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降雨对土壤中重金属淋失的影响

环境科学与技术 2010年第S2期33卷 80-82页

作者：白梅铁柏清尹倩湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128

通过淋溶柱模拟试验研究不同降雨量、不同pH值酸雨对土壤中重金属淋失的影响。结果表明,土壤中重金属淋失量,随着降雨量的增加而显著增加;在同一降雨量条件下,土壤中重金属Pb、Zn、Cd的淋失量,随着降雨pH值的升高而减小,而土壤中As的淋... 详细信息

通过淋溶柱模拟试验研究不同降雨量、不同pH值酸雨对土壤中重金属淋失的影响。结果表明,土壤中重金属淋失量,随着降雨量的增加而显著增加;在同一降雨量条件下,土壤中重金属Pb、Zn、Cd的淋失量,随着降雨pH值的升高而减小,而土壤中As的淋失量,则随pH的增加而增加。

关键词：降雨量酸雨土壤重金属淋失

Cd^(2+)、乙草胺单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响

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安全与环境学报 2013年第3期13卷 9-13页

作者：湛灵芝铁柏清曾桂华长沙环境保护职业技术学院长沙410004 湖南农业大学资源环境学院长沙410128

为进一步了解重金属和农药复合污染对水生植物产生毒害作用的机制,以少根紫萍叶片叶绿素质量比、过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)含量为指标,通过水培试验研究了少根紫萍在镉、乙草胺污染胁迫4 d后的生理生... 详细信息

为进一步了解重金属和农药复合污染对水生植物产生毒害作用的机制,以少根紫萍叶片叶绿素质量比、过氧化物酶活性(POD)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、丙二醛(MDA)含量为指标,通过水培试验研究了少根紫萍在镉、乙草胺污染胁迫4 d后的生理生化响应,并探讨了镉、乙草胺单一与复合污染对少根紫萍叶片的毒性效应及其致毒机制。结果表明,单一镉污染时,随镉质量浓度的增加,叶绿素质量比显著降低。叶绿素质量比对镉污染响应敏感,有潜力作为水体镉毒性效应的监测指标。随着镉质量浓度的增加,少根紫萍叶片SOD、POD酶活性表现为先增加后降低的趋势;MDA含量随镉质量浓度的增加而显著增加。乙草胺单一处理对少根紫萍各项指标的影响与镉相似,但均小于镉对少根紫萍的影响。镉-乙草胺复合污染时,叶绿素质量比变化趋势与单一处理相同,并低于相应的单一镉、乙草胺处理;但同一镉质量浓度下不同乙草胺质量浓度处理组间叶绿素质量比差异不显著,Cd2+对叶绿素的破坏占主导。镉-乙草胺复合污染处理时,SOD、POD活性仍表现为先增加后下降趋势,但与镉单一处理时比较有降低现象;MDA含量仍随质量浓度的增加而增加,且高于单一处理。镉-乙草胺复合污染的毒性效应高于单一污染的毒性效应,表现为协同作用。

关键词：环境学少根紫萍 Cd2+ 乙草胺交互作用生理生化特性

湘中矿区不同用地类型面源Cd输出负荷的原位实验研究

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环境科学 2013年第9期34卷 3557-3561页

作者：刘孝利曾昭霞陈喆铁柏清陈求稳叶长城湖南农业大学资源环境学院长沙410128 中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125

受污染土壤重金属随降雨径流输出已成为河流、湖泊等水体重金属超标的主要来源之一,近年来日益受到关注.研究表明湘江中下游农田土壤重金属超标问题日益严峻,以镉超标最为严重.研究以湘中矿区Cd超标农业小流域为实验场,选取流域内水稻... 详细信息

受污染土壤重金属随降雨径流输出已成为河流、湖泊等水体重金属超标的主要来源之一,近年来日益受到关注.研究表明湘江中下游农田土壤重金属超标问题日益严峻,以镉超标最为严重.研究以湘中矿区Cd超标农业小流域为实验场,选取流域内水稻、旱田、荒草地这3类土地利用模式设置径流小区进行自然降雨水文过程的原位观测.结果表明,雨水pH值由春季到夏季呈升高趋势,径流水相溶解态Cd浓度呈明显的季节性差异,春季显著高于夏季,雨水pH值可显著影响土壤溶解态Cd向径流水相迁移,与径流水相溶解态Cd浓度呈负相关关系.相同降雨条件下,稻田径流水相溶解态Cd浓度显著低于旱田和荒草地,旱田与荒草地Cd面源输出负荷显著高于水稻田,由于降雨量差异,3类土地利用类型溶解态Cd面源输出负荷的季节性规律不明显.本研究可为流域尺度重金属面源输出负荷定量估算以及湘江流域水环境安全与水质预警提供数据支持和科学依据.

