生物质炭对废弃农田土壤中重金属形态和生物有效性的影响

本研究将生物质炭（2%,质量分数）施加到重金属污染农田土壤中,并采用盆栽试验方法种植小白菜,以考察生物质炭对废弃农田土壤中重金属（Cd、Pb、Cu、Ni、Zn和Cr）的总量和形态、小白菜生物量及其吸收重金属的影响。结果表明：生物质炭对土壤中Cd、Cu、Ni的总量无显著影响,而对Pb、Zn和Cr总量的影响主要与生物质炭吸附能力差异对淋溶损失的影响有关。生物质炭对土壤中重金属形态的影响与生物质炭和重金属的种类有关：生物质炭对Pb和Zn形态的影响程度最大,Cd和Cu次之,但对Ni和Cr形态几乎无影响。生物质炭（除了CC6）使小白菜的干重显著增加了27%～78%(P <0.05),这可能与生物质炭使土壤有机质含量显著增加以及总氮和总磷略有增加有关。除Pb外,生物质炭对小白菜吸收其余重金属无显著影响（P> 0.05）。本研究土壤中Cr超过了农用地土壤污染风险管控标准限值而Pb和Cd均未超标,但对照组和生物质炭处理组的小白菜中Cr、Pb和Cd均超过了食品国家安全标准限值。因此,在利用生物质炭修复重金属污染土壤时,特别是农田土壤,应在充分考虑土壤性质、农作物类型、重金属和生物质炭种类的基...     

稻壳生物炭与肥料配施对稻田镉铅铬砷的钝化与肥效的影响

以稻壳生物炭为研究对象,在田间试验条件下,研究了生物炭与氮磷钾复合肥和微生物肥料配施对稻田镉(Cd),铅(Pb),铬(Cr)和砷(As)钝化与土壤肥效的影响.结果表明,稻壳生物炭与氮磷钾(NPK)复合肥配施,水稻籽粒中Cd,Pb,Cr和As的含量比对照分别降低77.3%,71.9%,14.7%和40.0%.与微生物肥料配施水稻籽粒Pb,As和Cd的吸收量分别比对照降低79.3%,75.6%和52.0%.生物炭与肥料配施对各元素的富集系数依次表现为根茎籽粒,相同处理对各元素的富集系数依次表现为As,CdPb,Cr.生物炭与复合肥和微生物肥料配施均增加了水稻产量,与对照相比,生物炭与复合肥和微生物肥料配施田间产量分别增加了6%和5%.与生物炭和微生物肥配施相比,稻壳生物炭和NPK复合肥配施在降低水稻籽粒中Pb,As,Cr,Cd的含量及水稻各部位重金属富集系数方面,具有明显的优势,适宜在多重金属污染农田中施用.     

蚓粪及其生物炭农用对土壤-蔬菜系统中Cu/Zn阻控效应差异

为开发蚓粪资源化利用新途径和有效防控土壤重金属迁移风险,以牛粪源蚓粪(CV)为原材料制备蚓粪基生物炭(CVC),并将其施用于种植油麦菜的Cu/Zn污染土壤,研究蚓粪及其生物炭对油麦菜生长、Cu/Zn含量及土壤中Cu/Zn有效性变化的影响.结果表明:蚓粪及其生物炭施用均可有效促进油麦菜的生长并降低其可食部位和根系中的Cu/Zn含量,且以蚓粪生物炭5%添加水平下的阻控效果最佳;同时,蚓粪生物炭较之蚓粪可以更为有效降低土壤有效态Cu、Zn含量及其生物有效性系数,且5%蚓粪生物炭添加水平下对土壤中Cu/Zn有效性的降低效应更加明显.因此,可以利用蚓粪生产生物炭用于菜地土壤重金属污染迁移风险的有效阻控.     

