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巯基改性生物炭对cd污染土壤的钝化修复及土壤微生物响应

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环境科学 2024年第9期45卷 5570-5577页

作者：焦志强葛世纪郑文秀柳金辉陈铭孔雨可王洋洋河南大学环境与规划国家级教学示范中心开封475004 河南大学地理与环境学院开封475004 河南省土壤重金属污染控制与修复工程研究中心开封475004

为探究畜禽粪便生物炭对cd污染土壤的钝化修复效果及其土壤环境效应,以牛粪生物炭(BC)和巯基改性牛粪生物炭(SBC)为钝化材料,cd污染土壤为修复对象,利用室内土壤培养实验,研究BC及SBC对土壤理化性质、cd生物有效性和微生物群落结构的影... 详细信息

为探究畜禽粪便生物炭对cd污染土壤的钝化修复效果及其土壤环境效应,以牛粪生物炭(BC)和巯基改性牛粪生物炭(SBC)为钝化材料,cd污染土壤为修复对象,利用室内土壤培养实验,研究BC及SBC对土壤理化性质、cd生物有效性和微生物群落结构的影响,并利用结构方程模型(SEM)解析BC和SBC对土壤微生物群落的影响路径.结果表明,与CK相比,BC和SBC均提高了土壤pH值、速效钾、速效磷及有机质含量,但降低了土壤碱解氮含量.BC对土壤cd的钝化效果较差,最高钝化效率仅为14.97%;而SBC则可显著降低土壤cd有效态含量(Pcd有效态的关键因子,而土壤有机质及cd有效态是影响土壤微生物群落组成的关键因素.总体而言,SBC可高效钝化土壤cd污染并提高土壤中优势菌群的丰度,在cd污染土壤钝化修复中具有一定的应用潜力.

关键词： cd污染畜禽粪便改性生物炭结构方程模型微生物响应

复合改良剂对cd污染稻田早晚稻产地修复效果

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环境科学 2017年第6期38卷 2546-2552页

作者：陈立伟杨文弢辜娇峰周航高子翔廖柏寒中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004

选取湖南省长沙市北山镇某中重度cd污染稻田,连续种植早晚两季水稻,研究复合改良剂(石灰石+硅藻土+硫酸铁)对稻田土壤重金属cd的生物有效性和水稻各部位累积cd的影响.结果表明,施用复合改良剂提高了早、晚稻土壤pH值、CEC值,降低了早稻... 详细信息

选取湖南省长沙市北山镇某中重度cd污染稻田,连续种植早晚两季水稻,研究复合改良剂(石灰石+硅藻土+硫酸铁)对稻田土壤重金属cd的生物有效性和水稻各部位累积cd的影响.结果表明,施用复合改良剂提高了早、晚稻土壤pH值、CEC值,降低了早稻土壤中有机质含量(OM值).cd的TCLP提取态与交换态cd含量分别降低了18.0%~33.0%、5.4%~57.9%,但对晚稻土壤中cd的2种提取态含量与OM值影响不显著.施用复合改良剂显著降低早稻糙米、谷壳、茎叶、根系中的cd含量,分别降低了29.6%~56.1%、52.1%~54.0%、18.1%~80.7%、24.4%~41.6%.早稻与晚稻之间对cd的转运能力呈现明显差异,cd在晚稻植株体内的转运过程更为通畅.晚稻除谷壳中的cd含量在2 g·kg^(-1)的添加量下有所上升外,复合改良剂对水稻各部位cd含量影响不显著(P>0.05).糙米中cd含量与土壤中TCLP可提取态含量和cd的交换态含量存在显著正相关关系.复合改良剂有效地抑制了早稻植株对土壤中cd的吸收,糙米中的cd含量显著降低;晚稻期间复合改良剂随水分流失,不能持续地固化土壤中的cd,建议在各季稻之间补加一次.

