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某冶炼厂周边土壤环境cd元素现状调查、污染预警及综合治理

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安全与环境工程 2004年第3期11卷 14-17页

作者：张博张彬邹山进洪中国地质大学地球科学学院武汉430074

对某冶炼厂以南约 30km2 的区域进行了cd元素土壤地球化学调查 ,分析了造成cd富集的原因。通过统计分析 ,总结了土壤中cd含量的空间分布特征 (包括区域分布和垂向分布 ) ,并结合cd元素的赋存形式、迁移机制对这些特征的成因进行了较为... 详细信息

对某冶炼厂以南约 30km2 的区域进行了cd元素土壤地球化学调查 ,分析了造成cd富集的原因。通过统计分析 ,总结了土壤中cd含量的空间分布特征 (包括区域分布和垂向分布 ) ,并结合cd元素的赋存形式、迁移机制对这些特征的成因进行了较为具体的解释。计算了该区cd的污染指数 ,以及受不同程度污染的土壤面积占研究区面积的百分比。运用“化学定时炸弹”的理论 ,对该区土壤达到临界含量的年限进行了估测。针对该区的污染来源及状况 ,提出了综合治理对策。

关键词： cd污染土壤环境有色冶炼现状调查污染预警

硅肥等量施用对土壤镉生物有效性和水稻吸收镉的影响

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环境科学 2023年第10期44卷 5727-5736页

作者：吴家梅谢运河官迪陈山陈锦龙世平纪雄辉湖南省农业环境生态研究所农业农村部长江中游平原农业环境重点实验室长沙410125 洞庭湖流域农业面源污染防治工程技术研究中心长沙410125 农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室长沙410125

为研究硅(Si)肥等量施用对水稻不同生育期吸收镉(cd)和土壤cd生物有效性的影响,采用5种不同种类的Si肥(SiO2用量为225 kg·hm^(-2))开展田间小区试验.结果表明,随着水稻生育期的延长,水稻根系和茎叶的cd含量增加;施用Si肥,不同生育期水... 详细信息

为研究硅(Si)肥等量施用对水稻不同生育期吸收镉(cd)和土壤cd生物有效性的影响,采用5种不同种类的Si肥(SiO2用量为225 kg·hm^(-2))开展田间小区试验.结果表明,随着水稻生育期的延长,水稻根系和茎叶的cd含量增加;施用Si肥,不同生育期水稻根系、茎叶和籽粒cd含量平均分别降低14.9%、28.2%和12.2%;硅钙镁铁肥(SiCaMgFe)和水溶Si肥(SiW)处理,籽粒cd含量分别比对照处理降低21.1%(Pcd含量(DCB-cd)随着水稻生育期延长而增加,施用Si肥,水稻不同生育期DCB-cd含量有高有低,DCB-cd是根系cd含量的15.8%~42.8%;与对照相比,施用Si肥水稻成熟期土壤可交换态cd(Exc-cd)含量平均降低36.4%,其它形态的含量平均增加12.5%~48.2%.水稻全生育期根系cd与Si呈极显著负相关,与DCB-cd呈极显著正相关,DCB-cd与土壤有效态cd和有效态Si呈极显著负相关,土壤Exc-cd与Carb-cd呈极显著负相关,土壤有效态cd与pH值呈显著负相关.施用相同Si肥用量,SiCaMgFe和SiW处理降低水稻cd含量的效果好;施用Si肥通过提高土壤pH值和土壤有效Si含量、降低土壤有效态cd和Exc-cd含量,促进Exc-cd向Carb-cd转移,减少根表铁膜对cd的吸附,从而减少水稻对土壤cd的吸收.

