洪春来[1]2004年在《菜园土壤铅污染的物理化学行为及生物学表征》文中研究说明蔬菜是人们日常生活中不可缺少的食物，蔬菜的生产对保证城市经济发展、社会稳定和人们身体健康起着重要的作用。随着生活水平的提高，人们对清洁蔬菜、无污染蔬菜的要求日益强烈。城市郊区既是蔬菜的主要生产基地，又是城市固体废弃物(垃圾、淤泥等)的主要容纳场所，而且随着工业“叁废”的污染和机动车尾气的排放，污水灌溉及农药、除草剂和化肥等的使用，污染了土壤，使蔬菜地铅污染加重，铅在植物根、茎、叶及果实中的大量积累，不仅影响植物的生长和发育，而且会进入食物链，危及人类的健康，因此菜园土壤的重金属铅污染日益受到人们的关注。本试验选用了当地有代表性的叶菜(小白菜)、茎菜(芹菜)、果菜(辣椒)各一种，采用了室内培养试验、溶液培养和土培试验，初步探讨了外源铅在两种菜园土壤的吸附-解吸特性和转化及pH对铅解吸的影响等铅在土壤中的物理化学行为；研究了铅对蔬菜作物生长发育的影响，包括根系形态及体内SOD、MDA，Pro及对铅胁迫的响应及蔬菜根系耐铅胁迫的机制；明确了铅在叁种蔬菜体内的吸收积累规律及铅的植物毒性临界值和食品安全土壤临界指标，取得的主要结果如下： 1．两种菜园土壤(青紫泥和黄松土)对铅的吸附等温线均可用Langmuir，Freundlich，Temkin方程来描述，相关系数均为0.90以上，达到极显着水平。由Langmuir方程求得青紫泥和黄松土对铅的最大吸附量分别为14285.7mg／kg，12500mg／kg。而且菜园土壤对铅的解吸量随其相应的吸附量的增加而增加，两者之间有很好的线性相关，相关系数为0.891，0.955，达到极显着水平。连续叁次解吸过程中以第一、二次解吸为主，第叁次解吸量很小。解吸液pH对两种菜园土壤的铅解吸有很大的影响，随着pH降低，铅的解吸量逐渐增加，当pH≤4时，铅的解吸量迅速增加。 2．随着培育时间的推进，外源铅(Pb(NO_3)_2)的有效性不断降低，当培育12周以后，铅在两种菜园土壤中的转化基本达到了动态的平衡，有效铅含量不再减少。两种土壤对铅都有很强的吸附能力，达到平衡后，约有90％以上的铅不能被1mol／L中性NH_4NO_3浸提。 3．生长介质中低浓度的铅(水培≤1mg／L，土培≤400mg／kg)，促进小白菜与芹菜根系发育，增加地上部分的生物量，但随着处理浓度的提高，铅对蔬菜作物的毒性慢慢显现出来，表现为根系发育受阻，根尖发黑，侧根和根毛数减少，主根长，根表面积，根截面积，根体积下降，叶片失绿黄化，叶片容易脱落。辣椒花期延迟，叁种蔬菜作物各器官的生物产量(鲜重)减少。当土壤外加铅浓度达到300om叭g时，辣椒已经枯萎死亡.叁种蔬菜对铅的耐性表现为芹菜>小白菜>辣椒。4.叁种蔬菜根系SOD酶活性随着铅处理浓度的提高表现为先上升，后下降。MDA含量在低铅处理浓度下积累不明显，随着铅处理浓度的升高逐渐上升，而根系脯氨酸的含量则随着铅处理浓度的提高持续的增加。5.铅在根细胞内主要与细胞壁结合，占了90%以上，并且盐酸提取态和醋酸提取态等难溶态占了绝大多数，二者合计也达到90%以上，减少了铅对细胞膜的直接毒害，限制了铅由根部分向地上部分的迁移，减少了对其它器官的毒害。蔬菜对铅的这种耐性，同时增加了铅对人类健康威胁。6.随着铅处理浓度的提高，叁种蔬菜各器官中的铅含量逐渐升高，其中以根部含量最高，其次为叶、茎，果实中铅的含量最低，溶液培养和上培试验表明，随着铅处理浓度增加，根系铅含量远大于地上部含量，但由于地上部的生物产量远大于根系，因而地上部分吸收的铅总量大于根系。在相同处理浓度下，由于青紫泥铅的生物有效性大于黄松土，对蔬菜毒害也更大。在同样处理水平下，叁种蔬菜作物，其可食部位铅的含量存在很大的差异，表现为小白菜>芹菜>辣椒。7.叁种蔬菜作物可食部分的产量与水培铅处理浓度及两种土壤中铅浓度(全童或有效态)呈极显着的负相关。当小白菜地上部分，芹菜茎，辣椒果实减产10%时，通过相关方程计算，在水培条件下，小白菜、芹菜、辣椒的临界铅浓度分别为1 .56m留L、3.55m留L、0.slm叭。在盆栽条件下，小白菜、芹菜、辣椒在相应的青紫泥土壤全铅临界水平为goo.3mg/kg、936.2mg/kg、423.0m留kg;有效铅含量Zo.98mg/kg，、ZI.94mg/kg、l.55mg/kg;在黄松土上的全量铅临界值为1134.9m叭g、14%.sm叭g、443.6m留kg，有效态铅临界值为18.54mg/kg、30.78mg/kg、l.18mg/kg。8.蔬菜可食部位的产量与其组织中铅含量呈显着或极显着的负相关。