生物炭施用对污染红壤中重金属化学形态的影响

采用BCR分级提取的方法研究了2种不同生物炭施用对污染红壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb化学提取形态的影响.结果表明,生物炭施用提高了土壤pH值和有机质含量.实验土壤中重金属Cu、Zn、Cd和Pb均主要以残渣态存在(分别为86.11%、63.30%、66.24%、50%),施用鸡粪生物炭(P)后Cu、Cd和Pb的可还原态比例降低,Zn可还原态与Cu、Zn、Cd、Pb的酸可提取态和可氧化态的比例都有所增加.施用木屑生物炭(W)后Zn、Cd和Pb的可还原态比例降低,Cu、Zn、Cd和Pb的酸可提取态,Cu可还原态及Cu、Zn可氧化态的比例增加.总体来看,施用木屑生物炭(W)和鸡粪生物炭(P)后,Cu和Zn的残渣态所占比例分别降低了9.3%、27%,3.7%和16%,而Cd和Pb的残渣态比例分别增加了3.6%、3.0%,4.5%和3.7%,表明施用2种生物炭可以增加Cu和Zn的生物有效性,且施用P生物炭后增加的比例大于施用W生物炭;降低Cd和Pb的生物有效性,但施用2种生物炭后降低的比例相差不大.     

海泡石与菌根对污染土壤中Pb、Cd、Zn形态的影响

为修复重金属复合污染的土壤,采用连续提取法,通过盆栽实验研究了海泡石与菌根对土壤重金属Pb、Cd、Zn形态的影响。结果表明:海泡石可使Pb、Cd的可交换态转化成其他4种形态,使Zn的可交换态转化成碳酸盐结合态、有机物结合态和残渣态;菌根能显著增加可交换态的Pb、Cd、Zn浓度,降低了Pb的碳酸盐结合态、Cd的铁锰氧化态、Zn的有机物结合态的浓度。海泡石和菌根联合处理同单施海泡石的结果相似,说明联合修复中对重金属形态的影响海泡石起主导作用。该研究证实了海泡石可以调节重金属Pb、Cd、Zn的形态,从而降低污染土壤中重金属的生物有效性。     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

扬州城区道路两侧土壤重金属污染检测与评价

采集扬州市中心城区道路两侧绿化带中的土壤样品,分析其中Cu,Pb,Zn,Cd,Cr的含量及其空间分布特征.结果表明:样品中Pb,Cr,Cu,Zn,Cd的质量分数的平均值分别是背景值的2.69,0.86,3.16,3.60,45.02倍,重金属的污染严重且分布不均匀;采用SPSS软件分析各重金属质量分数之间的关系,可知w(Pb)—w(Zn),w(Pb)—w(Cd),w(Pb)—w(Cr),w(Pb)—w(Cu),w(Cu)—w(Cr),w(Zn)—w(Cd),w(Cd)—w(Cr),w(Cu)—w(Cd)之间有着极显著的正相关关系;采用地积累指数法进行污染评价,其中Cd已达到了重度污染.     

杭州市和睦湿地农田蔬菜中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni污染评价及富集特性研究

就杭州市和睦湿地农田土壤不同蔬菜中Cu、Zn、Ph、Cd、Cr和Ni污染状况及富集特性进行了研究．结果表明,所检6种蔬菜的茎叶和根系中平均含Cu量、含zn量以及含Cd量均未超标,而Pb含量远远超过了限量标准．从单项污染指数看,各蔬菜（雪菜、芥菜、大白菜、小白菜、蚕豆、萝卜茎叶中Cu、Zn、Cd、Cr、Ni均达清洁水平．但是,6种蔬菜的茎叶及根系中Pb污染均达重度污染程度．从综合污染指数看,6种蔬菜茎叶及根系重金属污染程度均属于重度污染,且各蔬菜茎叶的综合污染指数大小顺序为：蚕豆〉萝卜〉芥菜〉小白菜〉大白菜〉雪菜．不同蔬菜茎叶及根系对重金属的富集能力大小顺序均为Pb、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd,各蔬菜茎叶对重金属Cu、Zn、Ni、Cr、Cd多为轻度富集,而对Pb则多为中度富集和高度富集,且不同蔬菜茎叶Pb富集系数大小顺序为：蚕豆〉萝卜〉芥菜〉小白菜〉大白菜〉雪菜,故和睦湿地农田土壤及蔬菜中的Pb污染应引起重视．     