关键词：稻田硅(Si) cd污染根表铁膜 cd形态

面向碱性农地镉污染土壤钝化的凹凸棒改性特征及效果研究

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岩矿测试 2022年第6期41卷 1029-1039页

作者：宿俊杰刘永兵王鹤立郭威王嘉良王宏鹏张原浩中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 国家地质实验测试中心北京100037 中核大地勘察设计有限公司北京100013

凹凸棒及其改性材料具有较发达的比表面积、丰富的官能团及较强的吸附能力,被作为良好的环境修复材料而成为农田土壤重金属修复领域的研究热点。目前中国农田土壤cd污染现状仍然严峻,为探究改性凹凸棒的钝化机制及其对碱性土壤cd污染的... 详细信息

凹凸棒及其改性材料具有较发达的比表面积、丰富的官能团及较强的吸附能力,被作为良好的环境修复材料而成为农田土壤重金属修复领域的研究热点。目前中国农田土壤cd污染现状仍然严峻,为探究改性凹凸棒的钝化机制及其对碱性土壤cd污染的钝化效果,本文采用氢氧化钠、氯化铁两种改性剂对凹凸棒改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)及比表面积测定(BET)和孔径分析(BJH)对改性前后凹凸棒的微观结构和表面形态进行表征,结合表征结果分析其钝化机理,开展室内模拟cd污染碱性土壤培养试验、生菜盆栽试验,采用原子吸收分光光度法测定土壤cd含量,探究单一施用与复配施用两种改性凹凸棒对碱性土壤cd的钝化效果差异。结果表明:碱处理后凹凸棒Si—O基团、结构负电荷增多,铁改性后凹凸棒微孔数量增多、比表面积增大,两种改性方法均使凹凸棒的内部结构及表面形态发生明显改变,吸附能力得以提升。碱改性凹凸棒(AM)通过更强的化学吸附能力实现对cd的钝化,可提高土壤pH和阳离子交换量(CEC),而铁改性凹凸棒(IM)则具有更强的物理吸附能力和较强的化学吸附能力,使得土壤pH降低、CEC升高,两种材料复配施用能够在一定程度上减小了pH升高幅度、提高土壤CEC值,提高钝化效果。碱、铁改性凹凸棒按质量配比3∶1、土壤质量的2.00%施用后,土壤cd有效态含量可降低33.85%,生菜对cd的富集系数降低24.49%,在各处理组中效果最好。因此,铁改性凹凸棒对碱性土壤重金属cd具有良好的钝化效果。在实际应用中应避免单独施用碱改性凹凸棒,可考虑与其他钝化材料复配施用,实现在保护土壤质量的同时更好地降低土壤cd污染。

关键词：凹凸棒碱改性铁改性微观表征 cd污染碱性土壤

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大型真菌对镉的耐受机制研究进展

应用与环境生物学报 2023年第5期29卷 1270-1278页

作者：何海燕张丹内江师范学院地理与资源科学学院内江641100 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610299

镉(cd)是毒性最强的重金属之一,目前也是我国土壤的首要污染物,cd可以在土壤和生物体中积累,影响生态系统,并通过食物链威胁人类健康,土壤cd污染的修复已成为迫切需要解决的问题.总结土壤cd污染现状和大型真菌对cd的富集作用;重点从生... 详细信息

镉(cd)是毒性最强的重金属之一,目前也是我国土壤的首要污染物,cd可以在土壤和生物体中积累,影响生态系统,并通过食物链威胁人类健康,土壤cd污染的修复已成为迫切需要解决的问题.总结土壤cd污染现状和大型真菌对cd的富集作用;重点从生理生化和转录水平上梳理大型真菌对cd的耐受机制,主要包括:胞外配体的结合降低其活动性和细胞壁组分的结合共同减少真菌细胞对cd的吸收,胞内抗氧化系统响应以减少cd胁迫带来的氧化损伤,cd-螯合物形成及区室化作用隔离cd以降低其毒性;细胞壁修饰、抗氧化物质合成、跨膜转运蛋白和金属结合相关基因上调可能是大型真菌对cd富集和耐受的重要途径;这些可为大型真菌耐cd机制的系统阐明提供重要参考.大型真菌对cd具有极高的富集能力及耐受性,作为修复材料在土壤cd污染修复方面具有应用价值.但大型真菌对于cd的耐性机制存在种和菌株的特异性,单一的机制并不能解释大型真菌对cd的耐受性,要将真菌修复应用于cd污染土壤修复实践,未来需要强化生理生化试验与多组学技术的联合应用以系统地阐明大型真菌对cd胁迫的富集过程和耐受机制存在的共性及特性;加强对具有富集cd能力的大型真菌的筛选、驯化及人工种植研究,丰富修复材料的可选择性;探索废弃物的后续利用,实现资源的循环利用.