当小白菜，芹菜，辣椒可食用部位减产10%时，在水培条件下，小白菜、芹菜、辣椒对应组织中铅的含童水平分别为24.71 mg/kg、28.25 mg/kg、0.567mg/kg;在青紫泥栽培条件下为13.1 mg/kg、3.83 mg/kg、0.734 mg/kg;在黄松土培养条件下为31.7 mg/kg、30.0 mg/kg、0.854 mg/kg。9.叁种蔬菜作物可食部铅含量与水培溶液铅浓度及两种土壤铅浓度(全量或有效态)呈显着的正相关。以可食部位铅含量达到食品卫生标准(0 .Zmg/kg)为限值，在水培条件下，小白菜、芹菜、辣椒临界铅溶液浓度为0.320 mg/kg、1.42 mg/kg、0·397 mg/kg;土培青紫泥全量铅临界值为537.Zm眺g、595.sm留kg、314.sm留kg，有效态含量为
杨娟娟[2]2009年在《铅污染土壤中施用有机肥对土壤肥力及小白菜的影响》文中研究表明本试验以贵州省最具有代表性的黄壤为研究对象,通过盆栽、田间试验,并进行室内分析试验,研究铅污染施有机肥对土壤pH、土壤速效养分、土壤有效铅含量、土壤酶活性及土壤呼吸强度的影响,并研究了有机肥对铅污染土壤上小白菜的全氮、全磷、全钾、全铅含量及产量的变化。盆栽和大田试验研究结果表明:1.铅污染能使土壤的pH值降低,从而影响土壤养分的矿化。施用有机肥后,缓解了土壤的酸碱平衡,有利于土壤养分的释放。2.铅污染土壤使土壤中的速效养分降低,施用有机肥后碱解氮、有效磷、速效钾均有升高。3.低浓度的铅(300mg/kg)对土壤脲酶有激活的作用,高浓度的(1000mg/kg)对土壤脲酶表现抑制作用;铅污染对土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、土壤呼吸强度都有明显的抑制作用;4.植物中的全铅量随土壤中有效态铅的增加而增加,土壤有效铅与植物全铅的相关性达到极显着水平(P＜0.01)。5.对土壤酶活性与土壤碱解氮、有效磷、速效钾及有机质的相关分析表明土壤酶活性可作为评价肥力水平的因子。用pH、土壤速效养分、土壤酶活性表示土壤肥力水平,土壤在受铅污染后,以上均有下降,说明土壤的肥力水平下降;有机肥提高了土壤酶活性水平,土壤的代谢速率提高,表明了土壤的肥力随有机肥的施用而有所提高。对比蝇蛆生物有机肥与有机无机复混肥,结果显示,蝇蛆生物有机肥对铅污染土壤肥力水平的提高更显着,对小白菜全量养分的提高也更显着。通过研究表明,铅污染使植物中的全铅量增加及全氮、全磷、全钾降低。有机肥(特别是蝇蛆生物有机肥的施用)能提高土壤中的土壤速效养分、土壤酶活性、有机质及缓解土壤酸碱平衡,土壤中有效铅的含量降低,为植物的生长创造了良好的生长环境。
张鑫[3]2005年在《安徽铜陵矿区重金属元素释放迁移地球化学特征及其环境效应研究》文中研究说明矿山开采和矿石选冶引起的环境污染与生态破坏是一个全球性的问题,越来越受到人们的关注,已成为环境地球化学研究的一个重要领域。长期以来,由于AMD具有较低的pH值和较高的重金属含量,加之其生态危害严重而备受重视,并取得了若干重要研究进展。在以硫化物矿物为主的有色多金属矿山环境中,AMD和重金属污染问题尤其突出。 铜陵地区是世界上典型的矽卡岩铜金矿集区之一,是一个有3千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区。本文通过细致地野外工作和室内分析研究,对铜陵矿区尾矿库、废石堆、水系及其沉积物、土壤和植物等环境地球化学以及新桥层状硫化物铜矿床和药圆山矽卡岩型铜矿床等两类代表性矿床开采剖面风化特征研究,揭示了硫化物矿物的氧化产酸机制,重金属在废石堆、尾矿砂中的释放、迁移、转化规律,以及重金属在废石、尾矿砂、土壤和水系沉积物中的存在形态和生物活性,同时还详细研究了重金属在地表水、沉积物、尾矿库和土壤中的空间分布特征,全面系统地分析了矿山开采活动给铜陵地区带来的环境影响,并建立了重金属在不同介质体中及其之间释放、迁移和转化模式。 新桥铜矿床风化剖面的CIA值变化很大,矿体风化作用进行的比较彻底,且主要发生在岩-土界面附近。药圆山铜矿床风化剖面常量成分的变化主要发生在矿石的逐步变化过程中,而在岩-土界面附近常量元素含量变化并不明显。两类矿床开采剖面风化过程中,部分重金属元素从硫化物矿物中释放的相对能力大小为Pb>Zn>Ni>Co>Cu。风化土壤中的L_(REE)/H_(REE)比值都比较高,不同风化层中稀土元素配分曲线比较相似,为右倾的轻稀土富集型,反映了铜陵湿热的风化条件和低pH值淋滤环境。 研究表明,以含硫化物矿物为主的废弃石堆中的重金属随着堆积时间的增加,含量逐渐减少,具有明显的阶段性和分带性。废弃石中的重金属元素相对迁移速率为Cr>Mn>Zn>Co>Hg>Cd>As>Pb>Cu,与其赋存状态和初始含量有关。