啤酒污泥和草木灰对镉形态和土壤酶的影响
生物炭在铅、镉污染土壤修复中的研究进展
Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2018, 6(4), 108-114 Published Online October 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html,/journal/hjss https://https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html,/10.12677/hjss.2018.64014 Research Progress of Biochar in Soil Restoration of Lead and Cadmium Composite Contaminated Soil Ling Chen, Qingwei Zhang, Xiucai Yang, Xiaoli Wang* College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang Guizhou Received: Sep. 19th, 2018; accepted: Oct. 8th, 2018; published: Oct. 15th, 2018 Abstract Biochar is a kind of highly aromatic refractory solid material which is formed by carbonization of organic materials under anaerobic conditions. It has good structure, large specific surface area and adsorption capacity. Numerous studies had shown that biochar, as a new passivating agent, can reduce the acid extractable lead (Cd) and cadmium (Pb) in soil by a series of reactions such as complexation, precipitation, adsorption and ion exchange with heavy metals. This paper summa-rized the researches of biochar in soil remediation of Cd and Pb pollution in recent years, and ex-plored the difference between the effect of biochar remediation of Cd and Pb combined pollution and single contaminated soil from the aspects of curing heavy metals, repairing effect and influen-cing factors in order to provide the basis for the research on heavy metal combined pollution re-mediation of biochar. The long-term effect of biochar on heavy metal combined pollution should be strengthened in the future. Keywords Biochar, Cd, Pb, Soil Recovery 生物炭在铅、镉污染土壤修复中的研究进展 陈领，张青伟，杨秀才，王小利* 贵州大学农学院，贵州贵阳 收稿日期：2018年9月19日；录用日期：2018年10月8日；发布日期：2018年10月15日 *通讯作者。
土壤镉污染的治理方法
土壤镉污染的治理方法 目前，镉污染治理方法的研究概括起来，主要有四种治理措施。 1、工程治理方法 工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤锅污染。土壤中镉元素的形态是可逆的。随着酸性污水的侵袭，被固定的镉又被活化为交换态。因此对锅污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土。如沈阳张士灌区对土壤锅污染的改良方法，根据镉元素在土壤中的分布状况，铲除表土5-10cm，即可使米镉下降25%-30%，铲土15-30 cm，米镉下降50%，但需要一定量投资，其效果更佳。此外还可以在污染的土壤上加上未污染的新土或将污染的土壤移走换上新土等。