关键词：土壤 cd污染真菌修复耐受机制转录组学

盐镉互作下盐地碱蓬和碱蓬生长及镉吸收的比较研究

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第7期30卷 1186-1193页

作者：吴玉洁封晓辉张睿李静刘小京河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院盐碱地资源高效利用工程实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022 中国科学院大学北京100049

利用盐生植物修复盐碱地重金属污染是一种经济有效且安全性高的生物修复方法,但盐和重金属互作对不同盐生植物生长和重金属元素吸收的研究不足。本研究采用水培试验,比较盐和镉互作对典型聚盐盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)和碱蓬(Suae... 详细信息

利用盐生植物修复盐碱地重金属污染是一种经济有效且安全性高的生物修复方法,但盐和重金属互作对不同盐生植物生长和重金属元素吸收的研究不足。本研究采用水培试验,比较盐和镉互作对典型聚盐盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)和碱蓬(Suaeda glauca)生长及对重金属cd吸收的影响,分析盐对镉吸收的调节作用。试验设置两个盐水平(0 g∙L^(−1)、10 g∙L^(−1) NaCl)和两个cd水平(0 mg∙L^(−1)、5 mg∙L^(−1) cd),共4个处理。研究结果表明,cd处理显著抑制两种植物的生长,降低了叶片肉质化程度和根冠比,且对盐地碱蓬的抑制作用大于碱蓬,对根部的抑制更明显。10 g∙L^(−1) NaCl盐处理均促进两种植物地上部的生长,且对盐地碱蓬地上部生长的促进作用显著大于碱蓬;但显著抑制碱蓬根系的生长。cd处理下施加NaCl显著缓解cd对两种植物的抑制作用,且对盐地碱蓬的缓解作用大于碱蓬,对cd抑制盐地碱蓬根系生长的缓解作用为极显著。盐地碱蓬和碱蓬地上部cd含量差异不显著,盐处理显著降低两种植物地上部cd含量。盐处理显著促进两种植物地上部对Na^(+)的吸收,盐地碱蓬地上部Na^(+)含量和Na^(+)/cd高于碱蓬,但K^(+)含量、K^(+)/Na^(+)和K^(+)/cd显著低于碱蓬,且cd处理进一步促进了两种植物地上部对Na^(+)的吸收;盐处理降低K^(+)的吸收和K^(+)/Na^(+),碱蓬地上部K^(+)的吸收和K^(+)/Na^(+)均大于盐地碱蓬。盐、cd处理下两种植物间地上部脯氨酸含量差异不明显,但盐、cd及其互作有增加地上部脯氨酸含量的趋势。在无胁迫和单一cd处理下,盐地碱蓬地上部可溶性糖含量显著高于碱蓬;盐处理显著降低了盐地碱蓬地上部可溶性糖含量,cd处理显著增加了碱蓬地上部可溶性糖的含量。上述结果表明,盐地碱蓬和碱蓬的生长对盐、cd及其互作的响应不同,盐分可以缓解cd对其生长的抑制作用,特别是cd对盐地碱蓬根系生长的抑制作用,盐地碱蓬更趋向于积累无机渗透调节物质如Na^(+),而碱蓬更趋向于积累无机渗透调节物质(K^(+))和有机渗透调节物质(可溶性糖)来抵御盐、镉胁迫。

关键词：盐地碱蓬碱蓬 cd污染盐胁迫生物修复

玉米根际土壤细菌群落对不同程度镉污染的响应: 以甘肃省白银市四龙镇地区为例

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现代地质 2023年第3期37卷 758-766页

作者：胡永浩段星星夏昭德韩宝华长安大学地球科学与资源学院陕西西安710061 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830000 石河子大学新疆石河子832003