根据拟合方程计算得废矿石中的各重金属元素含量值在自然状态下降到土壤自然背景值所需要的理想时间分别为:Cu:103.2a、Pb:101.4a、Zn:42.7a、As:95.6a、Cd:91.2a、Hg:72.1a、Mn:39.6a、Co:45.5a、Cr:1.43a,由于废矿石中Ni含量低于土壤自然背景值,所以不存在释放年限问题。 淋滤实验表明,尾矿砂在堆放的初期一般不会发生酸化,且重金属的浸取率很低。尾矿砂-水的相互作用导致了尾矿中元素的活化迁移和对水体的污染。铜陵矿区尾矿砂中重金属元素Pb、Hg的水迁移能力较强,水迁移系数分别为9.95和5.56,As、Cr、Co的迁移能力较低,水迁移系数只有0.08、0.07和0.05,其余元素的水迁移系数也均小于1。虽然尾矿砂中重金属的水迁移系数较小,但由于铜陵矿区尾矿砂中重金属元素的含量较高,所以尾矿砂也是铜陵地表水体重金属污染一个主要潜在污染源。通过对部分重金属释放规律的负指数方程拟合可知,尾矿砂中Cu、Pb、Zn、Cd、As、Cr等含量降低到土壤容许值所需时间分别为:Cu:143a、Pb:8a、Zn:105a、Cd:79.4a、As:59a和Cr:11.6a。尾矿砂中重金属的相对释放速率为:Pb>Cr>As>Cd>Zn>Cu。 复垦的林冲尾矿库重金属空间分布特征为:横向上总的趋势为周边亏损、中间富集,As、Cd含量则为中间含量低于周边含量;垂向上,在40～60cm深处,Co、As、Cu、Zn、Cd、Ni、Pb等均表现出明显的富集,可能是人工复垦和浅层的风化有利于这些重金属离子的垂向迁移,使重金属离子在复垦层下界面(一般为40cm)处富集。
胡文[4]2008年在《土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究》文中认为重金属的生物有效性指重金属能被生物吸收或对生物产生毒性的性状,受环境和生物体自身的综合影响,涉及到物理、化学及生物学等各个方面。土壤一植物系统中重金属的生物有效性研究直接反映土壤重金属的污染程度及重金属对生态系统和人体健康的危害,并为重金属污染土壤的修复和当地的农业生产提供理论基础。本研究以北京市凉水河污灌区和石景山工业区为研究样区,采取野外定点连续采样、室内分析测定和盆栽试验相结合的方法,依据重金属总量和化学形态分析结果,对样区土壤重金属的污染现状、土壤重金属的生物有效性及其潜在污染风险进行了系统研究,并从土壤理化性质、重金属复合污染和外源元素等角度分析了影响重金属生物有效性的主要因素及其机制。主要研究结果包括:(1)基于土壤重金属总量,运用单项污染指数、综合污染指数、地积累法和主成分分析等方法对研究区土壤环境质量进行了系统评价。污染指数值随各方法分级的不同略有差异,但基本处于1＜P＜2的轻度污染等级,凉水河污灌区土壤重金属属于轻度污染水平,可用于农业耕作,但Cd、Cu和Pb等重金属元素潜在的污染风险应当引起重视。综合分析各评价方法,修正的单项污染指数法、内梅罗污染指数法和地累积法在研究样区的评价结果基本一致,而修正Pi为基础的内梅罗综合指数法既可以等价地比较各种重金属和各个研究区域之间的环境质量,又适当地突出了污染程度较重的污染物对土壤环境质量的影响,是样区土壤环境质量评价的适宜的方法。依据土壤环境容量估测,Cd在土壤中累积50年后会超过国标二级限值,Cu累积100年内浓度会超出二级限值。(2)应用经典的Tessier顺序提取法和欧盟通用的BCR顺序提取法,测定凉水河样区20个土壤样品重金属的化学形态并进行对比分析。Tessier法和BCR法均能有效地提取土壤中各形态的重金属,两者在重金属总量和形态分布上总体一致,但在具体数值上有一定的差异。测定的各形态之和与总量相比,Tessier法的Ni和Cd偏高,BCR法的Ni和Pb偏高,其余元素都较总量偏低。两种方法测定的形态之和相比,Tessier法的Cu、Zu、Cr、Cd含量稍高,Pb和Ni稍低,但相对误差较小,而BCR法测定结果的相对误差明显较大。从重金属形态的相对误差分析和研究重金属迁移能力的角度,选择Tessier顺序提取法进行本研究地区重金属的形态测定。(3)运用Tessier顺序提取法测定了样区全部土壤样品的重金属化学形态分布,据此进行土壤—植物系统中重金属的生物有效性分析。样区土壤重金属元素主要存在于残余态中:在非残余态中,以铁锰氧化物结合态为主,可交换态所占比例最小。运用可利用形态和地球化学相、重金属的活性系数、迁移系数和转移系数等方法对重金属的生物有效性进行了研究,用活性系数(MF)、迁移系数(M)和转移系数(TF)来评价Cu、Zn、Cr、CA、Pb、Ni等六种重金属的生物可利用性和迁移能力所得的结果基本一致,土壤重金属活性系数和迁移系数呈现4个梯度,Cd:(Cu、Zn、Pb):Ni:Cr=27:10:7:2。