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大塑料和微塑料影响土壤性质与镉生物有效性

中国环境科学 2023年第9期43卷 4916-4925页

作者：曹艳晓陈田甜陈诺赵梦洁李鸿鹄宋永伟侯静涛张敬东中南财经政法大学信息与安全工程学院环境与健康研究中心湖北武汉430073 华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070

为探究大塑料(>5mm)和微塑料对土壤重金属形态转化的影响,以镉(cd)污染农田土壤为对象,模拟不同剂量(0.1%、1%和7%)的大塑料和微塑料污染,开展土壤培养试验,研究其对土壤性质、cd生物有效性和形态的影响.结果表明,培养120d后,与对照组相... 详细信息

为探究大塑料(>5mm)和微塑料对土壤重金属形态转化的影响,以镉(cd)污染农田土壤为对象,模拟不同剂量(0.1%、1%和7%)的大塑料和微塑料污染,开展土壤培养试验,研究其对土壤性质、cd生物有效性和形态的影响.结果表明,培养120d后,与对照组相比,大塑料和0.1%的微塑料对土壤pH值影响较小,1%和7%的微塑料使土壤pH值分别降低0.13和0.36单位;大塑料使土壤溶解性有机碳(DOC)含量增加6.45%~14.38%,7%的微塑料则使DOC含量减少17.10%.大塑料对cd生物有效性影响较小;微塑料提高了土壤cd的生物有效性,且与剂量呈正相关,其中7%的微塑料使土壤cd的可交换态和碳酸盐结合态总占比增加12.77%,dtpa可提取cd含量占比增加7.91%.研究结果可为塑料与cd复合污染的农田土壤污染防治提供理论依据.

关键词：大塑料微塑料 dtpa-cd 有机矿物复合体

基于小麦籽粒降cd率及土壤cd形态变化评价蚯蚓对cd污染土壤的修复效果

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地学前缘 2019年第6期26卷 75-81页

作者：刘拓王萌陈世宝中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

本研究基于小麦籽粒降cd率、土壤中cd生物可利用态(dtpa-cd)含量和土壤cd移除率评价蚯蚓(赤子爱胜蚯蚓)对两种cd污染农田土壤(河南潮土及河北褐土)的修复效果。研究结果表明:两种土壤中,添加0.5%和1.0%(蚯蚓鲜重/土壤干重)蚯蚓均能够明... 详细信息

本研究基于小麦籽粒降cd率、土壤中cd生物可利用态(dtpa-cd)含量和土壤cd移除率评价蚯蚓(赤子爱胜蚯蚓)对两种cd污染农田土壤(河南潮土及河北褐土)的修复效果。研究结果表明:两种土壤中,添加0.5%和1.0%(蚯蚓鲜重/土壤干重)蚯蚓均能够明显降低小麦对cd的富集,改变cd在小麦植物器官中的分布,显著降低小麦籽粒中cd含量(Pcd率达到31.1%~43.5%,促使小麦籽粒生物量增加35.5%~62.7%。添加0.5%和1.0%蚯蚓可显著降低土壤中生物可利用态cd(dtpa-cd)含量(Pdtpa-cd含量下降29.1%~40.8%,有利于促进土壤中生物可利用态cd向生物不易利用的形态转化。0.5%和1.0%蚯蚓添加使土壤中cd移除率达到6.05%~11.88%,明显高于对照组(Pcd污染农田土壤修复潜力。在低cd污染农田土壤中,蚯蚓可以降低土壤中cd含量,减少小麦对cd的富集,同时降低小麦籽粒cd含量,这一研究结果对于修复低cd污染农田土壤、保证农产品安全和实现"边生产边修复"具有重要意义。

关键词： cd 蚯蚓小麦籽粒降cd率 dtpa-cd 土壤cd移除率

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油枯对镉污染土壤的钝化研究

核农学报 2017年第6期31卷 1166-1172页

作者：吕严凤李长欣蒋容杨占彪四川农业大学环境学院四川成都611130

为了研究油枯对镉(cd)污染土壤的钝化效果,以油枯为外源添加物(质量比:1%、2%、3%、4%、5%),模拟田间条件在塑料桶中进行为期45 d的培养,对镉污染土壤中cd形态分布特征、dtpa提取态cd(dtpa-cd)含量、pH、有机质含量进行分析。结果表明,... 详细信息

为了研究油枯对镉(cd)污染土壤的钝化效果,以油枯为外源添加物(质量比:1%、2%、3%、4%、5%),模拟田间条件在塑料桶中进行为期45 d的培养,对镉污染土壤中cd形态分布特征、dtpa提取态cd(dtpa-cd)含量、pH、有机质含量进行分析。结果表明,添加油枯可显著降低镉污染土壤中可交换态镉(Ex-cd)的比例,提高碳酸盐结合态镉(Cb-cd)、铁锰氧化物结合态镉(Fe-Mnb-cd)以及有机质及硫化物晶格态镉(OMb-cd)的比例,而残渣晶格结合态镉(RLb-cd)变化不明显。添加油枯显著降低镉污染土壤中dtpa-cd含量,降幅最高可达49%。镉污染土壤p H值维持在6.0左右,1%~4%添加处理中土壤pH波动幅度较大;而5%添加处理的土壤pH波动幅度小。添加油枯均能显著提高镉污染土壤中有机质含量。由此可见,油枯对镉污染土壤有较好的钝化效果,这为重金属污染土壤的修复和农业废弃物的循环利用提供了参考。