为了研究玉米根际土壤细菌群落对土壤cd污染的响应,本研究基于Illumina MiSeq高通量测序平台,对取自甘肃省白银市四龙镇地区的4组不同cd污染程度的土壤样品进行16S rDNA扩增子测序分析。结果显示:4组不同cd污染程度的玉米根际土壤细菌... 详细信息

为了研究玉米根际土壤细菌群落对土壤cd污染的响应,本研究基于Illumina MiSeq高通量测序平台,对取自甘肃省白银市四龙镇地区的4组不同cd污染程度的土壤样品进行16S rDNA扩增子测序分析。结果显示:4组不同cd污染程度的玉米根际土壤细菌样品的Chao1指数和Shannon指数差异性不明显(p>0.05),表明cd污染对土壤细菌多样性的影响不显著。4组样品的细菌丰富度相似,优势类群大致相同。4组样品的优势门均为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和浮霉菌门(Planctomycetes),优势菌属为Ohtaekwangia、GP4、GP6、硝化螺旋菌属(Nitrospira)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)等。Ohtaekwangia和芽单胞菌属的细菌抗逆性较强,随着环境中cd含量的增加,其细菌相对丰度增加,而GP4和GP6的细菌抗逆性较差,其相对丰度会随土壤cd含量的降低而降低。cd污染会引起土壤中细菌的多样性变化,但细菌多样性与土壤中cd含量并非简单的线性关系。土壤细菌多样性随着环境中cd含量的增加,总体上呈先升高后降低的趋势,中等污染程度的土壤样品的细菌多样性指数最高。

关键词：细菌多样性 cd污染玉米根际土壤高通量测序

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设施菜田镉污染修复技术应用研究

环境科学与技术 2022年第S1期45卷 233-240页

作者：赵会薇刘微张志平刘伊明杨京卢川张巧英国家半干旱农业工程技术研究中心河北石家庄050051 河北大学化学与环境科学学院河北保定071002 河北袁氏农业科技有限公司河北石家庄050061

文章为探讨土壤改良剂与农艺措施对设施蔬菜土壤重金属cd修复的田间应用效果,根据文献资料和试验结果筛选羟基磷灰石、水稻生物炭、磷酸二氢钾3种改良剂结合深翻农艺措施,2015-2017年筛选、确定设施菜田cd污染区域,2017年9月进行8种处... 详细信息

文章为探讨土壤改良剂与农艺措施对设施蔬菜土壤重金属cd修复的田间应用效果,根据文献资料和试验结果筛选羟基磷灰石、水稻生物炭、磷酸二氢钾3种改良剂结合深翻农艺措施,2015-2017年筛选、确定设施菜田cd污染区域,2017年9月进行8种处理比较试验,2018年9月进行优选试验。污染区域筛选结果:超标位点分布不均匀,cd含量差异大,4号大棚污染点位超标率最高为83.33%,土壤cd含量平均值最高为0.535 mg/kg,作为8种处理比较试验棚;1号大棚3个超标点集中地块,均值分别为0.530 mg/kg、0.568 mg/kg和0.792 mg/kg作为优选试验棚。比较试验结果:8种处理经过8个月修复,羟基磷灰石+水稻生物炭+深翻处理有效态cd含量比CK降低32.55%,比修复2个月降低24.96%;磷酸二氢钾+水稻生物炭+深翻处理有效态cd含量比CK降低47.88%,比修复2个月降低31.00%。优选修复试验结果:羟基磷灰石+水稻生物炭+深翻总cd含量均值由3个处理最高值0.489 mg/kg,降到0.372 mg/kg,降低23.86%,均值不超标;与CK比较有效态cd含量呈下降趋势,修复8个月比对照降低10.71%,3个处理有效态cd均值最低0.133 mg/kg;与CK比较分别降低豆角地上植株cd含量、富集系数和转运系数15.86%、23.68%和25.77%,是较好的cd污染设施菜田修复技术。