污灌区以Cd、Zn污染为主,工业区重金属以不可利用态为主,污染风险不高。(4)运用相关和回归分析,研究了土壤环境条件对重金属生物有效性的影响以及重金属复合污染。污灌区土壤质地为壤质黏土或砂质黏壤土,土壤偏碱性。土壤粘粒含量、有机质含量和土壤pH和重金属总量及化学形态存在一定的相关性。重金属相互之间存在拮抗或协同污染;土壤重金属各形态之间以及各形态重金属之间存在一定的复合污染。土壤物理性质、化学性质和养分含量都是土壤—植物系统中重金属生物有效性的重要影响因素。(5)通过正交设计和完全随机区组设计进行盆栽试验,系统研究了Zn、Cd、Pb复合污染条件下Si对黑麦草吸收重金属的影响及其作用机理。Zn、CA和Pb都表现出明显的剂量—效应关系,Si对重金属的生物有效性具有明显的抑制效应;Si的添加使土壤pH增加了0.6个单位,可交换态Zn、Cd和Pb随Si水平增加时下降的幅度存在Cd＞Zn＞Pb的规律。可交换态重金属含量能更好地表征土壤—植物系统中重金属的生物有效性,但重金属总量也是不可替代的重要指标之一。土壤pH值和硅水平以及两者之间的交互作用都显着抑制黑麦草中重金属的含量;Si对碱性和中性土壤中的Zn、Cd和Pb以及酸性土壤中的Pb具有明显的抑制作用,但对酸性土壤中的Zn和CA抑制作用不明显,土壤pH和Si的交互作用的存在,可能是导致这种差异的主要原因。
钟莉莉[5]2007年在《珠江叁角洲顺德地区铅的生态环境地球化学特征及其对人群健康的影响分析》文中指出Pb是自然界常见的有毒重金属元素之一。系统剖析铅的区域分布特征、赋存规律,以及与地方流行病的关系具有重要的环境意义。本研究主要选择全国叁大肝癌高发区之一的佛山市顺德区和南海区作为研究区,分析研究区土壤和饮用水体中Pb全量、有效量以及元素有效性及其主要影响因素,评价Pb的局部背景水平和异常程度,剖析Pb的异常特征,分析异常成因,分析地球化学环境与地方性疾病的相关性。本研究取得了以下主要结论和认识:(1)研究区Pb污染程度较轻,达到国家土壤环境标准的二级标准。表层土与深层土的全Pb含量没有显着的相关关系。大多数采样点表层和深层土壤全Pb含量与pH值有较明显的相关关系。(2)选取肝癌高发区杨滘村和相对低发区大闸村的土壤纵向剖面进行对比分析显示,在0～40cm,两条剖面的土壤全Pb含量均有明显波动,波动程度随着深度加深而降低;在40cm深度以下,土壤全Pb含量接近土壤环境质量标准的自然背景值,随深度下降变化不明显。同一深度进行比较发现,大闸剖面9个层位的土壤全Pb含量均稍大于杨滘剖面的土壤全Pb含量。(3)与南海区域背景值相比,研究区的农业土壤全Pb含量均值比南海区背景值低27.6 mg/kg,约为南海区背景值的63.67%。顺德区乐从镇的农业土壤全Pb含量与南海区的基塘地区、北部的狮山、南部的丹灶的农业土壤全Pb含量相当。(4)应用土壤重金属污染的地累积系数法和单因子污染指数评价方法评价指示:研究区内表层土壤的污染程度较轻,在空间分布上未见明显规律。以国家土壤环境质量自然背景值和广东省土壤背景值为基准,研究区内大部分的表层土样基本无污染,小部分为低至中度污染。(5)采用七步萃取法进行Pb形态提取分析指示:有效态(水溶态、可交换态、碳酸盐结合态之和)含量最高的是19(大闸)、18(水藤)号点,均大于6 mg/kg。其次9、11、17、16、3号点,有效态含量在3.0～5.1 mg/kg之间。2(杨滘）、13(水藤)、7(罗沙)号点的有效态含量最少,小于1 mg/kg。(6)研究区域内,Pb有效态的空间分布较均匀。最高值出现在研究区东部和东南部(大闸村),最低值出现在研究区的西北部罗沙村附近和北围工业区附近。肝癌高发区的杨滘、罗沙、水藤村Pb有效态的分布无明显规律。与肝癌低发区大闸村对比,两区的Pb有效态最高值和最低值非常接近。(7)潜在可利用态(腐殖酸结合态、铁锰氧化结合态、强有机结合态之和)含量最高的是6(罗沙)号点,为40.03mg/kg,其次是4(杨滘）、13(水藤)号点,在30～40mg/kg范围,8(罗沙)号点最低,15.45 mg/kg,其余点的潜在可利用态含量在15～30 mg/kg之间。潜在可利用态与全铅的相关性非常好。(8)与1987年的前人对顺德肝癌高发区和低发区的地球化学调查结果对比,本研究区肝癌高发区表层农业土壤和井水中的全Pb含量均值偏低,但全Pb含量取值范围都在1987年所测值范围内。本次研究结果也符合全Pb含量与肝癌发病率呈负相关关系的规律。本研究区的铅地球化学特征与地方流行病肝癌的成因无显着关系。
