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不同钝化剂对土壤镉有效性与生物可给性的对比影响研究

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农业环境科学学报 2024年

作者：许华强王林孙约兵戴子纯邓凯王童玉梁学峰农业农村部环境保护科研监测所公共实验室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农业农村部环境保护科研监测所

为探究不同钝化剂对土壤镉（Cd）有效性和生物可给性的影响，本文开展土培实验，研究施用巯基坡缕石（MP）、羟基磷灰石（HAP）、铁改性生物炭（FeBC）对酸性（湘潭）和弱碱性（济源）土壤Cd有效性、化学形态及生物可给性的影响，并通... 详细信息

为探究不同钝化剂对土壤镉（Cd）有效性和生物可给性的影响，本文开展土培实验，研究施用巯基坡缕石（MP）、羟基磷灰石（HAP）、铁改性生物炭（FeBC）对酸性（湘潭）和弱碱性（济源）土壤Cd有效性、化学形态及生物可给性的影响，并通过体外消化与连续提取的联合实验及冗余分析揭示其作用机制。结果表明：添加MP和HAP显著降低供试土壤的Cd有效性，最大降低率分别为82.27%和47.88%；FeBC显著提高Cd有效性。施用MP显著降低济源和湘潭土壤肠阶段的Cd生物可给性，最大降幅分别为97.97%和51.11%；施用HAP显著降低湘潭土壤肠阶段的Cd生物可给性，最大降幅为54.13%；施用高剂量FeBC则显著提高两种土壤胃阶段的Cd生物可给性。施用MP和HAP促进土壤Cd由可交换态向铁锰氧化物结合态转化；施用FeBC则促进土壤碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Cd转化为可交换态Cd。联合实验和冗余分析的结果表明，生物可给态Cd主要来源于可交换态Cd，3种钝化剂主要通过调控可交换态Cd的溶出来影响Cd的生物可给性。研究表明，3种钝化剂中MP钝化效果最佳，在降低土壤Cd污染带来的健康风险方面具有较好的应用价值。

关键词：钝化修复镉有效性生物可给性化学形态

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重金属污染农田水稻低累积品种筛选

中国农业文摘（农业工程） 2024年第2期36卷 40-44页

作者：宋瑞瑚胡兴钢李晓梅刘润梅文山州农业环境保护与农村能源管理站云南文山663099

【目的】探究重金属污染稻田水稻对重金属的吸收及累积的差异,筛选适用于稻田安全生产的低累积水稻品种,为该地区的水稻安全生产提供参考。【方法】选择当地主要的四种水稻品种为受试对象,采用田间试验来比较不同品种水稻籽粒中对Hg、Cd... 详细信息

【目的】探究重金属污染稻田水稻对重金属的吸收及累积的差异,筛选适用于稻田安全生产的低累积水稻品种,为该地区的水稻安全生产提供参考。【方法】选择当地主要的四种水稻品种为受试对象,采用田间试验来比较不同品种水稻籽粒中对Hg、Cd、As、Pb和Cr元素累积的差异。【结果】结果表明,供试水稻土中Cd和As含量分别超过风险管控值5.6倍和13.5倍。【结论】通过聚类树形图筛选出滇莱和楚辉两个对重金属的累积性最低的品种,这两个水稻品种为适应文山州薄竹镇的重金属低积累水稻品种。

关键词：重金属水稻品种筛选

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5G网络在智慧大棚种植控制系统中的应用策略

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中文科技期刊数据库（全文版）农业科学 2024年第1期 0156-0159页

作者：孔庆祝文山州农业环境保护与农村能源管理站云南文山663099

阐述基于5G网络的智慧大棚种植控制系统的设计思路,并通过对智慧大棚种植控制系统特点的分析,强调和说明5G网络高速率、低时延、大连接的应用优势。尤其是基于5G网络的无线网络组网技术的出现,不仅解决了远程监控困难、信息传递延时的问... 详细信息

阐述基于5G网络的智慧大棚种植控制系统的设计思路,并通过对智慧大棚种植控制系统特点的分析,强调和说明5G网络高速率、低时延、大连接的应用优势。尤其是基于5G网络的无线网络组网技术的出现,不仅解决了远程监控困难、信息传递延时的问题,同时,还可以准确的获取大棚内的温度、湿度、CO2、光照度等环境指标,这就给大棚的自动化、智能化管理提供了强大的技术支持。