核桃青皮在土壤重金属植物修复中的应用

该研究以核桃青皮发酵产物配施生物炭为固定化载体，结合前期筛选的硫酸盐还原菌(SRB15-3-2),制备得到了核桃青皮固定化菌剂，用于重金属污染土壤修复。基于pH、含水率、总养分、有机质、种子发芽指数和重金属含量等指标，评估了核桃青皮的发酵效果。通过配施生物炭并接种SRB15-3-2得到了改良后的固定化菌剂，考察了核桃青皮固定化菌剂对土壤重金属形态转化、植物生长及重金属富集能力的影响。结果表明，核桃青皮固定化菌剂促进了青菜生长并提高了生物量，与对照组(CK)相比，施加固定化菌剂的Cu和Cd污染土壤中青菜的株高分别增加了12.62%和5.42%,地上部分干重分别增加了95.05%和47.93%;固定化菌剂对土壤重金属表现出明显的钝化作用，促进了Cu和Cd从可交换态向残渣态转化，从而降低了重金属的迁移性及生物毒性，且青菜地下部分Cu和Cd的含量相比CK组降低了92.92%和72.83%,地上部分含量降低了34.00%和3.30%。研究结果为重金属污染土壤修复和核桃青皮的资源化利用提供了科学依据和理论支撑。     

潮褐土镉锌复合污染对小白菜生长的影响

采用盆栽的试验方法,运用正交设计,研究了潮褐土区域土壤重金属Cd、Zn复合污染对小白菜生长的影响.结果表明,重金属Cd单因素处理时,Cd的添加浓度在0～5mg·kg-1范围内时小白菜呈增产趋势,大于5mg·kg-1时呈减产趋势,浓度与产量极显著相关,相关系数为0.8804;潮褐土区域小白菜最大生长量时Cd添加浓度为1mg·kg-1.重金属Zn单因素处理时,Zn的添加浓度在0～760mg·kg-1范围内时小白菜呈增产趋势,大于760mg·kg-1时呈减产趋势,浓度与产量极显著相关,相关系数为0.9823;潮褐土区域小白菜最大生长量时Zn添加浓度为380mg·kg-1.随着Cd、Zn添加量的增大,小白菜吸收Cd、Zn的量呈极显著线性增大趋势.重金属Cd、Zn复合污染时,Zn对小白菜的产量影响极显著,Cd的影响不显著.Zn在低水平时与Cd对小白菜表现为协同增产作用;Zn在高水平时与Cd对小白菜表现为拮抗减产作用;添加Zn使小白菜对Cd的吸收和添加Cd使小白菜对Zn的吸收均表现出明显的抑制作用.     

化学淋洗技术修复重金属污染土壤的田间试验

采用野外大田试验,选择稻草秸秆厌氧发酵、稻草秸秆好氧发酵、氯化钾(KCl)和醋酸(HAc)对某地重金属污染农田进行化学淋洗,经过120 d的处理,试验结果表明:相比较原始土壤pH(4.78),4种淋洗剂对农田土壤pH影响均较小,KCl降低土壤pH的幅度最大(4.65),其次HAc(4.72),好氧发酵、厌氧发酵和空白pH值相近。比较4种淋洗剂对土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)去除效果,KCl对土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)去除效果最好其中,KCl对Cd的去除率是19.20%,对Pb的去除率是6.84%,对Cu的去除率是7.56%,对Zn的去除率是15.94%。HAc对土壤中重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)去除效果不明显。     

兰州市交通干道土壤重金属污染及其对植物的影响

为了研究公路运营对路侧土壤和绿化植物造成的重金属污染状况,选取兰州市的两条交通干道北滨河路和安宁东西路,对公路旁土壤和绿化植物叶片中Cr、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、Fe、Ca等元素的分布特征及其潜在的生态风险进行分析.结果表明:公路路侧土壤重金属w(Cr)、w(Pb)、w(Zn)、w(Cu)、w(Mn)明显高于远离交通主干道的公园和大学校园,而w(Ni)无明显差异,交通运营造成的土壤重金属污染程度表现为CuPbCrZn,Mn、Ni未达到污染水平;同一条公路的车辆拥堵、弯道多、十字路口等刹车频繁及车流量大的路段,路侧土壤中w(Cr)、w(Pb)、w(Zn)、w(Cu)明显高于其他采样点,表明机动车尾气的排放、汽车机件间摩擦和轮胎与路面间摩擦产生的粉尘是造成路侧土壤这4种重金属污染的主要原因;低质量分数重金属土壤中生存的大叶黄杨叶片积累了较多的Pb、Zn、Mn,说明大叶黄杨的根系对这3种重金属的吸收及向地上部分转运的能力强;安宁东西路高质量分数重金属土壤中生存的植物叶片Pb、Zn、Mn的积累量最高;安宁东西路的大多数植物叶片中积累的Ca量明显高于北滨河路的大多数绿化植物.     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