王登启[6]2008年在《设施菜地土壤重金属的分布特征与生态风险评价研究》文中研究指明土壤重金属是土壤环境科学研究的重点领域,研究设施菜地土壤重金属的时空分布特征及其风险,对于设施菜地土壤环境安全及蔬菜清洁生产具有重要的理论与实践意义。本文以土壤环境化学的理论为指导,以寿光市为设施蔬菜栽培的典型区域,以人为高强度活动下的设施土壤为研究对象,在摸清设施菜地土壤重金属的时空分布特征的基础上,对土壤重金属进行了累积效应、污染风险、潜在生态风险的评价,明确了土壤重金属的不同形态与蔬菜累积之间的关系,确定了基于蔬菜质量安全的土壤重金属(镉、铅)限值;揭示了设施土壤环境质量的演变规律,明确了土壤重金属影响蔬菜安全的机理,为土壤重金属防控与设施蔬菜的清洁生产提供科学依据。主要结果如下:1.摸清了研究区设施菜地土壤重金属时空变化特征。随蔬菜种植年限的增长,设施土壤中的8种重金属全量、有效含量均有不同程度的增加,其活化率呈下降趋势。土壤重金属在剖面上的变化具有“表聚化”的特点,随土层深度增加,重金属全量下降,表明人为活动导致表层土壤重金属显着累积。2.明确了设施菜地重金属水平空间的变异特征。在乡镇区域尺度下,土壤重金属的变异系数为10.5%-87.7%。用半方差函数拟合8种重金属元素的理论模型分别为:As、Pb用指数模型,Cd、Hg、Zn用球状模型,Cr、Cu、Ni用高斯模型,决定系数R达极显着相关。As、Pb具有强空间相关性,反映出土壤母质、成土因素及土壤类型等结构性因素的影响。土壤中Cr、Cd、Cu、Zn为弱空间相关性,反映了设施菜地栽培过程中施肥、农药、耕作措施等人为活动的影响。Cr、Ni和Hg的为中等空间相关性,其空间变异是结构因素与随机因素共同作用的结果。利用Kringe插值与GIS相结合的方法,直观地表征了研究区土壤重金属的空间分布格局,不同元素的空间分布呈斑块状、条带状、散点状分布。3.利用重金属累积系数、污染指数对设施菜地土壤重金属进行了评价。土壤重金属的累积指数除As和Pb小于1外, Cd、Cr、Cu、Hg、Ni和Zn的单项累积指数大于1,Cd、Hg、Cu累积指数最大值分布为10.78、7.00、5.05,表现为高度积累特征。超背景值率的顺序为:Zn>Cd、Cr、Ni>Cu、Hg >As、Pb。重金属的分担率的顺序为Zn,Ni>CdCr>Hg>Cu>Pb>As。、土壤重金属的污染风险评价结果显示,Cd、Cu、Ni的超标率分别为3.31%、1.32%、22.52%,属轻度、中度污染,标率为均属轻度污染;Ni超标率为均属轻度污染。研究区151个样点中,处于清洁等级的占64.3%,处于轻、中、重度污染等级的分别占31.0 %、4.0 %、0.7%,具有土壤污染风险的占35.7%。4.设施菜地土壤重金属的潜在生态风险单因子平均属低值水平,由高到低的顺序为:Cd> Hg>Ni>As>Cu>Pb>Cr>Zn,土壤Cd超过可观级(Ⅲ级)水平的占2.65%。复合生态污染评价指数整体为低值风险水平(A级),高于A级的样点占3.31%,但均未超出中等风险等级。从生态风险与预警来看,单项生态风险指数具有预警风险的概率的顺序为:As、Pb>Hg>Cu>Cd>Zn>Cr>Ni;研究区综合指数有97.4%的样点处在无警级别,属于最低生态风险,有2.6%的预警级风险。5.采用土培和水培试验研究了设施栽培生菜和萝卜对重金属Cd、Pb的吸收和累积特征。土壤或水培溶液中的Cd和Pb对生菜和萝卜的生长具有明显的影响。随着重金属浓度的提高,生菜和萝卜的生物量表现出先升后降的趋势。土壤中Cd和Pb处于较低含量时,对蔬菜生长反而有一定的促进效果。添加外源Cd和Pb处理以后,生菜和萝卜对Cd和Pb的吸收有明显增加。生菜和萝卜可食部位的Cd含量与土壤和培养液中的Cd含量关系适宜用指数曲线进行描述;水培试验中两种蔬菜的Pb含量与培养液中的Pb含量也呈指数曲线关系,而在土培试验中生菜和萝卜可食部位Pb含量与土壤中的Pb含量只适合用线性方程表达。6.证明了用土壤全量作评价指标来评价菜地土壤重金属污染的传统方法存在一定局限性。根据土壤中不同形态重金属含量与蔬菜吸收累积的关系,提出了可以更好评价蔬菜重金属污染风险的指标。研究结果表明,采用土壤中的CaCl2浸提态Cd含量可以更好地评价生菜的Cd污染风险;而对于萝卜的安全生产评价,推荐使用水溶态Cd含量作为评价指标。当评价生菜和萝卜的Pb污染风险时可采用土壤中碳酸盐结合态Pb含量这一指标。