关键词： 5G网络智慧大棚控制系统设计思路

铁基石灰质强化钝化材料的制备及其对Sb的钝化效果

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环境科学 2024年

作者：石嘉浩保琼莉储玉檀孙红羽黄益宗农业农村部环境保护科研监测所农业农村部产地环境污染防控重点实验室农业农村部环境保护科研监测所重金属生态毒理与污染修复创新团队云南师范大学能源与环境科学学院

铁盐作为固化材料在土壤锑污染修复方面具有较好的效果，但使用不当会造成土壤酸化，并降低其修复效果。采用硫酸铁、聚合硫酸铁及生石灰为原材料制备了硫酸铁基石灰质强化钝化材料(FS)和聚合硫酸铁基石灰质强化钝化材料(PFS)；利用X射... 详细信息

铁盐作为固化材料在土壤锑污染修复方面具有较好的效果，但使用不当会造成土壤酸化，并降低其修复效果。采用硫酸铁、聚合硫酸铁及生石灰为原材料制备了硫酸铁基石灰质强化钝化材料(FS)和聚合硫酸铁基石灰质强化钝化材料(PFS)；利用X射线衍射检测(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱仪扫描(FTIR)进行表征；通过吸附实验及土培实验研究了材料的吸附机理及对土壤Sb的钝化效果。结果表明，FS和PFS主要由铁和钙的氧化物以及氢氧化物构成，含有羟基、羰基等官能团。由Freundlich模型等温吸附数据表明材料对Sb(Ⅲ)的吸附为多层吸附。FS和PFS对Sb(Ⅲ)的吸附量随其添加量的增加而增加。吸附动力学过程符合拟二级动力学模型。共存离子中PO43-对FS和PFS吸附Sb(Ⅲ)的影响最大，高浓度(0.1 mol·L-1)PO43-存在条件下会显著抑制FS和PFS对Sb(Ⅲ)的吸附，低浓度(0.01 mol·L-1和0.001 mol·L-1) PO43-存在条件下会促进FS和PFS对Sb(Ⅲ)的吸附。添加FS和PFS均能降低土壤中柠檬酸可提取态的Sb(T)和Sb(Ⅲ)含量。添加5%的FS和PFS使重度污染(X2)土壤可交换Sb降低幅度分别达66.39%和72.88%，轻度污染(X3)土壤的达56.04%和56.86%。土壤pH值和电导率(EC)随材料添加量的增加而显著增加。总之，FS和PFS对Sb具有高效的吸附性能，在土壤中施用均能高效钝化Sb并缓解土壤酸化，表明两种材料具有很好的修复潜力。

关键词：锑污染铁基钝化材料表征吸附实验土壤培养

藜芦扩散对山地草甸草地植被特征和土壤理化性质的影响

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生态环境学报 2024年第8期33卷 1174-1181页

作者：庞波海香张海芳张艳军王慧刘红梅杨殿林农业农村部环境保护科研监测所/农业农村部产地环境污染防控重点实验室天津300191

藜芦(Veratrum nigrum)可作为草地退化的指示指标,其在天然草地中常为伴生种,随着草地退化程度的加剧,不可逆地取代本土植物演化为优势物种。然而,藜芦扩散对植被与土壤性质的影响机制仍不清楚。为探明藜芦扩散蔓延对山地草甸草地植被... 详细信息