关键词：改良剂 cd污染水稻产地修复转运系数

稻田土壤cd污染与安全种植分区:以重庆市某区为例

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环境科学 2021年第11期42卷 5535-5544页

作者：曹淑珍母悦崔敬鑫刘安迪程先符远航魏世强张进忠西南大学资源环境学院重庆市农业资源与环境研究重点实验室重庆400715 陕西省西安市城市排水集团西安710077

水稻对土壤中cd的富集积累能力强,开展稻田土壤cd污染与安全种植分区研究对于区域土地有效利用具有重要意义.在重庆市某区22个镇同步采集稻田土壤-水稻样品300套,测定土壤pH、cd全量和有效态含量、糙米cd含量,采用地累积指数、生物富集... 详细信息

水稻对土壤中cd的富集积累能力强,开展稻田土壤cd污染与安全种植分区研究对于区域土地有效利用具有重要意义.在重庆市某区22个镇同步采集稻田土壤-水稻样品300套,测定土壤pH、cd全量和有效态含量、糙米cd含量,采用地累积指数、生物富集系数和单因子污染指数评价土壤cd污染状况;结合土壤和糙米cd污染指数进行水稻安全种植分区.结果表明,研究区稻田土壤总体偏酸性,cd全量为0.09~1.60 mg·kg^(-1),超过风险筛选值的点位占35.0%;糙米cd含量为0.002~0.808 mg·kg^(-1),超过食品安全限量值的点位占13.7%.Pearson相关分析表明,糙米cd含量与土壤cd全量、有效态cd含量均呈极显著正相关(P污染评价显示,稻田土壤呈现明显的cd累积,部分土壤表现为轻-中度污染;糙米对土壤cd的富集系数为0.004~1.72.研究区稻田土壤总体为安全或基本安全,低风险区在南部、西部和东部均有分布;中高风险区面积较小,主要分散在8个地区.

关键词：稻田土壤糙米 cd污染风险评价安全种植分区

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cd污染对3种类型土壤酶活性及cd形态分布的影响

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四川农业大学学报 2017年第3期35卷 339-344页

作者：王巧红董金霞张君杨万勤张健陈良华四川水利职业技术学院四川都江堰611231 四川农业大学生态林业研究所成都611130 长江上游生态安全协同创新中心成都611130 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都611130

【目的】认识3种类型土壤酶活性对cd污染的响应特征,以及cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及cd的形态分布特征;【结... 详细信息

【目的】认识3种类型土壤酶活性对cd污染的响应特征,以及cd形态分布受土壤类型的影响。【方法】采用室内培养的方法,向紫色土、冲积土和黄壤中添加1、20、50 mg/kg外源cd模拟不同程度镉污染,测定土壤关键酶活性及cd的形态分布特征;【结果】cd污染均抑制了3种土壤的蔗糖酶活性,伴随污染的加剧,抑制作用更显著,尤其是冲积土;cd污染对冲积土脲酶活性有显著的激活作用;3种土壤的酸性磷酸酶对cd污染的响应表现出"低促高抑的效应";随土壤中cd2+浓度的增大,冲积土的碱性磷酸酶活性降低,其余两种土壤的碱性磷酸酶没有显著变化。cd污染处理下,紫色土中cd的形态分布均表现为:可还原态>残渣态>可氧化态>弱酸提取态。黄壤和冲积土在1 mg/kg时,cd的各形态分布为:弱酸提取态>残渣态>可氧化态>可还原态;随着cd含量的增加,冲积土和黄壤中弱酸提取态cd和可还原态cd的比例有较大幅度的增加,残渣态cd的比例下降。【结论】紫色土和黄壤中的土壤酶活性受到cd污染影响较小,冲积土的酶活性受到的影响较大;冲积土和黄壤在受污染后土壤中的cd容易被植物吸收,生态安全存在更大的隐患。

关键词：土壤类型 cd污染土壤酶重金属形态分布

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海泡石在cd污染植烟土壤改良中的应用研究

中国烟草学报 2014年第4期20卷 53-56页

作者：邸慧慧呙亚屏李平蔡章春向必坤谭军孙玉晓湖北省烟草公司恩施州公司恩施445000

为探讨海泡石在cd污染植烟土壤改良中的可行性,以恩施宣恩县晓关乡酸性土壤为供试土壤,通过人工模拟cd污染,采用盆栽试验方法,研究了海泡石对烟叶cd含量、植烟土壤cd含量、烟株生长发育及烤后烟叶产质量的影响。结果表明,施用海泡石后,... 详细信息