曲蛟[7]2011年在《锦州市铁合金厂土壤重金属污染分析、修复及植物产后利用的研究》文中研究说明本论文针对目前锦州市铁合金厂周边土壤及蔬菜重金属污染严重、土壤重金属污染修复效率低及修复植物产后处理困难等问题,分别研究了锦州市铁合金厂周边及农田(大田、大棚内)土壤中典型重金属(Cu、Zn、Cr及Cd)的含量及分布,分析了Cu、Zn、Cr及Cd对土壤酶(脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)活性的影响,揭示了叶菜类蔬菜(不同生长期)及杂草对Cu、Zn、Cr及Cd的吸收、分布及富集规律,并对该地区叶菜类蔬菜重金属污染程度进行了系统评价,探讨了钼酸铵、邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠、磷酸二氢钠-柠檬酸对土壤重金属化学形态变化的影响,以及化学强化物质(钼酸铵及磷酸二氢钠-柠檬酸)对植物修复重金属污染土壤的诱导规律,发现了灯笼草是一种新的Zn超累积植物,以富集Zn的灯笼草为原料,成功制备了氧化锌纳米粒子与多壁碳纳米管。具体研究结果如下:1、重金属复合污染对土壤酶活性的影响(1)铁合金厂不同区域土壤酶活性存在较大差异。随土壤样品和酶类型不同,酶活性变化幅度相差较大。其中过氧化氢酶变化幅度最大,蛋白酶变化幅度最小。铁合金厂土壤环境下,随着土壤中Cu、Zn、Cr及Cd浓度增加,脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性显着降低。(2)在钼酸铵作用下,四种酶活性均呈不规律变化。其中,蔗糖酶与脲酶活性基本呈上升趋势(激活效应),过氧化氢酶和蛋白酶活性均减小(抑制效应)。2、重金属在土壤-植物体系中的迁移转化研究(1)苦苣、生菜、菠菜及小白菜对土壤中重金属的吸收规律不同。铁合金厂周边农田种植的四种叶菜类蔬菜均受到重金属严重污染。其中Cr与Cd对四种叶菜类蔬菜的污染贡献最大。(2)车前草、蒲公英、野艾蒿、皱叶酸模及灯笼草五种杂草对土壤中的重金属有一定的富集作用。同种杂草对不同重金属的富集作用不同,不同杂草对不同重金属的富集作用也不同。五种杂草中灯笼草叶对Zn和Cd的富集作用最强;野艾蒿根对Cr的富集作用最强;车前草根对Cu的富集作用最强。3、铁合金厂土壤重金属污染的修复(1)钼酸铵对土壤中的Cr与Zn起固定作用,而对Cd、Cu、Ni起活化作用。(2)邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲体系(pH=5.2-6.2)对土壤中Cr、Cu、Hg、Pb的酸可提取态的转化有明显的促进作用;对土壤中As、Hg的氧化结合态及有机结合态的转化有明显的促进作用。(3)磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲体系(pH=5.2-7.2)可提高土壤中Zn、Mo、Ni、Pb、Cu、As、Cr、Cd和Hg酸可提取态的含量。其中,柠檬酸对土壤重金属化学形态变化起主要作用。(4)在土壤Zn含量为5000 mg/kg的条件下,植物生长12周后,灯笼草地上部Zn含量达到10976 mg/kg,对土壤中Zn的富集系数及转运系数均大于1,由此证明灯笼草是一种Zn的超累积植物。(5)钼酸铵有助于苜蓿草对生物量的积累,而且增强了苜蓿草对重金属的富集能力。磷酸二氢钠-柠檬酸(pH=5.2-7.2)也有助于苜蓿草对生物量的积累。在磷酸二氢钠-柠檬酸的影响下,苜蓿草对As、Cr、Hg、Mo和Zn的转运系数增加,但降低了对Cd、Cu、Ni和Pb的转运系数。4、修复植物的产后处理(1)以富集Zn的灯笼草地上部分为原料,制得较纯净的氧化锌纳米粒子,其平均粒径为72.5 nm。(2)以灯笼草体内的维管束为原料,制备了纯净的多壁碳纳米管。多壁碳纳米管的结构为:中空、外径范围为20-500 nm,内径范围为10-200 nm,管壁上存在着缺陷,且直径与管长不统一。
方颖[8]2006年在《城市森林绿地系统的生态环境功能研究》文中研究说明本文从南京市城市森林绿地的重要功能——生态环境的改善与恢复能力出发，研究了城市森林绿地的滞尘能力，吸收SO_2能力和城市森林绿地枯落物的现存量和滞纳重金属污染的能力。通过对南京市不同功能区(工业区、城市区、旅游区、开发区)土壤Zn、Cr、Cu、Pb进行了调查，研究分析了南京市重金属污染状况，研究了不同林份土壤对重金属的吸附特性及影响因素。采用野外污灌等方法，通过收集不同土层深度中渗出的水样，研究Cd、Cr、Cu和Pb四种重金属在城市森林土壤中的运移规律。研究结果表明： (1) 不同种类的树木滞尘量之间有较大的差异。同一采样地点大部分绿化树种滞尘能力的季节动态规律为：春季高，夏季降低，秋季增高，冬季达到一年的最大值。运用叶片的滞尘量可以表征树木所在环境的大气质量，树木叶片均呈现随时间的增加，叶片滞尘量总体增加的趋势。不同树种的吸收SO_2的能力具有明显差异。