以上措施具有效果彻底、稳定等优点，但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。 2、生物治理方法 生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染。主要有：动物治理：①利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的镉。②生物治理：利用土壤中的某些微生物对镉产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用，降低土壤中镉形成难溶磷酸盐；原核生物(细菌、放线茵)比真核生物(真菌)对镉更敏感，格兰氏阳性菌可吸收镉。 3、化学治理方法 化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土
壤锅发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低锅的生物有效性。①施用石灰，此法提高土壤PH，又增加了土壤表面对镉的吸附，使镉的毒性降低，是抑制植株吸收镉的有效措施。②施加有机物(OM)，增大土壤的吸附能力或生成CdS沉淀，从而减轻危害。 ③化学沉淀方便简单，实际应用较多，如在水田条件下施正磷酸盐化合物使之形成沉淀。例如沉淀法就是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(PH、OH- 、S042-、等)时，形成金属的沉淀物而降低土壤镉的污染，如向土壤中投放钢渣易被氧化成铁的氧化物，对镉的离子有吸附和共沉淀作用，从而使镉固定。④离子拮抗利用，Mn2+、Ca2+等阳离子对C d2+的拮抗作用，可减少植物对福的吸收。此外，电动修复镉污染土壤也是一个比较良好的方法，Marceau等研究了小规模的镉污染土壤的电动修复，用硫酸控制阴极区的酸度，提高镉溶出率，经过3000多小时的电动修复，镉的起始浓度为882 mg/kg 污染土壤，最终98. 5%的镉清除，效果较好。化学治理措施优点是治理效果和费用都适中，缺点是容易再度活化。 4农业治理方法 农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度减轻锅的危害，在污染土壤种植不进入食物链的植物。主要途径有:①通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位(Eh)，达到降低镉污染的目的；②在不影响土壤供肥的情况下，选择最能降低土壤锅污染的化肥；③曾施有机肥固定土壤中锅的化合物以降低土壤锅的污染；④选择抗污染的植物和不在镉污染的土壤种植进入食物链的植物。例如在含镉
土壤中酶
土壤酶的研究进展 摘要：土壤酶作为土壤组分中最活跃的有机成分之一不仅可以表征土壤物质能量代谢旺盛程度，而且可以作为评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标，并且，在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。本文通过分析、总结国内外土壤酶研究进展，研究土壤酶的来源、作用及其影响因素，展望土壤酶学的发展前景，将有助于该学科研究的纵深发展与广泛利用。 关键字：土壤酶作用影响因素进展 前言 土壤酶( soil enzyme)是指土壤中的聚积酶, 包括游离酶、胞内酶和胞外酶, 其活性变化规律及与生态因子的相互作用关系研究引起众多学者的重视, 它是评价土壤质量的重要手段之一[1], 同时也是评价土壤自净能力的一个重要指标[2]。对土壤酶的研究，让我们能更好地去了解土壤酶是土壤有机体的代谢动力, 在生态系统中起着重要的作用, 以及与土壤理化性质、土壤类型、施肥、耕作以及其它农业措施的密切关系。而土壤酶活性在土壤中的表现, 在一定程度上反映了土壤所处的状况, 且对环境等外界因素引起的变化较敏感, 成为土壤生态系统变化的预警和敏感指标。 关于土壤酶的研究历史可以追溯到19世纪末，自Woods( 1898) 首次从土壤中检测出过氧化氢酶活性以来, 土壤酶研究经历了一个较长的奠定和发展时期( 关松荫, 1986) 。一般认为, 20 世纪50 年代以前为土壤酶学的奠定时期, 许多土壤学者从各种土壤中共检测出了40 余种土壤酶的活性,并发展了土壤酶活性的研究方法和理论, 土壤酶研究逐渐发展成一门介于土壤生物学和生物化学之间的一门新兴边缘交叉学科( Burns, 1978)[3]。20 世纪50～ 80 年代中期为土壤酶学迅速发展的时期。由于生物化学和土壤生物学所取得的巨大成就, 土壤酶的检测技术和方法不断改进, 一些新的土壤酶活性逐渐被检测出来。到20 世纪80 年代中期, 大约有60 种土壤酶活性被检测出来, 土壤酶学的理论和体系逐渐完善。土壤酶活性与土壤理化性质的相互关系、土壤酶的来源和性质以及土壤酶检测手段的改进等成为这段时期的研究重点[4, 5]。土壤酶活性的研究作为土壤肥力指标而受到土壤学家的普遍重视( 周礼恺, 1987) 。20 世纪80 年代中期以后为土壤酶学与林学、生态学、农学和环境科学等学科相互渗透的时期, 土壤酶学的研究已经超越了经典土壤学的研究范畴, 在几乎所有的陆地生态系统研究中, 土壤酶活性的检测似乎成了必不可少的测定指标[7, 8]。由于土壤酶活性与土壤生物、土壤理化性质和环境条件密切相关( Dick, 1996) , 因而土壤酶活性