为探讨海泡石在cd污染植烟土壤改良中的可行性,以恩施宣恩县晓关乡酸性土壤为供试土壤,通过人工模拟cd污染,采用盆栽试验方法,研究了海泡石对烟叶cd含量、植烟土壤cd含量、烟株生长发育及烤后烟叶产质量的影响。结果表明,施用海泡石后,可有效提高植烟土壤pH值,降低土壤cd活性,抑制烟株对土壤cd的吸收。烤烟生长优势明显,叶长、叶宽均显著高于对照;烟叶的总糖和还原糖均较对照降低,而总氮,烟碱,钾和氯等则整体上表现为较对照增加的趋势。综合研究表明：盆栽酸性植烟土壤施加30%～40%海泡石后,可以达到改善土壤酸性环境,提高烟叶安全性和产量的三重功效。

关键词：烤烟海泡石 cd污染土壤改良

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响应面优化微生物钝化cd污染

化学工程 2017年第9期45卷 1-6页

作者：安毅夫杜蕾朱晓丽西北大学城市与环境学院陕西西安710127

分别比较了单独采用一株硫酸盐还原菌(SRB)2-1-5u-2b、解磷菌(PSB)4-5a-1和二者联合对cd^(2+)的钝化效应,通过响应面法优化SRB-PSB联合钝化cd^(2+)的影响因素,并验证了其对cd污染土壤的钝化效应。由结果可知:对比单独和联合细菌的钝化效... 详细信息

分别比较了单独采用一株硫酸盐还原菌(SRB)2-1-5u-2b、解磷菌(PSB)4-5a-1和二者联合对cd^(2+)的钝化效应,通过响应面法优化SRB-PSB联合钝化cd^(2+)的影响因素,并验证了其对cd污染土壤的钝化效应。由结果可知:对比单独和联合细菌的钝化效果,2-1-5u-2b和4-5a-1能够协同钝化cd^(2+),钝化效率显著增加(Pcd^(2+)质量浓度为200 mg/L时,钝化效率最高可达83.16%;响应面优化SRB-PSB联合钝化结果表明最优条件为,初始cd^(2+)质量浓度为229.0 mg/L、L-半胱氨酸盐酸0.619 g/L、SRB与PSB的接种比例为2.4∶1.6,此时,cd^(2+)钝化效率增加至91.84%。将2-1-5u-2b,4-5a-1,优化前后的联合培养细菌施用于cd污染土壤中,对cd的钝化效率分别为28.91%,24.85%,34.36%和41.23%。因此,证明了SRB-PSB共生体系对土壤cd污染的钝化作用优势明显,响应面法适用于对微生物钝化土壤cd污染的优化。

关键词：响应面法 cd污染硫酸盐还原菌解磷菌

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田块尺度上的农田土壤cd污染分布不均匀性

土壤学报 2019年第6期56卷 1390-1400页

作者：廖启林任静华许伟伟李文博范健金洋崔晓丹汪媛媛江苏省地质调查研究院

长江三角洲地区存在田块尺度上农田土壤cd污染分布不均匀的现象。相关土壤环境地球化学调查结果显示,当土壤cd>1.0 ***^-1时,其田块中土壤cd分布存在显著空间差异性。在一块面积不足0.13 hm^2的田块内土壤cd含量最大可相差几十倍,且同... 详细信息

长江三角洲地区存在田块尺度上农田土壤cd污染分布不均匀的现象。相关土壤环境地球化学调查结果显示,当土壤cd>1.0 ***^-1时,其田块中土壤cd分布存在显著空间差异性。在一块面积不足0.13 hm^2的田块内土壤cd含量最大可相差几十倍,且同时存在轻度、中度、重度污染。长条状田块土壤中cd污染分布有近似的指数衰减趋势,距离源头最近地段土壤cd污染最严重。旱地较水田土壤中cd污染分布更不均匀。cd污染分布不均匀主要表现在田块的水平方向上,在田块土壤垂直方向上cd污染主要聚集在表层20 cm以上土层。与cd相反,Cu、Pb、Zn、As、Cr等重金属在田块土壤中则以相对均匀分布为主。微地貌的差异、人工干扰不均衡等是导致田块土壤cd污染分布不均匀的主要原因。

关键词：农田土壤 cd污染分布不均匀性田块尺度

产铁载体菌对龙葵修复土壤cd污染的促进效应

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环境工程学报 2018年第8期12卷 2311-2319页