常绿乔木叶片在一年当中冬季时的叶片含硫量最高。灌木树种的叶片含硫量的最小值都出现在春季。各个采样地点之间大气SO_2污染差距不大。 (2) 研究地区土壤重金属污染较为严重，其中以工业区最为严重。不同的重金属，其全量和有效态含量在不同土壤层次中分布没有很一致的规律性，城市区土壤重金属对来自同一污染源的概率较大，其他叁类土壤中重金属污染来源可能不止一个。重金属全态和有效态含量有一定的相关性。重金属含量与土壤理化性质相关。 (3) 林地、农田、草地叁种土壤对Cu、Cd的静态吸附均随平衡液中Cu~(2+)、Cd~(2+)浓度的增加而增大，均可用Langmuir方程和Freunlich方程来描述，叁种土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)的解吸量随其吸附量的增加而增加，两者之间呈线形正相关。Cu~(2+)和Cd~(2+)在土壤上的吸附特征有显着区别，同一pH值，同一土壤下，Cu~(2+)的吸附量均总比Cd~(2+)的吸附量大，Cu~(2+)的吸附率也都比Cd~(2+)的吸附率高。各土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附能力与土壤溶液的pH值有密切关系，随pH值上升土壤对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附量不断增加。柠檬酸和草酸对不同土壤吸附Cu~(2+)、Cd~(2+)的影响规律不一致。 (4) 各采样地点枯落物中重金属的平均含量大于其对应的南京市土壤背景值，已分解层(Y层)重金属含量＞未分解层(L层)重金属含量。枯落物中重金属含量的地带分布呈哑铃状，即市区和远郊较高，近郊相对低。枯落物中的五种重金属含量大小关系排序基本上是：锌＞铬＞铅＞铜＞镉。 (5) 森林土壤对含有重金属的污水具有较强的滤污能力，但同时也存在一定的环境容量。不同深度的土壤，对Cr、Cu、Pb等元素的吸附能力差异大，土壤吸附力大小顺序为：表层＞中层＞底层，对Cd而言，则是中层＞表层＞底层；同一土壤剖面中，溶液重金属浓度下降趋势几近一致，但随土层深度的增加并非连续下降，而表现为一定范围内的波状起伏。溶液经过土壤过滤后，不但其中的重金属总浓度发生了变化，而且其成分多少也发生了巨大变化，并趋于一定比例。
张燕[9]2008年在《温室大棚土壤重金属形态分布及其生物有效性》文中研究说明重金属在土壤中累积达到一定的量将导致土壤重金属污染,蔬菜中重金属含量达到一定程度会严重影响蔬菜的产量和质量,而且进一步通过食物链影响人体健康。本文主要研究杨陵区部分温室大棚土壤和番茄中重金属的含量及其生物有效性,为杨陵区蔬菜食用安全性评估提供参考依据。以杨陵区温室大棚采集的0~20 cm耕层土壤和番茄叶片、果实为研究对象,通过室内分析,在测定土壤Cd、Cu、Zn的形态分布特征的基础上,系统研究了Cd、Cu、Zn在番茄叶片、果实中的分布、以及Cd、Cu、Zn对根际土壤微生物数量的影响,初步揭示杨陵区温室大棚土壤Cd、Cu、Zn的生物有效性,主要结果如下:(1)杨陵区大棚蔬菜土壤Cd、Cu、Zn平均累积系数为2.50、0.498和1.08,Cd有明显的累积,Zn累积量很少,土壤中Cu含量低于背景含量。Cd、Cu、Zn之间不存在明显的交互作用。(2)以HJ/T 333-2006为标准进行综合污染指数评价,Cd综合污染指数介于0.7~1之间,属Ⅱ级警戒等级,土壤尚清洁。Cu、Zn综合污染指数小于0.7,属Ⅰ级安全等级,土壤清洁。研究区域土壤未受到Cd、Cu、Zn的污染,但Cd有潜在的污染倾向,必须避免外来重金属Cd进入土壤,导致土壤污染加剧,进而影响到食品安全,引起更大的危害。(3)对土壤中重金属的形态分析表明,Cd主要以铁锰氧化物结合态形式存在,其次是有机结合态;Cu主要是以残渣态和有机结合态两种形式存在,其总和占总量的88.9%;铁锰氧化物结合态和残渣态的Zn是土壤中Zn的主要存在形式,两种形态之和占重量的75.6%。交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态Cd总和占88.2%,Cu、Zn这四种形态分别占52.4和46.1%,存在潜在的环境污染风险,可能对农产品质量和农业生态环境产生不良影响。(4)大棚栽培番茄果实中重金属元素Cd、Cu、Zn的含量均低于国家食品污染物限量标准,未有超标样本,样品合格率为100%,符合国家食品标准。(5)番茄叶片对Cd的富集能力受土壤中有效Cd含量的影响,并随土壤有效Cd含量的增加而增加,而番茄果实Cd的含量与土壤各形态Cd含量的相关性不明显;大棚番茄叶片、果实Cu含量与土壤Cu含量相关性不明显;番茄叶片、果实Zn含量与土壤Zn含量有一定的关系,但不同地点相关性不完全相同。可见,不同土壤重金属的生物有效性不完全相同。(6)土壤微生物菌落构成中细菌占90%以上,其次是放线菌,真菌的数量最少。土壤Cd总量与土壤微生物数量的相关系数为负值,Zn总量与土壤微生物数量的相关系数为正值,只有土壤微生物数量与土壤Cu含量无关。土壤重金属还是能够影响土壤微生物的群落结构。