藜芦(Veratrum nigrum)可作为草地退化的指示指标,其在天然草地中常为伴生种,随着草地退化程度的加剧,不可逆地取代本土植物演化为优势物种。然而,藜芦扩散对植被与土壤性质的影响机制仍不清楚。为探明藜芦扩散蔓延对山地草甸草地植被特征和土壤理化性质的影响,以及植被特征与土壤理化性质间的关系。以内蒙古山地草甸草地为研究对象,根据藜芦覆盖度等级设置对照C_(0)(无藜芦)、轻度危害C_(1)(盖度≤20%)、中度危害C_(2)(20%40%)4个危害度等级,调查分析不同藜芦危害程度下山地草甸草地植物群落组成和土壤理化变化特征。结果表明,与无藜芦对照C_(0)相比,C_(3)处理植物群落的物种丰富度、Shannon和Simpson指数均显著下降;总地上生物量随着藜芦危害度的增加呈现出先降低后增加的趋势;相比C_(0),C_(1)、C_(2)和C_(3)处理除藜芦与优势植物以外的其他植物地上生物量分别显著下降9.93%、57.7%、46.9%;同时,随着藜芦危害度的增大,土壤p H显著下降,而土壤全氮、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷和速效钾含量在C_(3)处理下均显著高于C_(0);相关性分析表明,土壤p H值、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷含量是影响藜芦地上生物量的重要环境因子;土壤p H值、全磷、硝态氮、铵态氮和速效磷含量是影响植被群落物种丰富度和Shannon多样性指数的重要环境因子。综上所述,藜芦通过增加土壤养分含量,降低土壤p H,同时降低草地植物群落丰富度与物种多样性,加速自身种群数量的扩散。

关键词：藜芦山地草甸草地植被特征土壤理化性质

根施伯克氏菌对小麦镉吸收转运的两段式阻控作用

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环境科学 2024年第2期45卷 1150-1160页

作者：郭佳佳王常荣刘仲齐黄青青张长波黄永春薛卫杰孙约兵农业农村部环境保护科研监测所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 东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030

为评估将伯克氏菌Y4(Burkholderia sp.Y4)作为污染农田小麦降镉(Cd)菌的可行性,通过微生物高通量测序、土壤Cd逐级提取、小麦Cd亚细胞分布和赋存形态检测等手段,分析了菌株Y4处理下根际土壤微生物群落和Cd有效态变化,以及小麦根、基节... 详细信息

为评估将伯克氏菌Y4(Burkholderia sp.Y4)作为污染农田小麦降镉(Cd)菌的可行性,通过微生物高通量测序、土壤Cd逐级提取、小麦Cd亚细胞分布和赋存形态检测等手段,分析了菌株Y4处理下根际土壤微生物群落和Cd有效态变化,以及小麦根、基节、节间和籽粒Cd含量及其转运特征.结果表明,根施菌株Y4显著降低了小麦根部和籽粒Cd含量,与对照处理相比降幅分别为7.7%和30.3%.小麦营养器官Cd含量及Cd转移因子结果显示,菌株Y4处理使Cd从基节向节间的转移因子降低79.3%,小麦节间Cd含量也随之降低50.9%.Cd赋存形态研究发现,菌株Y4处理增加了根和基节中残渣态Cd占比,降低了根系中无机态和水溶态Cd的含量,并提高了基节中残渣态Cd含量.进一步检测Cd的亚细胞分布发现,根细胞壁和基节细胞液中Cd含量增幅分别达21.3%和98.2%,可见菌株Y4处理提高了根细胞壁和基节细胞液对Cd的固定能力.深入研究根际土壤发现,菌株Y4处理使小麦成熟期根际伯克氏菌的相对丰度由9.6%提高至11.5%,并改变了土著微生物的群落结构,提高了Gemmatimonadales、Pseudomonadales和Chitinophagales等相对丰度,并降低了Acidobacteriota等相对丰度.同时,施加菌株Y4提高了根际土pH值,增幅达8.3%;降低了土壤中的可交换态Cd、碳酸盐结合态Cd和铁锰氧化物结合态Cd含量,其降幅分别达44.4%、21.7%和15.9%,而残渣态Cd比例高达53.6%.根施菌株Y4提高了土壤中硝态氮和铵态氮的含量,增幅可达22.0%和21.4%,并且碱解氮含量也有一定程度提高.由此可见,根施菌株Y4不但提高了土壤氮素可利用性,同时能够通过降低根际土壤中Cd有效性、提高小麦根和基节的Cd拦截固定能力,“两段式”阻控污染土壤中Cd向小麦籽粒的转运积累.故伯克氏菌Y4作为小麦降Cd促生菌剂具有一定的应用潜力.