不同钝化剂对城市地下固体废弃物重金属的钝化作用

采用实验室模拟,研究了6种重金属钝化剂(粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭)以不同添加比例(0%、3%、7%、10%)对城市地下固体废弃物二乙基三胺五乙酸{HOOCCH_2N[CH_2CH_2N(CH_2COOH)_2]~2,DTPA}可提取态重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量的影响。结果表明,粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭6种钝化剂均可以降低DTPA可提取态Cu、Zn、Pb、Cd的含量,表明这6种钝化剂对城市地下固体废物重金属Cu、Zn、Pb、Cd均具有钝化作用,且随添加比例的增高,钝化作用越明显,但钝化效果有所差异。膨润土的对Cu、Pb、Cd的钝化作用最明显,对Zn也有一定的钝化作用,因此,可优先选择膨润土作为城市地下固体废物重金属的钝化剂。     

神府矿区煤矸石周边土壤重金属污染评价

为研究矿区煤矸石堆放对生态环境产生的影响,选取神府矿区煤矸石周边土壤为研究对象,探讨矿区煤矸石释放的重金属Pb、Zn、Cu、Cd、Ni、As、Cu对周边土壤污染危害状况.并用潜在生态风险指数法评价研究矿区土壤重金属污染风险等级.结果表明:神府矿区煤矸石周边土壤内重金属Pb、Zn、Cu、Cd含量均严重超过中国土壤元素背景值,其中各矿区煤矸石周边的重金属Pb、Cd的单项潜在生态风险等级均达到2级,属于中等污染;神府矿区周边土壤重金属的综合潜在生态风险指数为193.83,污染等级为3级风险,属显著污染.此外,煤矸石周边土壤淋溶实验显示重金属Pb、Zn在土壤中的溶出率高达50%多,表明重金属Pb、Zn在土壤中易发生转移.     

碱性Cd污染农田原位稳定化修复研究

围绕碱性农田重金属Cd污染原位稳定化修复技术,通过实验室小试筛选出以椰壳生物炭为核心材料的稳定剂应用于修复重金属Cd污染的碱性土壤,并进一步探究了施加稳定剂对于小麦生长的影响.研究结果表明,随着稳定剂施加量的增加重金属Cd钝化效果显著增加,在施加量为2%时,椰壳生物炭对土壤有效态Cd钝化率达到99.08%,远高于木质生物炭、硅肥以及钙镁磷肥.稳定化修复后,土壤中Cd由生物可利用性较高的形态向稳定的结合态转化,降低土壤环境风险.此外椰壳生物炭的施加还可以促进小麦生长,降低小麦体内Cd含量,稳定剂施加量为1.5%时,与对照组相比小麦根中Cd含量降低64.31%,地上部Cd含量降低69.60%.本研究筛选的椰壳生物炭作为稳定剂不仅能够实现Cd污染碱性农田的持效性修复,还能够显著改善土壤结构并提高土壤肥力,促进小麦生长,为以后该技术在我国北方大面积重金属污染碱性农田的修复及规模化应用提供支持.     