作者：王东升王立立李取生周婷周雪芳高琼暨南大学环境学院广东省环境污染与健康重点实验室广州510632

通过CAS筛选培养基从龙葵根系土中筛选出2株产铁载体菌T1、Y2,经生理生化鉴定和16S r DNA序列分析,初步确定T1、Y2分别为铜绿假单胞菌和阴沟肠杆菌。将2株细菌接种至溶镉溶磷培养基中进行实验室培养,并对溶镉、溶磷结果和2株菌的胞外分... 详细信息

通过CAS筛选培养基从龙葵根系土中筛选出2株产铁载体菌T1、Y2,经生理生化鉴定和16S r DNA序列分析,初步确定T1、Y2分别为铜绿假单胞菌和阴沟肠杆菌。将2株细菌接种至溶镉溶磷培养基中进行实验室培养,并对溶镉、溶磷结果和2株菌的胞外分泌物进行分析。结果表明,接种T1、Y2菌培养基中的有效镉、有效磷与不接菌对照相比显著增加(Pcd污染的灌溉土中进行龙葵盆栽实验,以灌根的方式分别接种T1、Y2菌,并对龙葵的生物量、龙葵根系土水溶态cd浓度、龙葵吸收cd总量及其根系土壤cd形态的转化进行分析。结果表明:接种T1、Y2菌处理的龙葵根系土溶液cd浓度比不接菌对照增加4.5、3.6倍,接种T1菌处理的地上部分与地下部分的干重比不接菌对照增加1.55、2.45倍,接种Y2菌处理的地上部分与地下部分的干重比不接菌对照增加1.47、2.28倍,接种T1、Y2菌处理的龙葵地上部分cd总吸收量比不接菌对照增加1.56、1.69倍;接种T1、Y2菌处理的龙葵富集系数与未接菌对照相比增加,并没有达到显著性差异(P>0.05),接种T1、Y2菌处理的转运系数与未接菌对照相比未显著性变化(P>0.05)。接种菌处理有效促进了龙葵根系土壤难溶性形态cd向可交换态cd的转化。同时,研究发现接种T1、Y2菌可显著促进(Pcd的吸收,强化了龙葵修复土壤镉污染的能力。

关键词：产铁载体菌龙葵胞外分泌物 cd污染土壤修复

五节芒不同种群对cd污染胁迫的光合生理响应

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生态学报 2010年第2期30卷 288-299页

作者：秦建桥夏北成赵鹏中山大学环境科学与工程学院广州510275 广东省环境科学研究院广州510045

通过盆栽模拟试验,以分别来自粤北大宝山矿区和惠州博罗非矿区的两个五节芒种群为试验材料,比较研究了两个种群在cd胁迫下的气体交换参数、叶绿素荧光特性、光合色素含量和叶绿体超微结构变化的差异。结果表明:(1)cd胁迫下五节芒两种群... 详细信息

通过盆栽模拟试验,以分别来自粤北大宝山矿区和惠州博罗非矿区的两个五节芒种群为试验材料,比较研究了两个种群在cd胁迫下的气体交换参数、叶绿素荧光特性、光合色素含量和叶绿体超微结构变化的差异。结果表明:(1)cd胁迫下五节芒两种群叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、叶绿素含量(Chl)都有不同幅度的下降;叶绿体超微结构遭到破坏。矿区种群随cd胁迫程度的加深,净光合速率下降较慢,叶绿体的外形及基粒结构受到的影响较小。(2)轻度cd胁迫下气孔限制是五节芒非矿区种群Pn降低的主要因素,中度和重度cd胁迫下非气孔限制是Pn降低的主要因素。(3)cd胁迫下五节芒两种群PSⅡ反应中心最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ有效光化学效率Fv′/Fm′均有所下降。总体上矿区种群降幅较小,PSⅡ利用光能的能力及PSⅡ的潜在活性均较强。PSⅡ光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(NPQ)的变化表现为cd胁迫下两种群qP值降低、NPQ值升高,总体上抗性强的矿区种群qP降低的幅度低且NPQ升高幅度大。随着cd胁迫浓度增加,矿区种群实际光化学反应效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)变化幅度不大,而非矿区种群显著下降,表明矿区种群PSⅡ反应中心电子传递活性受到的影响小,光合机构的损伤程度低。研究表明,五节芒矿区种群对重金属cd有较强的耐受能力,适合作为金属矿区植被恢复建设的禾本科先锋物种。

关键词： cd污染五节芒气体交换参数叶绿素荧光叶绿体超微结构