关键词：湘中矿区土地利用重金属自然降雨面源负荷

油茶果壳改性生物炭吸附性能及其耦合淹水对土壤Cd形态影响

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环境科学 2021年第5期42卷 2522-2530页

作者：蔡彤杜辉辉刘孝利铁柏清杨宇湖南农业大学资源环境学院长沙410128 湖南省灌溉水源水质污染净化工程技术研究中心长沙410128

研究选取湖南典型农业废弃物油茶果壳为原材料,尝试采用Na_(2)SiO_(3)溶液浸泡油茶果壳粉末方法,制备改性生物炭(MBC),并开展不同生物炭材料对溶液中镉(Cd)的吸附与其耦合淹水对土壤中Cd的活性阻控性能研究.用扫描电镜(SEM)、比表面积测... 详细信息

研究选取湖南典型农业废弃物油茶果壳为原材料,尝试采用Na_(2)SiO_(3)溶液浸泡油茶果壳粉末方法,制备改性生物炭(MBC),并开展不同生物炭材料对溶液中镉(Cd)的吸附与其耦合淹水对土壤中Cd的活性阻控性能研究.用扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)等表征手段对生物炭的物理化学性质进行分析.结果显示,MBC相比未改性生物炭(BC)拥有更大的比表面积与更加丰富的官能团种类,且对溶液中Cd^(2+)具有更强的吸附能力.土壤淹水实验结果表明,淹水可使土壤p H值升高,同时降低酸可溶态Cd组分含量,且随着淹水时间的延长,土壤酸可溶态Cd含量呈逐渐向残渣态转化趋势,而生物炭添加耦合淹水比淹水对照处理能明显进一步促进可溶态Cd向残渣态转化,降低酸可溶态Cd含量.酸可溶态Cd组分含量与生物炭的添加量呈显著负相关关系,淹水60 d时,5.0%添加量的MBC实验组土壤酸可溶态Cd含量约为0.33 mg·kg^(-1),相比仅淹水的对照处理降幅约为45.0%.综上可知,硅酸钠溶液改性油茶果壳生物炭是一种Cd污染水土和土壤治理的新型有效材料,研究结果同时为油茶果壳的资源化途径提供了方法参考.

关键词：油茶果壳硅酸钠改性添加量 Cd形态淹水实验

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几种修复措施对Cd淋失及土壤剖面运移影响

环境科学 2016年第2期37卷 734-739页

作者：刘孝利曾昭霞铁柏清陈求稳魏祥东湖南农业大学资源环境学院长沙410128 中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125

采集典型Cd超标稻田土壤开展室外盆栽实验,选取石灰、生物炭、苎麻、苎麻＋有机酸EDTA添加强化富集植物等当前具有大田推广潜力的重金属超标土壤修复措施为研究对象,分析降雨、土壤双重酸性环境不同修复措施下土壤剖面有效态Cd含量变化... 详细信息