我国土壤中镉污染的研究进展
我国土壤中镉污染的研究进展 摘要：在大量研究资料的基础上，对目前受关注程度较高的镉（Cd）污染进行了概述，简要分析了国内土壤Cd污染状况；并对土壤重金属污染的一般治理方法进行了论述，在此基础上对生态修复理论进行了探讨。 关键词：土壤；镉污染；修复方法；生态修复 1 引言 当今世界环境污染问题已成为全世界最受关注的问题之一，而土壤中重金属的污染已是全球面临的重大环境污染之一。土壤重金属因其特有的生物的毒性和已积累性，对生态系统和人类的健康已构成严重的威胁，其中重金属镉更易被农作物吸收和积累，并通过食物链富集，进而对农产品品质安全和人类健康安全构成威胁。农产品质量不仅关系到城乡居民健康、营养与安全，而且关系到为我国农业与食品的国际竞争力。据研究表明我国农田土壤中的重金属含量持续增加，蔬菜地土壤受重金属的污染日益严重胡超[1]。 目前针对土壤重金属污染的治理，以修复被污染土壤为目的的技术体系主要有：①农业生态工程措施，即在被污染的土壤上种植不进入食物链的植物，或者栽植观赏苗木、铺设草皮等；②土壤改良措施，包括排土、客土、淋洗、增加土壤有机物、施加土壤改良剂等；③现代物理化学方法，如污染土壤固化、玻璃化、热处理；④生物修复（净化），即利用特殊植物或微生物体系清除土壤和水体中的污染物或降低污染物的毒性，使受污环境得到恢复。这些治理途径都有各自的优点和不足。利用客土、淋洗等各种物理、化学方法进行重金属污染土壤修复耗能大，操作费用高，对环境存在一定的二次污染性。而相应的利用生物修复技术则成本低、回收和处理富集重金属的植物较为容易，且在清理土壤重金属污染物的同时，可清除土壤周围大气和水体中的污染物，有较高的环境美化价值，有利于生态环境改善[2]。自20世纪90年代以来，植物修复技术已成为环境污染治理研究领域的一个前沿课题。植物修复过程依赖于植物的能力从而吸收和代谢毒性较低的污染物。不同的植物对污染物的吸收、积累和降解能力不同。植物的生长率和生物量是决定了该种植物能否被选为植物修复的植物，以及它们对污染物有一定的承受力和生物积累，它们根区的深度，和它们潜在的蒸腾能力。用于植物修复的植物不仅要有积累，降解或挥发污染物，但也应该有在不同的条件下迅速成长的能力。 2 我国土壤中镉污染状况 随着工业迅猛发展,大量的重金属严重污染了农田。我国大多数城市近郊土壤都受到了
镉污染土壤修复
《镉污染土壤修复技术研究进展_易泽夫》 简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害；详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素；着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景，为镉污染土壤修复提供参考和基础。 镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得目前尚无一种真正稳定高效的修复技术能满足现实生产的需求；物理修复和化学修复能较快实现土壤中镉含量的降低，但其仅改变了土壤中镉的存在形式而没有将其彻底清除，往往还存在成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染的问题；动物修复和微生物修复作为一种绿色修复技术相比于其他修复方式具有经济、方便、不改变土壤固有理化性质的特点，但其修复速度慢、见效时间长、对土壤环境要求高的问题限制了其大面积的推广应用。利用植物修复被镉污染的环境，不仅成本低廉，而且有良好的综合生态效益，尤其适合大面积推广。寻求更多的镉污染超积累植物资源，研究镉超积累植物与根际微生物共存体系，利用分子生物学和基因工程克服镉污染超积累植物自身的生物学缺陷，从而彻底实现镉污染土壤修复的高效、稳定、绿色是研究的主要方向。 《棉秆炭对镉污染土壤的修复效果_周建斌》 采用盆栽方法，研究了棉秆炭对镉污染土壤的修复效果及对镉污染土壤上小白菜(Brassica chinensis)镉吸收的影响。结果表明：以微孔为主的棉秆炭能够通过吸附或共沉淀作用降低土壤中镉的生物有效性。在轻度镉污染时，棉秆炭处理土壤对镉的吸附速率较快，随着镉污染程度的增加，吸附速率逐渐减慢，吸附量逐渐增加。棉秆炭能够明显降低镉污染土壤上小白菜可食部和根部的镉积累量，可食部镉质量分数降低49.43%~68.29 %，根部降低64.14%~77.66 %，说明棉秆炭具有修复土壤镉污染，降低蔬菜镉含量的作用，可提高蔬菜品质。