关键词：油枯镉形态 dtpa-cd 土壤pH值土壤有机质

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外源腐殖酸对黏质农田土壤cd活性的影响

长江科学院院报 2020年第2期37卷 68-71页

作者：张笛梦胡艳平王振华李青云李冠亚长江科学院流域水环境研究所武汉430010

为探讨外源腐殖酸对黏质农田土壤cd活性的影响,选取2种典型腐殖酸,采用淋洗技术,通过测定农田土壤总cd、dtpa-cd、MgCl 2-cd的含量,研究了2种腐殖酸及其淋洗时间对土壤cd活性的影响。研究结果表明:2种腐殖酸处理后,土壤总cd含量基本不变... 详细信息

为探讨外源腐殖酸对黏质农田土壤cd活性的影响,选取2种典型腐殖酸,采用淋洗技术,通过测定农田土壤总cd、dtpa-cd、MgCl 2-cd的含量,研究了2种腐殖酸及其淋洗时间对土壤cd活性的影响。研究结果表明:2种腐殖酸处理后,土壤总cd含量基本不变,土壤dtpa-cd含量从0.421 mg/kg降低到0.313 mg/kg,MgCl 2-cd含量从0.2 mg/kg降低到0.169 mg/kg;淋洗时间从1 d增加到5 d,土壤总cd含量基本不变,土壤dtpa-cd含量从0.325 mg/kg降低到0.265 mg/kg,MgCl 2-cd含量从0.196 mg/kg降低到0.165 mg/kg。因此,2种腐殖酸均对黏质农田土壤镉有一定的去除效果。

关键词：农田土壤腐殖酸淋洗技术总cd含量 dtpa-cd MgCl2-cd

中药渣生物有机肥对Hg-cd复合污染土壤重金属、微生物量碳氮含量及酶活性的影响

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河南农业科学 2021年第7期50卷 66-75页

作者：陈芬余高张红丽吴涵茜陈容侯建伟农业农村部产地环境污染防控重点实验室/天津市农业环境与农产品安全重点实验室天津300191 铜仁学院农林工程与规划学院贵州铜仁554300 国信司南(北京)地理信息技术有限公司北京100089

为明确中药渣生物有机肥对重金属污染土壤的改良效果,以中药渣生物有机肥为添加材料、Hgcd复合污染土壤为供试土壤,通过土培试验,研究了4种施用比例[0(CK)、0.75%、1.50%和3.00%]对土壤养分含量、有效态重金属(HCl-Hg、dtpa-cd)含量、... 详细信息

为明确中药渣生物有机肥对重金属污染土壤的改良效果,以中药渣生物有机肥为添加材料、Hgcd复合污染土壤为供试土壤,通过土培试验,研究了4种施用比例[0(CK)、0.75%、1.50%和3.00%]对土壤养分含量、有效态重金属(HCl-Hg、dtpa-cd)含量、微生物量碳氮(MBC、MBN)含量及酶活性的影响。结果表明,土壤pH值,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、MBC含量,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性均与中药渣生物有机肥施用比例呈直线正相关;土壤HCl-Hg和dtpa-cd含量与中药渣生物有机肥施用比例均呈直线负相关;而土壤MBN含量则随中药渣生物有机肥施用比例增加呈先增加后降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤HCl-Hg、dtpa-cd含量与土壤养分含量、MBC含量及土壤酶活性均呈显著或极显著负相关;通径分析结果表明,土壤过氧化氢酶活性对HCl-Hg含量的影响最大,土壤脲酶活性对dtpa-cd含量的影响最大。总体来看,中药渣生物有机肥可有效改善土壤重金属污染状况,提高土壤肥力,可在偏酸性的南方土壤中使用。

关键词：中药渣生物有机肥 Hg-cd复合污染土壤重金属 HCl-Hg dtpa-cd 微生物量碳氮土壤酶活性

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赤子爱胜蚓对镉污染土壤生物修复研究

赤子爱胜蚓对镉污染土壤生物修复研究

作者：成晴西南大学

学位级别：硕士

蚯蚓对重金属的敏感性较高,是土壤生态毒理研究的重要指示生物;富集能力较强,也是极具潜力的重金属吸附生物。同时,蚯蚓活动能改变土壤中重金属元素的生物有效性,对土壤质量也会产生影响。目前,国内外主要关注蚯蚓品种和重金属种类对蚯... 详细信息

