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不同修复剂对cd污染土壤的修复效果研究

中国资源综合利用 2024年第2期42卷 4-6页

作者：李超高晶蕾江苏龙环环境科技有限公司江苏常州231001

针对cd污染土壤,本文对比分析海泡石、沸石和凹凸棒石三种修复剂的修复效果。试验结果显示,3种修复剂均能有效降低cd含量,根据修复效果,排序为海泡石>凹凸棒石>沸石,海泡石表现最佳,平均降低率达46.98%。研究发现,随着修复剂加入量的增... 详细信息

针对cd污染土壤,本文对比分析海泡石、沸石和凹凸棒石三种修复剂的修复效果。试验结果显示,3种修复剂均能有效降低cd含量,根据修复效果,排序为海泡石>凹凸棒石>沸石,海泡石表现最佳,平均降低率达46.98%。研究发现,随着修复剂加入量的增加,修复效果逐渐提高,土壤初始镉含量越高,修复效果越明显。此外,所有修复剂均能提高土壤pH,减少镉的生物有效性。本研究为cd污染土壤修复提供新方法。

关键词： cd污染土壤修复海泡石沸石凹凸棒石

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无机-有机复配材料对cd污染土壤的修复效应

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聚酯工业 2024年第3期37卷 7-9页

作者：曾德华中国有色桂林矿产地质研究院有限公司广西桂林541004

利用大田试验方法,对无机-有机复配材料对cd污染土壤的修复效应进行分析和研究。其中无机材料主要以海泡石、蒙脱土以及骨粉为主,而有机材料主要包括菌渣、鸡粪。经过研究发现,无机-有机复配材料能够有效提高cd污染土壤的pH值,pH值最多... 详细信息

利用大田试验方法,对无机-有机复配材料对cd污染土壤的修复效应进行分析和研究。其中无机材料主要以海泡石、蒙脱土以及骨粉为主,而有机材料主要包括菌渣、鸡粪。经过研究发现,无机-有机复配材料能够有效提高cd污染土壤的pH值,pH值最多增加0.96个单位。并且对不同的受污染土壤进行检测,土壤中的TCLP提取态cd含量都降低。其中骨粉+有机材料对修复土壤的过氧化氢酶和脲酶活性效果最佳。因此,利用无机-有机复配材料对修复cd土壤可以获得预期效果,可以在当前的cd污染土壤修复过程中进行推广应用。

关键词：无机-有机复配材料 cd污染土壤修复效应

两种cd积累型番茄品种联合土著微生物对土壤有效态cd的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第7期32卷 1227-1240页

作者：孟庆宇张光伟高夕彤高佳圆米良陈莉倩杨志新河北农业大学资源与环境科学学院/河北省农田生态环境重点实验室保定071000 省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室保定071000

镉(cd)在作物体内的累积能力主要受土壤cd有效性决定,为降低cd积累和保障作物安全,本研究以低cd积累型‘普罗旺斯’和高cd积累型‘合作908’番茄品种为研究对象,结合Illumina MiSeq测序,探讨番茄和土著微生物共同作用对土壤中有效态cd... 详细信息