采集典型Cd超标稻田土壤开展室外盆栽实验,选取石灰、生物炭、苎麻、苎麻＋有机酸EDTA添加强化富集植物等当前具有大田推广潜力的重金属超标土壤修复措施为研究对象,分析降雨、土壤双重酸性环境不同修复措施下土壤剖面有效态Cd含量变化及其径流流失特征.结果表明,生物炭（2%质量分数添加量）相比其他处理可显著提高土壤p H,苎麻添加EDTA则明显降低了土壤p H.同次降雨事件中,苎麻处理所产生的径流水样中水溶态Cd质量浓度显著高于水稻降雨排水,水稻生物炭添加处理径流水Cd质量浓度明显低于石灰添加及其他各处理,苎麻添加EDTA后径流水Cd质量浓度比苎麻显著升高,石灰处理（0.3%质量分数添加量）对土壤p H、径流水Cd质量浓度影响不明显.实验周期内,径流水Cd的质量浓度呈现春季高于夏季的特征.生物炭添加可显著降低0~20 cm土层有效态Cd含量且具一定持续效应,EDTA添加则显著提高了0~20cm土层有效态Cd的含量,而添加一段时间后含量则明显降低,但20~40 cm土层有效态Cd含量则略高于其他处理,具有一定的次表层土壤Cd活化效应.综上,生物炭等碱性固化材料添加修复措施可降低Cd污染土壤对地表受纳水体、土壤剖面下移的污染风险,而有机酸强化植物修复技术对地表水、深层土壤Cd污染风险较大,因此有机酸强化植物修复措施在大田推广时应充分考虑重金属的二次污染风险.

关键词： Cd超标稻田土壤修复措施径流流失

撒施阻控材料快速去除上覆水Cd对的室内模拟研究

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环境工程学报 2017年第7期11卷 4097-4102页

作者：刘孝利铁柏清雷鸣曾昭霞魏祥东湖南农业大学资源环境学院长沙410128 中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125

湘中矿区塘、水库等灌溉水体及其底泥重金属超标问题日益凸显,研究选取石灰、水稻秸秆生物炭和人造沸石等3种环境友好型土壤重金属阻控材料,通过室内玻璃柱模拟静止水体实验探讨水面缓慢撒施阻控材料对上覆水重金属Cd去除与底泥Cd有效... 详细信息

湘中矿区塘、水库等灌溉水体及其底泥重金属超标问题日益凸显,研究选取石灰、水稻秸秆生物炭和人造沸石等3种环境友好型土壤重金属阻控材料,通过室内玻璃柱模拟静止水体实验探讨水面缓慢撒施阻控材料对上覆水重金属Cd去除与底泥Cd有效性影响。为期60 d的实验结果显示,1%(0~20 cm表层底泥质量分数)的单一石灰、生物炭、沸石与石灰+生物炭+人造沸石配方(质量比1∶1∶1)4种处理均可明显快速去除上覆水中水溶态Cd质量浓度,其中石灰效果最佳,沸石效果最差,石灰与3种阻控剂组配处理均可使上覆水中水溶态Cd质量浓度由20μg·L^(-1)以上降至10μg·L^(-1),符合我国灌溉水Cd的限定标准。阻控材料自然沉积在底泥表面后对5 cm处底泥水溶液Cd质量浓度具有一定的消减效应,沸石效果优于石灰、生物炭处理,其中"石灰+生物炭+沸石"的不同粒径阻控材料组配方式效果最佳。石灰、生物炭、沸石及3种阻控剂组配处理60 d后底泥pH值依然略高于对照,差异不显著,但可交换态Cd含量明显低于对照。结果可为塘库型水体上覆水及底泥Cd等重金属污染的生态风险降低及控制措施研究提供科学参考与方法指导。

关键词：灌溉水底泥 Cd超标上覆水阻控材料

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降雨和微肥在油菜环境下对重金属淋失的影响

水土保持学报 2013年第1期27卷 141-145,151页

作者：陈喆铁柏清段真玥杨洋刘孝利邓刚湖南农业大学资源环境学院长沙410128

通过室外油菜盆栽试验研究2种微肥(硅肥与硒肥)在不同自然降雨条件下对土壤重金属淋失的影响。从油菜苗期至角果发育成熟期,连续收集了6次自然降雨事件的淋溶液,监测了淋失液中溶解态Pb、Zn、Cu、Cd、As 5种重金属的浓度,并计算其迁移... 详细信息