富镉铅锌矿山的环境影响―――以贵州都匀牛角塘矿床为例
第19卷 增刊2004年6月 地球科学进展 A DVANC E I N E AR T H S C I ENCE S V o l.19S uppl. J u n.，2004 文章编号：1001-8166（2004）增-0456-05 富镉铅锌矿山的环境影响 ———以贵州都匀牛角塘矿床为例 叶 霖1，2，李朝阳1，刘铁庚1，李晓彪1，皮道会1 （1.中国科学院地球化学研究所，贵州贵阳550002；2.中国科学院研究生院，北京 100039） 摘 要：矿床的开采和选冶，常常将其中重金属有毒元素释放到环境中，铅锌矿造成的环境污染尤为严重。贵州都匀牛角塘矿床是国内外少见的富镉锌矿床，其中镉高度富集。本文通过对通过对矿区水、土壤及植物的分析和调查，发现其中镉和锌均已远远超过国家标准，矿区周围环境已受到严重污染。研究表明矿床的表生风化作用是镉等重金属释放的主要途径之一，更重要的是矿山的采矿和选矿更加剧了其释放量，虽在目前人群中没有明显中毒现象，可能是由于矿床开采时间较短，C d等重金属元素在人体中积累不多所致。但矿山环境污染是污染元素长期积累造成的结果，即使在矿山关闭十年、上百年甚至上千年时间内，矿山尾矿淋滤液对环境生态的影响依然存在。因此，在矿山开发过程中必须注意矿床中有用元素的综合利用和重视环境保护，防患于未然，特别是对这类富含有毒污染元素的金属矿山的开采更应如此。 关 键 词：镉；富镉铅锌矿床；环境影响；贵州 中图分类号：X37 文献标识码：A 矿床的开采和选冶，使地下一定深度的矿物暴露于地表环境，致使矿物的化学组成和物理状态改变，加大了（重）金属向环境的释放通量，同时，由于硫化物氧化产酸，改变水体pH值或酸化，增加无机盐成分和水硬度，对人和动植物的危害异常突出。因此，矿山开发引起的环境问题是全球普遍关注的问题，越来越受到人们的重视，己成为环境地球化学的一个重要研究领域。其中铅锌矿山开采引发的环境污染问题尤为严重，主要由于其中镉等重金属有毒元素向环境的释放。镉是重金属有毒元素之一，实验表明，镉能抑制人和动物生长，生殖能力下降，并对酶系统和对动物必需的某些元素造成不良影响，甚至影响胎儿性别，形成“女儿村”。过量吸收镉还会致使儿童发育不良，造成身高、体重、胸围和肺活量下降，抑制肾皮质微粒体G ST活力，损伤人体骨质，造成肾小管功能障碍，并与某些肿瘤如肺癌的形成有关等。此外，含镉的废水排入农田会造成稻秧枯死，即使能成活，人、畜、禽吃了这些被镉污染的农作物，会在人体的某些器官（主要存在人的肾脏和大脑）富集，危害人类健康，甚至导致死亡［1］，日本发现的“痛痛病”便是镉中毒的具体病例，这种疾病多发生在铅锌矿区和铅锌冶炼厂及其周围。贵州都匀牛角塘矿床是国内外少见的富镉锌矿床，本文拟通过矿区环境调查和表生风化模拟实验，探讨其开发过程中重金属有毒元素的释放。 1 区域及矿床地质简介 贵州都匀牛角塘富镉锌矿位于黔东铅锌成矿带南端。早楼断裂为矿区的主干断裂，呈N E向贯穿整个矿区。矿区出露地层从上震旦统到寒武系娄山关群均有，其中上震旦统—下寒武统乌训组以碳酸盐岩和细碎屑岩为主，其次为碳质页岩、泥岩及硅质岩等。矿体主要赋存于乌训组之上的下寒武统清虚洞组含藻白云岩岩中。目前在矿区已发现四个矿化 收稿日期：2004-04-10. *基金项目：国家自然科学基金项目“富镉铅锌矿的表生地球化学及其环境效应”（编号：40373021）；中国科学院矿床开放室基金资助. 作者简介：叶霖（1970-），副研究员，主要从事矿床地球化学研究. E- M a i l：y e li n 101010＠s i na. c om
有关影响土壤酶活性因素的分析报告
关于影响土壤酶活性因素的研究 摘要：本文对国内外土壤酶活性影响因素的研究进行了综述,总结了土壤微生物、团聚体、农药、重金属和有机物料等对土壤酶活性的影响,并对土壤纳米粒子与土壤酶活性关系的研究发展前景进行了展望。 关键词：土壤酶活性;微生物;团聚体;重金属;有机物料 Study progress on factors affecting soil enzyme activity Abstracts:In this article,the study on factors affecting soil enzyme activity in recent years was reviewed. Several aspects such as microbial,aggregation,heavy metals,organic manure and so on were included.At the same time,the effects of the soil inorganic nanometer particle (SINP) on soil enzyme activity inthe future research was forecasted. Key words:soil enzyme activity;microbial;aggregation;heavy metals;organic manure 酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一,土壤酶和土壤微生物一起共同推动土壤的代谢过程[1]。