配制Cu、Pb、Cd单一污染土壤,并选用3种提取剂[乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)和(HCl)]进行单独提取,以研究不同提取剂对凤丹根际土壤中重金属的提取效率,为铜陵尾矿区土壤重金属污染修复治理提供科学依据。结果表明:3种提取剂对重金属Cu、Pb和Cd提取量和提取率由大到小依次为EDTA-2Na、HCl、DTPA;就3种提取剂下凤丹根际土壤不同重金属的提取效率而言,EDTA-2Na适合对Pb的提取;HCl和DTPA适合对Cd的提取,EDTA次之;DTPA较适合对Cu的提取。     

新乡孟庄工业区周边土壤重金属生态风险评价

为了调查研究乡镇企业对农村土壤的影响,以孟庄工业区为代表,研究了孟庄工业区周边的土壤,测定了土壤中六种重金属Cd、Ni、Cr、Cu、Pb和Zn的总量。采用欧共体参比司(BCR)制定的三步连续提取法对重金属Cd、Ni和Pb的形态进行分析。参照GB 15618—1995二级标准,结果显示土壤中Cd的含量全部超标,其最高含量达到5.2 mg·kg-1;Ni的含量部分超标,最高达77.3 mg·kg-1;其他几种重金属均未超标。对重金属的形态分析显示,重金属Cd主要以弱酸提取态和可还原态存在,Ni主要以可还原态和残渣态存在,Pb主要以残渣态存在。对土壤样品进行有效性分析并用潜在生态危害指数法进行评价,结果表明,重金属Cd有效态含量较高,为81.7%,潜在生态危害较高,其他几种重金属的潜在生态危害较小,对环境危害不大。     

不同固定剂对土壤中镉砷钝化修复效果研究

为了探究不同固定剂对镉和砷复合污染土壤的修复效果,以蚕沙炭(BC)、硅酸钙(Si)和硫酸亚铁(Fe)为材料,通过土培实验研究了不同处理在28 d平衡时间内对土壤基本性质和土壤中镉(Cd)、砷(As)有效态含量的影响。结果表明:单施1%(质量百分比)硫酸亚铁(Fe)和0.5%硫酸亚铁+0.5%蚕沙炭(Fe+BC)的处理可显著降低了土壤的p H值。单施1%硅酸钙(Si)、单施1%蚕沙炭(BC)、0.5%硅酸钙+0.5%蚕沙炭(Si+BC)、0.33%硅酸钙+0.33%硫酸亚铁+0.33%蚕沙炭等处理(Si+Fe+BC)则显著提高了土壤的p H值。除了Fe处理外,其他处理均提高了土壤有机碳含量,增加幅度为5.52%~26.95%。Si+BC和Fe+BC处理显著增加了土壤阳离子交换量(CEC),增加幅度分别为43.07%和20.62%,Si+Fe和Si+Fe+BC处理却显著降低了土壤CEC含量,降低幅度为16.06%和14.59%。Fe和Fe+BC处理极显著降低了土壤有效态As含量,分别降低了48.06%和33.75%;单施硅酸钙、单施蚕沙炭、硫酸亚铁+蚕沙炭处理显著降低了土壤有效Cd含量,分别降低了19.56%、14.29%、33.32%。相关分析结果表明,土壤p H值与土壤有效态As含量呈显著正相关关系,土壤中Cd的有效态含量与土壤CEC含量呈较好的显著负相关关系。综合考虑各处理对土壤中Cd、As的钝化效果,Fe+BC处理对复合污染土壤中Cd、As的钝化效果最佳,降低土壤有效态As含量为33.75%、降低土壤有效态Cd含量为33.32%。     

中华金叶榆和水蜡对铅胁迫的生理生态响应

【目的】探究铅胁迫对两年生中华金叶榆(Ulmus pumila L.cv.jinye)和水蜡(Ligustrum obtusifolium)生理生态的影响,选择适生树种修复中国西部的铅污染地区。【方法】通过将外源铅(三水合乙酸铅)加入到土壤中的方式设置3个铅胁迫处理组T1,T2和T3并分别施加相当于土壤中铅质量分数为400,800和1 200mg·kg~(-1)外源铅;并设置1个不施加外源铅的对照组(CK)。考察铅胁迫对这两个树种的生长、生理、铅耐受能力及铅积累特征的影响。【结果】中华金叶榆和水蜡的株高、生物量、耐性指数、净光合速率随土壤中铅质量分数的增加而下降;中华金叶榆和水蜡体内的保护酶活性随土壤中铅质量分数的增加呈现先升高后降低的趋势;中华金叶榆和水蜡幼树根、茎、叶中铅质量分数随着土壤中铅质量分数的增加而相应增加,且均在各自的T3组中达到最大值。【结论】中华金叶榆在土壤中铅质量分数为800mg·kg~(-1)时对铅的耐受能力和转移能力较好,适合在中国西部表层铅污染严重地区推广应用。然而,水蜡在土壤中铅质量分数为400mg·kg~(-1)时虽然也具有较高的铅耐受能力,但相较于中华金叶榆而言,它的各部分富集和转移铅的能力较差。     

污染河道沉积物的植物修复

针对城市排污河道沉积物中的重金属污染问题,采用温室盆栽玉米对其进行了修复。结果表明,玉米累积重金属的数量相差较大,地下部分累积Zn1876.62(mg·kg-1),比地上部分少108.98(mg·kg-1),Cd地下部分累积量为2.78(mg·kg-1),占沉积物中总Cd的63.3%,Cd和Pb的累积量均为地下部分大于地上部分;玉米累积的重金属数量与离子交换态重金属量相关。玉米根际作用促进了有机物形态的转变,有效增加了对有机污染物的吸收。种植玉米对污染河道污染沉积物有较好的修复效果。     

化学淋洗联合油葵植物修复土壤中Cd

首先采用大田盆栽实验,种植油葵修复净化土壤中的Cd,再采用去离子水、柠檬酸、醋酸、EDTA、盐酸等5种单一淋洗剂,以及柠檬酸+盐酸、EDTA+柠檬酸、EDTA+盐酸等3种复合淋洗剂进行室内柱淋洗,联合去除土壤中Cd.结果表明:土壤中初始添加Cd的质量浓度分别为20mg·kg-1和50mg·kg~(-1)时,盆栽种植油葵对Cd的去除效率分别为25%和65%;在植物修复的基础上,继续采用0.04mol·L~(-1)的EDTA和0.05mol·L-1的EDTA进行淋洗,对土壤中剩余Cd的去除率分别达到83.33%和91.67%,而0.04mol·L~(-1)的EDTA+柠檬酸与0.05mol·L~(-1)的EDTA+盐酸复合淋洗剂净化能力最佳,分别达到95.92%和92.7%,且复合淋洗剂的净化效果随着土壤Cd含量的增加而增加;当土壤粒度大于150μm时,化学淋洗剂对土壤中的Cd几乎无净化作用.     

广东省佛山市郊区部分蔬菜地土壤重金属污染调查

对佛山市郊区部分蔬菜地采集20个样品,对铅、铬、镉、镍等四种主要重金属含量进行测定,用以调查蔬菜地的重金属污染状况,结果所有菜地的上述四种重金属含量均未能达到污染水平,只有6个样品镉含量略高(超过1mg·kg~(-1),一般认为无污染土壤的镉含量小于1mg·kg~(-1))。