罗春丽[10]2014年在《规模化养殖猪粪中重金属对土壤及蔬菜影响研究》文中指出目前我国养殖业迅速发展，畜禽粪便产生量巨大，资源化利用是其最优方法，因此大量的畜禽粪便应用于农业生产，以改善土壤肥力提高作物产量和品质。蔬菜是我国居民餐桌必备，在饲料添加剂的广泛使用下，长期施用畜禽粪便容易产生土壤和蔬菜的重金属污染。因此，本文对施用多年某规模化畜禽粪便菜园地的土壤和不同种当季蔬菜重金属含量调查，研究在实际生产过程中蔬菜对重金属的吸收量，并对蔬菜重金属进行健康风险评价；通过盆栽实验研究在施用不同猪粪梯度下，对土壤的理化性质、蔬菜品质的影响以及Cu、Zn、Mn、Cd、Pb五种重金属在土壤和蔬菜不同部位的累积性。得出以下结论：（1）萝卜、芥菜、菜心、莴笋、白菜、毛葱、大蒜、葱（3-4月）Cu、Zn、Cd危害商的加和HI均大于1.0，食用此类蔬菜人体有可能受到危害，其中莴笋HI>10.0表明食用此莴笋后可能存在严重的健康风险。对照土、猪粪土（种植莴笋）、其他粪土受到中强程度的重金属污染。食用在此土壤种植的蔬菜对人体健康存在一定的潜在威胁。（2）按照梯度施用猪粪后对不同蔬菜的株高、鲜重和土壤有机质有比较明显的提高。苏州青油菜、红菜苔和莴笋、花椰菜株高分别在D、C处理下达到最大，相比于对照组分别增加了61.97%、48.03%、112.62%、154.93%；苏州青油菜、红菜苔、莴笋和花椰菜鲜重均在C处理下达到最大，分别是对照组的4.16、4.33、16.84、12.19倍。苏州青油菜、莴笋、红菜苔、花椰菜D处理下有机质相比于对照组分别增加了35.96%、45.84%、94.87%、47.09%。但是施用过量的猪粪对蔬菜的株高、鲜重和土壤有机质并没有显着性提高。因猪粪为弱碱性，施用猪粪后土壤pH随着猪粪梯度量增加而增大。（3）土壤中Cu、Zn、Mn、Cd含量均随着猪粪量增加而增大，并呈现较好的线性关系；同种处理下，土壤中Cu、Zn、Mn、Cd含量因苏州青、莴笋、红菜苔、花椰菜蔬菜不同而表现一定的差异性。（4）苏州青、莴笋、红菜苔、花椰菜根、茎、叶Zn、Mn含量与猪粪的量呈现负相关的线性关系。花椰菜、红菜苔Mn含量均为叶>根>茎；莴笋为叶>茎>根；苏州青为叶>茎、根。施加不同梯度猪粪的情况下，苏州青、莴笋、红菜苔、花椰菜Cu含量在A-16或B-37.5处理下达到最大，随后增加猪粪量，其含量反而降低。花椰菜的Zn含量根>叶>茎，红菜苔的Zn含量根、叶>茎，苏州青茎、叶>根，Zn主要在苏州青茎、叶中蓄积。莴笋在CK-0、A-16、B-37.5处理中Zn含量叶>茎、根，而在C-150、D-300处理中莴笋根>叶>茎。（5）苏州青、莴笋、红菜苔对Cd都有一定的富集作用，并检出都超过我国蔬菜中Cd最高允许量，尤其是苏州青其茎叶中的富集作用最为明显。
参考文献：
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[2]. 铅污染土壤中施用有机肥对土壤肥力及小白菜的影响[D]. 杨娟娟. 贵州大学. 2009
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[4]. 土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究[D]. 胡文. 北京林业大学. 2008
[5]. 珠江叁角洲顺德地区铅的生态环境地球化学特征及其对人群健康的影响分析[D]. 钟莉莉. 中山大学. 2007
[6]. 设施菜地土壤重金属的分布特征与生态风险评价研究[D]. 王登启. 山东农业大学. 2008
[7]. 锦州市铁合金厂土壤重金属污染分析、修复及植物产后利用的研究[D]. 曲蛟. 东北师范大学. 2011
[8]. 城市森林绿地系统的生态环境功能研究[D]. 方颖. 南京林业大学. 2006
[9]. 温室大棚土壤重金属形态分布及其生物有效性[D]. 张燕. 西北农林科技大学. 2008
[10]. 规模化养殖猪粪中重金属对土壤及蔬菜影响研究[D]. 罗春丽. 江西农业大学. 2014
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