土壤酶来源于土壤中动物、植物和微生物细胞的分泌物及其残体的分解物,其中微生物细胞是其主要来源[1,2]。土壤中广泛存在的酶类是氧化还原酶类和水解酶类,其对土壤肥力起重要作用。土壤中各有机、无机营养物质的转化速度,主要取决于转化酶、蛋白酶磷酸酶、脲酶及其他水解酶类和多酚氧化酶、硫酸盐还原酶等氧化还原酶类的酶促作用[2]。土壤酶绝大多数为吸附态,极少数为游离态,主要以物理和化学的结合形式吸附在土壤有机质和矿质颗粒上,或与腐殖物质络合共存[3]。 土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向[4],其活性是土壤肥力评价的重要指标之一,同时也是土壤自净能力[1]评价的一个重要指标。土壤酶的活性与土壤理化特性、肥力状况和农业措施有着显著的相关性[5]。因此,研究土壤酶活性的影响因素,提高土壤酶活性,对改善土壤生态环境,提高土壤肥力有重要意义。本文对土壤酶活性影响因子的研究
我国铅锌矿山土壤重金属污染综述及现状分析
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2014, 4, 187-194 Published Online October 2014 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html,/journal/aep https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html,/10.12677/aep.2014.45026 Analysis of Soil Heavy Metals Pollution and Its Present Situation around Lead-Zinc Mining Areas in China Pei Xu, Chao Wu School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha Email: 276534317@https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html, Received: Aug. 9th, 2014; revised: Sep. 10th, 2014; accepted: Sep. 22nd, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html,/licenses/by/4.0/ Abstract We analyze the source of heavy metals soil pollution, its pollution character and the harm of pol-lution, and review the condition of heavy metal soil pollution in lead-zinc mining areas in recent years to propose some suggestions for pollution control. Keywords Lead-Zinc Mines, Soil, Heavy Metals Pollution 我国铅锌矿山土壤重金属污染综述及现状分析 徐佩，吴超 中南大学资源与安全工程学院，长沙 Email: 276534317@https://www.wendangku.net/doc/ca5381483.html, 收稿日期：2014年8月9日；修回日期：2014年9月10日；录用日期：2014年9月22日 摘要 综述了我国铅锌矿山土壤重金属污染来源、特点和危害，分析了近几年我国铅锌矿山土壤重金属污染状
土壤有机质对镉污染土壤修复的影响_宋波