东南景天组培苗对锌、镉及其复合污染土壤的修复效能分析

东南景天（Sedum alfredii Hance）是一种典型的Zn、Cd、Pb的超积累植物,也是一种极佳植物修复材料．本文采用盆栽实验方法,研究东南景天组培苗在几种不同Zn、Cd污染土壤上的生长情况,及其对土壤Zn、Cd的去除效果．预期研究结果可为今后利用东南景天组培苗治理Zn、Cd污染提供一些理论依据．取得主要研究结果:1）东南景天组培苗完整地保留了扦插苗对于重金属的耐受性,并且对于高质量分数的Zn、Cd的环境适应性更强．在3#污染土壤（w（Zn）约2 000 mg·kg?1）中,组培苗地上部分生物量是对照组的2.3倍;在4#污染土壤（w（Cd）约1344 mg·kg?1）中,组培苗地上部分生物量相比于对照组的生物量增加了16.4%．2）东南景天组培苗对复合污染土壤中的Zn、Cd有很强的吸收积累能力．在1#和2#复合污染土壤中,组培苗对Zn的富集系数分别达到9.69和11.09,对Cd的富集系数分别达到12.67和85.36．3）复合污染土壤中的Zn、Cd会发生一定的交互作用,从而影响东南景天组培苗对Zn、Cd的吸收和富集．土壤中低质量分数的Cd会促进植物对Zn的吸收,但Zn却会抑制植物对Cd的吸收富集．此外,生长在复合污染土壤中的东南景天组培苗体内Zn、Cd重金属的分布也会受到影响．      

川中丘陵区耕作土壤剖面重金属元素含量研究

以川中丘陵区内江市双桥乡为研究区域,调查分析耕作土壤剖面重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg、Ni)含量情况,并采用内梅罗综合污染指数方法对剖面土壤重金属污染状况进行评价.研究结果表明该地区Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn在研究区土壤剖面含量高于成都经济区土壤背景值,重金属含量具有从耕作层、犁底层、老耕层、古耕层垂直递减的规律;剖面土壤内梅罗综合污染指数平均值为1.26,重金属综合污染处于轻度状态;水田和旱地土壤剖面重金属含量存在明显差异,Cu、As、Hg、Pb在旱地耕作层含量明显高于水田.     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

14种叶菜类蔬菜对土壤中重金属吸收累积差异的分析与评价

为筛选低累积型蔬菜品种,科学预防蔬菜重金属污染,合理利用农田耕地资源,降低潜在的健康风险,采用盆栽试验和聚类分析方法,对14种叶菜类蔬菜吸收累积土壤中6种重金属(Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn)元素的能力差异进行分析与评价。结果表明,14种叶菜类蔬菜吸收累积重金属能力差异较大,其中菠菜Cd,Zn超标率均为33.33%,特菜Cd超标率为11.11%,其它品种重金属质量分数均符合食品中污染物限量标准(GB 2762—2012);富集系数均值由大到小的排列顺序为Cd,Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,其中Cd富集系数均值为3.208,其它元素富集系数均值低于1,Pb富集系数均值最低,仅为0.033;转运系数均值除Ni,Zn高于1外,其它元素均低于1。聚类分析筛选结果表明,Cd低积累品种包括茴香、油菜、小白菜、茼蒿、韭菜;Cr低积累品种包括茼蒿、苦苣、空心菜、芹菜、茴香、苋菜;Cu低积累品种包括小白菜、油菜、生菜、油麦菜;Ni低积累品种包括油菜、小白菜、油麦菜;Pb低积累品种包括茴香、苋菜、茼蒿、香菜;Zn低积累品种包括小白菜、油麦菜、生菜、茼蒿、苦苣、空心菜、油菜、芹菜、茴香。油菜、小白菜为Cd,Cu,Ni,Zn低积累品种;茴香为Cd,Cr,Pb,Zn低积累品种;茼蒿为Cd,Cr,Pb,Zn低积累品种;苦苣、空心菜、芹菜为Cr,Zn低积累品种;茴香、苋菜、茼蒿为Cr,Pb低积累品种;生菜为Cu,Zn低积累品种;油麦菜为Cu,Ni,Zn低积累品种。14种叶菜类蔬菜中,6种重金属元素质量比与富集系数呈极显著正相关,表明重金属富集系数大小可以表征蔬菜吸收累积重金属能力的高低。研究提出,依据叶菜类蔬菜不同品种对重金属吸收富集和转运能力的差异,可在土壤重金属污染较为严重的区域选择种植低积累型蔬菜品种。