镉(cd)在作物体内的累积能力主要受土壤cd有效性决定,为降低cd积累和保障作物安全,本研究以低cd积累型‘普罗旺斯’和高cd积累型‘合作908’番茄品种为研究对象,结合Illumina MiSeq测序,探讨番茄和土著微生物共同作用对土壤中有效态cd及微生物多样性的影响。试验设置背景土壤(cd含量0.24 mg·kg^(-1))和cd污染土壤(cd含量0.60 mg·kg^(-1))的灭菌(无土著微生物)与不灭菌(有土著微生物)处理,在此基础上,分别设置不种植番茄、种植‘合作908’和‘普罗旺斯’处理。结果表明:在背景土壤和cd污染土壤中,‘合作908’吸收积累土壤cd的能力均显著高于‘普罗旺斯’。与不种植(CK)相比,在灭菌土壤种植‘普罗旺斯’和‘合作908’的单一作用使污染土壤有效态cd含量分别增加3.16%和5.26%;不灭菌土壤的土著微生物单一作用使污染土壤有效态cd增加27.37%;不灭菌土壤种植‘普罗旺斯’和‘合作908’(与土著微生物联合)比在灭菌土壤中作物单一种植使土壤有效态cd含量分别增加29.59%和28.00%,比不灭菌土壤(土著微生物单一作用)分别提高4.96%和5.79%。与CK处理相比,不灭菌污染土壤种植‘普罗旺斯’和‘合作908’使土壤鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、微鞘藻属(Microcoleus)、Haliangium和爬管菌属(Herpetosiphon)相对丰度均明显增加。同时,在不灭菌污染土壤种植‘普罗旺斯’处理中游动放线菌属(Actinoplanes)和硝化螺菌属(Nitrospira)相对丰度增加,而在不灭菌污染土壤种植‘合作908’处理中噬氢菌属(Hydrogenophaga)和溶杆菌属(Lysobacter)相对丰度增加,两处理间存在着明显的差异菌属。这些优势菌属可能与两种积累型番茄品种种植下的土壤有效态cd含量差异有关。综上,两种积累型番茄品种-土著微生物的联合作用提高了土壤微生物的多样性,改变了土壤细菌群落结构,显著提升了土壤中有效态cd的含量。

关键词：番茄 cd积累型品种土著微生物 cd污染土壤 cd吸收积累土壤有效态cd

改性生物炭对cd污染农田土壤的钝化修复机制及其对土壤细菌群落的影响

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环境科学 2024年

作者：姜凌岳小琼安靖玥张思怡孙佳园李兆和柴丽红长安大学水利与环境学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室水利部旱区生态水文与水安全重点实验室

为探究壳聚糖改性生物炭（钝化剂）对cd污染农田土壤的钝化修复机制，通过盆栽试验，研究了钝化剂对土壤理化性质、黑麦草生物量、土壤酶活及细菌群落结构和多样性的影响。结果表明，当钝化剂施用量从0.5%增加到3%时，土壤有效态cd含量... 详细信息

为探究壳聚糖改性生物炭（钝化剂）对cd污染农田土壤的钝化修复机制，通过盆栽试验，研究了钝化剂对土壤理化性质、黑麦草生物量、土壤酶活及细菌群落结构和多样性的影响。结果表明，当钝化剂施用量从0.5%增加到3%时，土壤有效态cd含量较对照显著降低，黑麦草地上和地下部分生物量分别较对照增加了1.00～1.68倍和1.08～1.59倍，富集和运转系数分别降低了6.02%～29.38%和10.10%～30.70%。相关分析结果表明，土壤pH、CEC、SOM、AN、AP和AK与DTPA-cd之间呈显著负相关关系，表明钝化剂的施加通过改变土壤理化性质，促进了对土壤中cd的钝化。高通量测序结果显示，钝化剂的施加改变了土壤细菌群落结构和多样性，表现为α多样性的显著下降，不同处理组间菌群明显分离，鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和芽球菌属（Blastococcus）等有益菌群相对丰度增加。土壤脲酶和纤维素酶活性增加，蔗糖酶和过氧化氢酶活性降低。研究成果为生物炭改性材料在cd污染农田土壤修复中的应用提供理论依据和技术参考。

关键词：生物炭细菌群落酶活性 cd污染土壤钝化修复

生物炭和枯草芽孢杆菌对cd污染土壤中萱草生长和土壤修复的影响

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分子植物育种 2023年第21期21卷 7201-7207页

作者：尹仕美胡春光上海工艺美术职业学院上海201808 云南林业职业技术学院昆明650000

本研究旨在探讨生物炭和枯草芽孢杆菌对cd污染土壤中大花萱草生长和土壤修复的影响。研究设置了四个处理组:(1)对照组(CK),不添加任何改良剂;(2)生物炭组(B),土壤添加3%生物炭;(3)枯草芽孢杆菌组(BS),土壤添加4×10~9CFU/kg土壤的枯草... 详细信息