关键词：伯克氏菌小麦镉(Cd) 吸收微生物群落结构

国外农村人居环境监测体系发展现状及对我国的启示

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农业资源与环境学报 2024年

作者：卞靖豪申锋魏孝承谭璐刘芳陈昢圳张春雪黄治平杨波王强农业农村部农村厕所与污水治理技术重点实验室农业农村部环境保护科研监测所

乡村振兴战略下，我国农村人居环境监测面临新任务和新挑战，迫切需要明确发展思路和方向。当前我国农村人居环境监测存在体系不健全、法律法规不完善、监测技术不成熟等问题。本文通过系统梳理分析国外农村人居环境监测体系的发展历程... 详细信息

乡村振兴战略下，我国农村人居环境监测面临新任务和新挑战，迫切需要明确发展思路和方向。当前我国农村人居环境监测存在体系不健全、法律法规不完善、监测技术不成熟等问题。本文通过系统梳理分析国外农村人居环境监测体系的发展历程和发展现状，凝练总结出国外农村人居环境监测的先进经验和做法，结合我国农村人居环境发展的实际情况和客观条件，在政策法规、监测技术、标准体系和管理机制等层面，提出了对我国农村人居环境监测体系发展的启示和建议。此外，与时俱进地提出了加强农村人居环境中新污染物的监测与管理，为加快推进我国农村人居环境整治增效提质提供科学依据和决策支撑，为推动乡村振兴与和美乡村建设提供借鉴与参考。

关键词：人居环境环境监测乡村建设国外经验

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地膜科学使用与污染治理探究

河北农业 2024年第8期 40-43页

作者：候月朱文博吉林省农业环境保护与农村能源管理总站

近年来,地膜覆盖栽培技术在我国得到了广泛地运用,改变了传统农业模式,推动了农业生产力发展,被誉为“白色革命”。但地膜难以自然降解,随着地膜使用量的不断增加,部分地区地膜残留问题日益突出,危害耕地质量,影响农业生产,制约农业绿... 详细信息

近年来,地膜覆盖栽培技术在我国得到了广泛地运用,改变了传统农业模式,推动了农业生产力发展,被誉为“白色革命”。但地膜难以自然降解,随着地膜使用量的不断增加,部分地区地膜残留问题日益突出,危害耕地质量,影响农业生产,制约农业绿色质量发展。文章分析了我国地膜的应用现状、地膜污染的危害,以及地膜污染的形成原因,并提出了地膜科学使用与污染治理策略。

关键词：地膜科学使用污染治理再利用

赤铁矿与巯基坡缕石复配对砷镉复合污染土壤修复效应研究

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 285-293页

作者：景睿裴楠狄雪荣梁学峰秦旭彭云英徐应明黄青青孙约兵东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 农业农村部产地环境污染防控重点实验室农业农村部环境保护科研监测所天津300191

为探讨巯基坡缕石(MPAL)和赤铁矿(Fe2O3)对土壤重金属污染钝化阻控效应,以江西某农田Cd-As复合污染水稻土为供试土壤,采用盆栽试验研究了巯基坡缕石、赤铁矿单一以及复配处理下土壤pH值、Cd-As有效态与形态分布及水稻生物量和Cd、As、F... 详细信息

为探讨巯基坡缕石(MPAL)和赤铁矿(Fe2O3)对土壤重金属污染钝化阻控效应,以江西某农田Cd-As复合污染水稻土为供试土壤,采用盆栽试验研究了巯基坡缕石、赤铁矿单一以及复配处理下土壤pH值、Cd-As有效态与形态分布及水稻生物量和Cd、As、Fe含量。结果表明:施加不同材料后水稻籽粒生物量较对照显著增加了2.37~2.45倍,土壤中DTPA-Cd含量显著降低16.94%~22.57%(P<0.05)。土壤连续浸提形态分析显示,MPAL和Fe2O3复配处理提高了土壤中无定形态铁氧化物结合态Cd、As含量。MPAL和Fe_(2)O_(3)复配处理下水稻根系Cd和As含量降幅分别达7.14%、25.13%,不同处理下稻米Cd含量降幅为40.00%~60.00%,但籽粒As含量处理间差异不显著。研究表明,巯基坡缕石和赤铁矿复配材料可以有效降低土壤中Cd和As含量,减少水稻对Cd和As的吸收,具备Cd-As复合污染农田修复和安全利用的潜在应用价值。

关键词：巯基坡缕石赤铁矿水稻镉砷复合污染土壤