通过室外油菜盆栽试验研究2种微肥(硅肥与硒肥)在不同自然降雨条件下对土壤重金属淋失的影响。从油菜苗期至角果发育成熟期,连续收集了6次自然降雨事件的淋溶液,监测了淋失液中溶解态Pb、Zn、Cu、Cd、As 5种重金属的浓度,并计算其迁移总量。结果表明,在油菜常规种植密度下,淋溶水样体积与降雨量成正比;在典型自然酸雨(pH为4.56～4.73)淋洗下,土壤中各种重金属呈现出不同的淋溶趋势:淋溶液中Zn、Cd的最高浓度出现在第1次降雨,随着降雨次数的增加,浓度都呈整体下降趋势;与之相反,淋溶液中Pb的最高浓度出现在最后1次降雨,且随着降雨次数的增加,浓度呈逐渐上升趋势;Cu的最高浓度出现在雨强最大的暴雨(110.1mm)期间,其余降雨情况下,Cu的溶出浓度基本趋于稳定;而As的淋失浓度较低,且随降雨次数的增加,有一个缓慢的下降趋势。相比CK和Si处理,基施硒肥的措施能显著降低土壤淋溶液中5种重金属的淋失总量,而基施硅肥能使淋溶液中Cd、As的淋失总量有一定程度的降低;在油菜环境下,5种重金属的淋失水溶性大小为Zn>Cd>Cu>As>Pb。

关键词：降雨硅肥硒肥重金属淋溶

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重金属污染土壤修复技术及其修复实践

农业环境科学学报 2013年第3期32卷 409-417页

作者：黄益宗郝晓伟雷鸣铁柏清中国科学院生态环境研究中心北京100085 湖南农业大学资源环境学院长沙410128

近年来我国重金属污染事件频发,严重影响广大群众的身体健康,土壤重金属污染与防治成为人们关注的环境问题之一。作者结合多年的工作经验,综述了近年来国内外有关重金属污染土壤修复技术的研究进展,包括物理/化学修复技术、生物修复技... 详细信息

近年来我国重金属污染事件频发,严重影响广大群众的身体健康,土壤重金属污染与防治成为人们关注的环境问题之一。作者结合多年的工作经验,综述了近年来国内外有关重金属污染土壤修复技术的研究进展,包括物理/化学修复技术、生物修复技术和农业生态修复技术等,对每种技术的基本修复原理、技术特点和应用范围进行了讨论。同时,对国内外典型的重金属污染土壤修复工程实践进行了介绍,以期为重金属污染土壤的修复提供借鉴和参考。

关键词：土壤重金属农田修复技术修复实践

富硅肥料和水分管理对稻米镉污染阻控效果研究

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环境科学学报 2015年第12期35卷 4003-4011页

作者：陈喆张淼叶长城毛懿德周细红雷鸣魏祥东铁柏清湖南农业大学资源环境学院长沙410128 中山大学环境科学与工程学院广州510275

在已筛选出的施硅方式(基施和叶面喷施相结合)基础上,选择典型单一镉污染稻田土壤(pH=4.97,总Cd 4.1 mg·kg^(-1)),并结合2种稻田水分管理方式,进一步开展不同水肥管理方式对常规早稻(湘早籼45)和杂交晚稻(丰源优299)的3个生育期内各部... 详细信息

在已筛选出的施硅方式(基施和叶面喷施相结合)基础上,选择典型单一镉污染稻田土壤(pH=4.97,总Cd 4.1 mg·kg^(-1)),并结合2种稻田水分管理方式,进一步开展不同水肥管理方式对常规早稻(湘早籼45)和杂交晚稻(丰源优299)的3个生育期内各部位中Cd含量及成熟期生物量的影响研究.实验设计4个处理:不施硅肥+常规间歇淹水措施(CK)、不施硅肥+全生育期淹水措施(W)、2种硅肥配施+常规间歇淹水措施(SiLsi)、2种硅肥配施+全生育期淹水措施(SiLsi+W).结果表明,4个处理下,早晚稻试验结果基本一致,但各试验处理对晚稻的阻镉效果更加明显;与CK相比,各处理都能显著降低水稻籽粒中Cd的含量且不会明显影响水稻产量,其中以SiLsi+W对籽粒的降Cd效果最佳(晚稻精米中Cd的含量为0.12 mg·kg^(-1),达到了国家粮食安全生产标准:Cd<0.2 mg·kg^(-1)),分别使晚稻谷壳、糙米和精米的降Cd幅度达到93.65%、86.70%和91.18%,W和Si Lsi处理的降Cd效果次之.因此,SiLsi+W可作为一种有效的稻米镉污染控制技术.

关键词：镉污染土壤水稻硅肥施硅方式水分管理