本研究旨在探讨生物炭和枯草芽孢杆菌对cd污染土壤中大花萱草生长和土壤修复的影响。研究设置了四个处理组:(1)对照组(CK),不添加任何改良剂;(2)生物炭组(B),土壤添加3%生物炭;(3)枯草芽孢杆菌组(BS),土壤添加4×10~9CFU/kg土壤的枯草芽孢杆菌悬液;(4)生物炭+枯草芽孢杆菌组(B+BS),土壤同时添加3%生物炭和4×10~9CFU/kg土壤的枯草芽孢杆菌悬液。分别测定了各组大花萱草的农艺性状、净光合速率、蒸腾速率、生理指标、土壤p H、大花萱草中cd含量以及土壤中有效态cd含量。研究结果显示,相较于B组和BS组,B+BS组的大花萱草株高、叶面积、地上生物量和地下生物量显著增加(P土壤p H值显著增加(Pcd含量和土壤中有效态cd含量均显著降低(Pcd污染土壤中大花萱草的生长,促进土壤修复,并且两者联用的效果最佳。

关键词：生物炭枯草芽孢杆菌 cd污染土壤大花萱草(Hemerocallis fulva)

外加剂及电动力学对鬼针草修复cd污染土壤的影响

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外加剂及电动力学对鬼针草修复Cd污染土壤的影响

作者：刘建琴中国矿业大学

学位级别：硕士

植物修复技术具有成本低、不破坏土壤环境、不会引起二次污染的优点。为了进一步提高植物修复效率,各种强化措施成为研究的热点。本研究基于室内盆栽试验,研究了外加剂(EDDS和槐糖脂)的螯合诱导作用、电动力学作用以及二者联合作用下鬼... 详细信息