蚯蚓对重金属的敏感性较高,是土壤生态毒理研究的重要指示生物;富集能力较强,也是极具潜力的重金属吸附生物。同时,蚯蚓活动能改变土壤中重金属元素的生物有效性,对土壤质量也会产生影响。目前,国内外主要关注蚯蚓品种和重金属种类对蚯蚓富集重金属能力的影响,缺乏气候条件影响方面的研究。大量试验例证了蚯蚓在改良土壤和提高土壤肥力方面的作用,但蚯蚓活动对重金属污染土壤质量影响的研究较少。蚯蚓通过改善土壤水分、养分和通气条件等促进植物生长;同时,蚯蚓活动可以提高土壤中重金属的生物有效性,从而达到提高植物修复效率的目的,为重金属污染土壤提供一条更为经济、安全的原位修复技术途径。但建立蚯蚓—植物生态修复系统处理重金属污染土壤的研究还较少。为此,本研究利用冬季和春季的气候差别,以紫色土为供试土壤,将蚯蚓单独饲养在cd污染土壤(外源cd添加量0、5、10和20 mg·kg)中,研究蚯蚓富集重金属能力在不同季节的差异及对土壤cd生物有效性的影响,分析蚯蚓改变土壤重金属生物有效性的机理;并通过分析蚯蚓对土壤基本理化性质、养分循环及土壤微生物群落的作用,研究蚯蚓活动对土壤质量的影响,以期为动物修复重金属污染土壤的应用提供理论依据。后通过盆栽试验,研究蚯蚓活动对黑麦草生物量和土壤中cd生物有效性的影响,论证在重金属污染土壤植物修复技术中引入蚯蚓的可行性。研究结果如下:(1)在不同季节,cd对蚯蚓生长均有明显的抑制作用,在冬季,蚯蚓平均体重减少幅度为18.37%0.55%,在春季的减少幅度为28.69%7.79%。在设定的cd污染浓度范围内,仅在外源cd添加量为5 mg·kg的污染土壤中,发现了死亡的蚯蚓,说明赤子爱胜蚓对cd的耐受能力较强。在不同培养时期,蚯蚓体内cd浓度随重金属污染水平的增加而升高,且蚯蚓对cd的富集能力在春季显著强于冬季,在冬季,蚯蚓对cd的生物累积量在0.153.54 mg·kg之间,在春季,蚯蚓对cd的生物累积量在0.487.29 mg·kg之间。生物累积系数(BAF)随cd污染水平的增加而减少,在冬季,BAF排序为外源cd添加浓度为0>5>10>20 mg·kg,在春季,BAF排序为外源cd添加浓度为5>0>10>20 mg·kg,且BAF在春季显著大于冬季。蚯蚓活动增加了未添加外源cd处理土壤中dtpa-cd含量,21天后,增加幅度在冬季和春季分别为35.62%和19.18%。但降低了添加外源cd处理土壤中dtpa-cd含量,在外源cd添加量为5、10和20 mg·kg的处理,培养试验结束后,土壤中dtpa-cd含量在冬季和春季分别降低了18.37%和21.01%、7.92%和17.32%、8.48%和8.79%。蚯蚓对土壤中重金属生物有效性的作用受气候条件的影响,但不是通过改变土壤pH实现的,可能与改变土壤DOC和微生物活性有关,具体的影响机制有待进一步研究。(2)接种蚯蚓后,土壤中细菌和放线菌数量在不同季节均显著提高,真菌数量无明显变化。蚯蚓活动明显影响土壤中相关理化指标,显著增加了土壤中电导率,对土壤中pH无显著性影响。加速了有机质的矿化,21天后,与未添加蚯蚓的处理相比,有机质矿化量在冬季最高提高了9.45%,在春季最高提高了11.82%,且蚯蚓对有机质分解的促进作用在春季强于冬季。同时,引入蚯蚓后,土壤中溶解性有机碳含量显著减少,溶解性有机氮含量显著增加。蚯蚓活动显著提高了各处理土壤中碱解氮、速效磷和速效钾的含量,与未添加蚯蚓的处理相比,碱解氮增加量在8.33%1.35%之间,速效磷增加量在7.53%8.70%之间,速效钾增加量在3.04%1.31%之间。总的来说,蚯蚓能通过优化微生物群落结构,改土壤微生物活性,从而促进土壤有机质的分解矿化,增加土壤有效养分的分布,改善cd污染土壤环境质量。(3)蚯蚓不仅可以通过增加黑麦草生物量,还能通过增加土壤中dtpa-cd的含量来促进黑麦草对土壤中cd的累积,达到提高植物修复效率的目的。在外源cd添加量为0、5、10和20 mg·kg的土壤中,相较于未添加蚯蚓的处理,黑麦草地上部分对cd的吸收量增加幅度分别为34.14%、6.36%、13.83%和11.00%;地下部分的增加幅度分别为43.33%、38.79%、26.54%和23.92%。

关键词：赤子爱胜蚓生物修复气候 cd dtpa-cd 土壤肥力黑麦草

能源作物皇草对于cd污染土壤提取修复潜力的研究

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能源作物皇草对于Cd污染土壤提取修复潜力的研究