关键词：设施菜田 cd污染修复技术应用研究

螯合剂及组配对伴矿景天修复两种镉污染土壤的影响

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生态环境学报 2022年第12期31卷 2414-2421页

作者：伍德彭鸥刘玉玲张朴心尹雪斐黄薪铭铁柏清湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128 湖南省灌溉水源水质污染净化工程技术研究中心湖南长沙410128 农业农村部南方产地污染防控重点实验室湖南长沙410128

为探究螯合剂及其组配对伴矿景天(Sedum plumbizincicola)修复酸性cd污染土壤的效果,以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、草酸(OA)、酒石酸(TA)3种螯合剂为试验材料,以cd单一污染和cd/As复合污染酸性农田土壤为研究对象,设置3种螯合剂单一处理... 详细信息

为探究螯合剂及其组配对伴矿景天(Sedum plumbizincicola)修复酸性cd污染土壤的效果,以乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、草酸(OA)、酒石酸(TA)3种螯合剂为试验材料,以cd单一污染和cd/As复合污染酸性农田土壤为研究对象,设置3种螯合剂单一处理及其组配处理,对比了修复前后两种污染土壤的pH值、全量cd、有效态cd含量、cd形态的变化以及修复效率。研究结果表明:施用螯合剂后两种污染类型的土壤pH明显下降,其中以EDTA-OA组配处理pH下降最大,相比于对照组分别下降了1.04和0.99个单位。对于土壤镉形态而言,两种酸性土壤中弱酸可溶态cd的含量显著提高,EDTA-OA处理效果最明显,两种土壤中可溶态cd的含量分别提高了22.99%和24.34%。对于伴矿景天镉积累而言,施用螯合剂促进了伴矿景天对cd的吸收,两种类型土壤施用螯合剂后植株镉含量增加了25.80%—86.47%。对于修复效率而言,施用螯合剂后伴矿景天在两种土壤中修复效率分别为16.62%—22.82%、16.06%—24.98%;以EDTA-OA处理效果最显著,修复效率分别提高了9.06%和12.14%。综合而言,在两种类型镉污染土壤中采用乙二胺四乙酸二钠和草酸1:1组配施用修复效果最好。

关键词：螯合剂伴矿景天植物修复酸性土壤 cd污染复合污染

双孢蘑菇菌丝、胞外聚合物和菌丝细胞壁对cd的吸附特征

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应用与环境生物学报 2023年

作者：何海燕张丹高嘉宁内江师范学院地理与资源科学学院中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所

镉(cd)是毒性最强重金属之一，也是我国土壤的首要污染物，但其高效修复技术一直是研究的热点与难点，大型真菌修复便是其中之一。为揭示大型真菌对cd2+的吸附过程，以双孢蘑菇为对象，研究了其菌丝、胞外聚合物(EPS)和细胞壁对cd2+的... 详细信息

镉(cd)是毒性最强重金属之一，也是我国土壤的首要污染物，但其高效修复技术一直是研究的热点与难点，大型真菌修复便是其中之一。为揭示大型真菌对cd2+的吸附过程，以双孢蘑菇为对象，研究了其菌丝、胞外聚合物(EPS)和细胞壁对cd2+的吸附特性。结果显示：双孢蘑菇菌丝、EPS和细胞壁均能够吸附溶液中的cd2+，最大吸附量为EPS>细胞壁>菌丝，分别为583.07、48.46和17.89 mg/g 干重，EPS对cd2+具有最大亲和力和吸附容量。吸附动力学符合准二级动力学方程；EPS对cd2+吸附符合Langmuir等温吸附模型，菌丝和细胞壁对cd2+的吸附符合Freundlich等温吸附模型。以上结果表明双孢蘑菇能够吸附cd2+，具有修复cd污染的应用潜力；EPS和细胞壁能够吸附大量的cd2+，说明其可能是双孢蘑菇抵御胞外cd胁迫，缓解其毒性的重要机制之一。(图5 表2 参50)

关键词： cd污染吸附菌丝胞外聚合物细胞壁双孢蘑菇