植物修复技术具有成本低、不破坏土壤环境、不会引起二次污染的优点。为了进一步提高植物修复效率,各种强化措施成为研究的热点。本研究基于室内盆栽试验,研究了外加剂(EDDS和槐糖脂)的螯合诱导作用、电动力学作用以及二者联合作用下鬼针草修复cd污染土壤的潜能。通过数理统计分析,得到的结论如下:(1)在外加剂对鬼针草修复cd污染土壤的试验中,当外加剂的摩尔比增加时(EDDS与槐糖脂由1:1增加到6:1),鬼针草地上部分生物量在0.085～0.138g范围、单株cd的积累量在1.43～2.93ug·株范围,富集系数、抗性系数和转运系数分别在2.33～4.56、1.24～2.15和0.92～1.98范围,均呈现先增加后降低的趋势,且均高于CK1。说明外加剂能促进鬼针草的生长发育,能活化土壤中的cd,促进植物对cd的提取。外加剂对鬼针草的株高、含水率和根冠比影响较小。当摩尔比为3:1时,效果最佳。外加剂的添加比例与鬼针草相关变量有不同的相关性,且模拟结果显示,鬼针草的生物量和单株cd积累量的对数值成正比。高浓度和低浓度配比的外加剂不利于cd向地上部分转运。(2)在研究电动力学对鬼针草修复cd污染土壤的试验中,鬼针草生物量下降0.013～0.026g,生物量大小表现为:D3>D10>D6,通电频率为2h·d的生物量大于5h·d。鬼针草的含水率和根冠比分别在88.61～0.54%和0.092～0.147,且均高于CK2。单株鬼针草cd的积累量范围在0.845～1.849ug·株,均小于CK2,其中D3-5阴极区域和阳极区域分别是CK2的0.70倍和0.58倍,J6-5效果最差,是CK2的0.32倍。可能是由于电场作用下的亚硝酸盐含量增加或p H降低,对鬼针草有毒害作用,同时使土壤中微生物和酶的种类、数量减少,从而影响鬼针草的生长以及对cd的积累。通电频率增加时,富集系数增加0.006～1.869。通电频率为5h·d时,电场强度增加,富集系数降低0.464～1.107;J6-5比CK2降低53.23%,且小于非极性交换处理组。鬼针草的抗性系数会随着电场强度和通电频率的增加而降低,与CK2相比降低8.38～36.35%,J6-5抗性能力最差。在低通电频率下,鬼针草的转运系数会随着电场强度的增加而增加,且J6-5的转运系数较CK2增加31.21%。鬼针草的生物量与其富集系数和抗性系数呈显著正相关,模拟结果显示,鬼针草的生物量与其单株cd积累量的对数值成正比。(3)在极性交换的直流电场和外加剂共同作用下的试验中,添加外加剂的处理组与CK2相比,地上部分生物量下降了20.30%～29.59%,与J6-5相比增加38.37%～56.62%。各处理组中鬼针草的含水率和根冠比的大小顺序分别为:H2>H1>J6-5>H3>CK2和J6-5>H3>H2>H1>CK2。外加剂的添加会有效促进鬼针草对cd的积累,地上部分比J6-5增加52.63%～93.05%,地下部分是J6-5的2.43～3.39倍。单株鬼针草cd积累量表现为CK2>H3>H1>H2>J6-5。鬼针草根部土壤cd含量比J6-5低16.13～22.21%,且使中间区域的cd含量下降。外加剂的添加会使鬼针草的富集系数比CK2高58.37～81.38%,H3效果最佳。外加剂的添加使鬼针草的抗性系数接近CK2,但比J6-5高36.28～55.10%。说明外加剂的添加能在一定程度上缓减周期性交换直流电场的抑制作用,且有利于降低中间区域cd的含量,并聚集在电极附近区域。鬼针草的富集系数与抗性系数呈显著正相关,与转运系数呈显著负相关,鬼针草的生物量与其单株cd积累量的对数值呈正比例关系。

关键词：外加剂电动力学 cd污染土壤鬼针草植物修复

生物炭对睾丸酮丛毛单胞菌ZG2矿化修复cd污染土壤的影响研究

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生物炭对睾丸酮丛毛单胞菌ZG2矿化修复Cd污染土壤的影响研究

作者：尹秋霞吉林农业大学

学位级别：硕士

耕地土壤cd污染问题日益突出,尤其是cd在水稻、玉米、蔬菜等作物体内不断富集、积累,对生态系统、人体健康构成严重威胁。微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)在修复cd污染耕地土壤方面是一个环境友好、成本低、可持续性强、可实现便生产、便修... 详细信息

耕地土壤cd污染问题日益突出,尤其是cd在水稻、玉米、蔬菜等作物体内不断富集、积累,对生态系统、人体健康构成严重威胁。微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)在修复cd污染耕地土壤方面是一个环境友好、成本低、可持续性强、可实现便生产、便修复和其他方法、材料连用的生物修复技术。但是,该技术存在外源菌株活性易受影响、修复的土壤稳定性差等问题。因此,本文提出了利用生物炭增强微生物对cd污染耕地土壤矿化修复效果这一假设,进行了生物炭对能诱导形成重金属碳酸盐沉淀的睾丸酮丛毛单胞菌ZG2生长、cd抗性、碳酸镉沉淀诱导的影响以及菌体细胞和发酵液对cd污染耕地土壤矿化修复效果的影响研究。取得的主要结果如下:(1)生物炭存在于菌株ZG2生长过程中时,不仅不影响菌株ZG2的生长,还能提高菌株ZG2的生长活性;在cd胁迫环境下,生物炭能够提高菌株ZG2对cd的抗性,降低cd对菌株ZG2毒害,保持菌株ZG2的菌体细胞原有形状不受影响,即使在菌株ZG2无法生长的重度cd环境下,生物炭为菌体细胞提供生殖场所和庇护场所,使其附着于表面生长并保持活性;生物炭吸附的cd不影响碳酸镉沉淀的诱导,生物炭存于与发酵液形成过程及生物炭存在于沉淀形成过程时均不影响碳酸镉沉淀的诱导,且与单一菌株ZG2诱导形成的碳酸镉沉淀呈相同的形貌,均呈无规则堆积颗粒状;XRD分析进一步证实了生物炭存在条件下不影响碳酸镉晶体的诱导,其化学式为cd CO;单一菌株ZG2诱导形成的碳酸镉沉淀、生物炭吸附的cd被菌株ZG2诱导形成的碳酸镉沉淀、生物炭存于与发酵液形成过程及生物炭存在于沉淀形成过程时被菌株ZG2诱导的碳酸镉沉淀加入土壤中进行酸化、冻融,酸化下使有效态cd含量分别增加了16.07%、11.03%、9.45%、7.33%,冻融5次使有效态cd含量分别增加了13.07%、10.17%、9.57%、7.45%,冻融10次使有效态cd含量分别增加了17.56%、14.03%、10.92%、8.15%,生物炭存在条件下诱导的碳酸镉沉淀稳定性好于单一菌株ZG2诱导的碳酸镉沉淀的稳定性,且生物炭存于与沉淀形成过程时诱导形成的碳酸镉沉淀稳定性最好。(2)与对照相比,生物炭、菌体细胞修复对cd污染土壤均具有不同程度的修复效果。其中,菌体细胞和生物炭处理效果最显著,与对照相比,使小白菜的鲜重、干重、株高和主根长分别增长了1.97倍、2.76倍、1.67倍、2.36倍;使小白菜总根长、根表面积、根体积分别提高了4.41倍、5.11倍、5.63倍,使根直径提高了39.29%;使小白菜可食用部cd含量、根际土壤有效态cd含量分别降低了69.96%、65.29%;提高了根际土壤中可交换态cd向碳酸盐结合态cd、残渣态cd转化的比例,使碳酸盐结合态cd提高了49.03%;显著增加了根际土壤中细菌的OTU数目,提高了优势菌群的丰富度和多样性,改善了cd污染土壤的微生物群落结构,显著提高了毛单胞菌属(Comamonas)的相对丰度。(3)生物炭对菌株ZG2的发酵液矿化修复cd污染土壤具有明显的促进作用。与对照相比,土壤修复作用大小顺序为:先加入生物炭再利用菌株ZG2发酵液矿化修复效果>先加入菌株ZG2发酵液矿化再加入生物炭修复效果>只添加菌株ZG2发酵液矿化修复效果>只添加生物炭修复效果。如上四种方式修复的土壤中有效态cd含量分别降低了37.28%、47.95%、73.92%、78.36%,碳酸盐结合态cd分别增加了37.96%、47.98%、67.97%、79.73%;四种方式修复的土壤酸化后有效态cd含量分别增加了9.79%、8.41%、6.85%、3.99%,碳酸盐结合态cd分别下降了9.51%、7.79%、5.49%、3.58%;四种方式修复的土壤冻融5次后有效态cd含量分别增加了9.07%、8.41%、7.28%、5.19%,冻融10次后有效态cd含量分别增加了11.15%、9.91%、8.42%、5.88%;如上四种方式修复的土壤明显降低了小白菜对cd的吸收,其中,生物炭加入土壤中修复一段时间后再加入菌株ZG2发酵液对cd污染土壤的矿化修复效果最好,使土壤中有效态cd含量降低了78.36%,碳酸盐结合态cd增加了79.73%;使小白菜的生物量、株高、主根长和叶绿素SPAD值均有明显提高,分别增加了393.02%、194.33%、270.44%、76.36%;使小白菜地上部cd含量、根部cd含量分别降低了84.60%、72.68%;使富集系数和转运系数分别降低了84.6%、43.63%;使小白菜叶片细胞器组分中cd的分布比例下降了27.44%;使土壤有效态cd含量降低了76.86%,降低了根际土壤中可交换态cd比例,提高了根际土壤中碳酸盐结合态cd、残渣态cd的分布比例,使碳酸盐结合态cd提高了71.25%。以上结果表明,生物炭能够增强菌体细胞对cd的抗性,并且生物炭的存在不影响菌体细胞对碳酸镉沉淀的诱导,

关键词：生物炭睾丸酮丛毛单胞菌ZG2 cd污染土壤碳酸盐矿化修复稳定性

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cd污染土壤生物毒性的发光菌法测定及评价

安徽农业科学 2022年第8期50卷 57-60页

作者：万水霞李帆王静蒋光月吴萍萍武际安徽省农业科学院土壤肥料研究所/养分循环与资源环境安徽省重点实验室安徽合肥230031

[目的]测定及评定cd污染土壤的生物毒性。[方法]选取青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67)为指示微生物,采用急性毒性微孔板法,发光抑制率为测试指标,利用发光菌方法评价施用不同调理剂的cd污染土壤的生物毒性。[结果]cd污染土壤... 详细信息

[目的]测定及评定cd污染土壤的生物毒性。[方法]选取青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67)为指示微生物,采用急性毒性微孔板法,发光抑制率为测试指标,利用发光菌方法评价施用不同调理剂的cd污染土壤的生物毒性。[结果]cd污染土壤提取液对发光菌的发光有抑制作用,并随着cd浓度的增加,发光菌的发光强度逐渐减小,其发光抑制率与cd浓度呈正相关,cd的EC_(50)为10.97 mg/kg。与CK对比,施用白云石的处理显著降低了cd的有效性及cd的生物毒性。cd有效性和青海弧菌的发光抑制率降低幅度分别为29.95%、15.35%;用发光菌方法测得cd的生物毒性与化学方法测得cd的有效性具有显著的正相关。[结论]结合化学分析与生物毒性检测可为污染土壤评价与风险评估提供依据。

关键词： cd污染土壤生物毒性发光菌法青海弧菌Q67

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生物质炭对cd污染土壤团聚体酶活性的影响

中国环境科学 2021年第1期41卷 307-315页

作者：张秋尚艺婕史静云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201

为探究生物质炭对cd污染土壤团聚体酶活性的影响,采用盆栽试验,向模拟cd污染土壤中添加生物质炭并测定水稻根际土壤团聚体碳循环酶与氧化还原酶活性.结果表明:cd污染土壤团聚体酶活性对添加量为2.5%的生物质炭响应明显,氧化还原酶活性... 详细信息

为探究生物质炭对cd污染土壤团聚体酶活性的影响,采用盆栽试验,向模拟cd污染土壤中添加生物质炭并测定水稻根际土壤团聚体碳循环酶与氧化还原酶活性.结果表明:cd污染土壤团聚体酶活性对添加量为2.5%的生物质炭响应明显,氧化还原酶活性指数值介于0.522~0.792之间.在2.5mg/kg的外源cd条件下,2.5%的生物质炭比未添加生物质炭处理显著提高蛋白酶与过氧化氢酶活性至121%与653%.在cd污染土壤中添加生物质炭,碳循环酶与氧化还原酶及综合酶活性均在0.5~1mm中等粒径土壤团聚体中产生富集效应,其酶活性随土壤团聚体粒径的增大呈先升后降最终趋于稳定的趋势.研究显示,在2.5mg/kg的外源cd条件下,添加2.5%的生物质炭对水稻根际土壤团聚体酶活性影响显著,土壤酶活性受酶种类、生物质炭量与团聚体粒径的综合影响;在cd污染土壤中添加生物质炭后,土壤酶活性随团聚体粒径的增大呈“∧”形变动规律.

关键词：生物质炭 cd污染土壤团聚体酶活性碳循环酶氧化还原酶