第46卷第4期土壤通报Vol . 46 , No . 4 2015 年 8 月Chinese Journal of Soil Science Aug . , 2015 土壤有机质对镉污染土壤修复的影响 宋波1，2，曾炜铨 1 （1. 桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林 541004；2. 广西环境污染控制理论与技术重点实验室，广西桂林 541004） 摘要：镉是生物非必需具生物毒性元素，有机质作为修复镉污染土壤的重要改良剂之一而备受关注。土壤有机质通过对土壤理化性质、对镉的吸附-解析、络合作用、生物有效性作用影响镉污染土壤修复效果。主要阐述了土壤有机质对镉污染土壤修复的影响作用机制，探讨了有机质的适用条件、影响因子，分析了工程应用过程存在的问题，以期为重金属污染土壤修复技术研究提供新的思路。 关键词：有机质；镉；修复；吸附 中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：0564- 3945(2015)01- 1018- 07 宋波，曾炜铨.土壤有机质对镉污染土壤修复的影响[J].土壤通报，2015，46（4）：1018- 1024SONG Bo, ZENG Wei- quan. Effects of Organic Matter on the Remediation of Cadmium- Contaminated Soil- A Review[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2015, 46(4): 1018- 1024 在1980年中国农业环境报告中，我国镉污染农田面积达到9333 hm2，超过10000 hm2土壤中镉含量范围为 1 ~ 10 mg kg- 1，远远超过了国家土壤环境二级质量标准限定值0.3 mg kg- 1[1, 2]。镉是一种有毒痕量元素[3]，在联合国环境规划署和美国国家环境保护局（OEPA）优先污染物名单排名中分别列为首位、第六位[4, 5]。镉在土壤中蓄积性强、迁移能力强[6]，能影响深层土壤。土壤镉污染主要来源于矿业冶炼、工业废水及废弃物排放、含镉电镀材料与颜料的生产和使用。土壤镉进入人体的途径主要有三种方式[7]：（1）食物摄入；（2）皮 肤接触；（3）吸入大气中含镉颗粒，而土壤镉主要通过食物摄入威胁人体健康[8]。镉在人体中的半衰期长达20~40 年，可引发“骨痛病”和肾损害等症状，联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）建议正常成人每天摄镉量为59 ~ 71μg[9]。可见土壤镉污染问题极为严重，一旦土壤出现累积镉趋势，势必影响土壤微生物新陈代谢机制[10]，毒害农作物的生长，潜在威胁人体健康。随着城乡居民对生活健康质量安全性问题的理解 日益增强，对土壤质量安全问题更加重视。因此，如何修复镉污染土壤及其影响因子等问题备受国内外学者们的关注[11~13]。 重金属污染土壤的处置是一项耗资巨大而又艰巨的任务，为提高重金属污染土壤的修复效果，使用范围较为广泛的土壤改良剂主要包括有机类、无机类等材料[14~16]，其中，因有机质与土壤镉存在一定相关关系，对镉的亲电性较强[17, 18]，能够定量地测定土壤镉含量，又对镉污染土壤修复影响效果最佳及经济高效等优点而备受广泛关注与应用。目前能够系统介绍有机质对镉污染土壤的影响机理及其适用条件、影响因子的文献较少，鉴于此，本文通过相关文献整理、工作经验等途径系统地概述了有机质对镉污染土壤的影响机理、影响因子，评述了有机质在实际应用中存在的问题及展望。 1 土壤有机质的来源及组分 土壤有机质泛指土壤中主要来源于生命的物质，包括腐殖质、生物碳、可溶性碳和可氧化碳等。不同有 机质来源类型对镉在土壤中的生物有效性影响存在差异，按其来源可分为外源有机质与内源有机质两类：外源有机质主要指通过施肥、堆肥等方式获取的含有较多有机质的有机物料（如猪、鸡粪等粪便或稻草等植物残体）；内源有机质主要是来自于土壤里微生物新陈代谢产物或动植物残体的腐化分泌物等，主要分泌产物为胡敏酸、胡敏素等。不同来源的有机质对镉的吸附- 解析等作用影响各不相同，本文分别以表1中罗列的有机质来源作为关键词通过中国知网、Science direct 等数据库检索出国内外具有影响镉污染土壤修复作用的有机质及其应用方面的文献，大多数含有机质的材料都能显著地提高农作物的产量，降低镉在土壤中的生物有效性和可迁移性，而污泥、水稻等秸秆等含有机质材料可能是由于其对土壤镉的络合作用，促进了土 收稿日期：2014- 12- 14；修订日期：2015- 2- 11 基金项目：国家自然科学基金（41161056）、广西“八桂学者”建设工程专项经费和广西自然科学基金重大项目（2013GXNSFEA053002）资助
昌化铅锌矿区尾矿废弃地土壤铅镉的全量与有效态含量分析
昌化铅锌矿区尾矿废弃地土壤铅镉的全量与有效态含量分 析 摘要：矿区污染，特别是采矿区的土壤污染越来越严重，其中以重金属污染问题最为严重。本文对昌化铅锌矿区的尾矿库、修复区以及边缘区土壤中的铅、镉全量及有效态含量进行了测定，通过数据分析得出，不同区域的土壤铅镉全量、有效态含量存在这不同程度的相关性和差异，并且已受到污染。 关键词：采矿区；污染；铅、镉；全量；有效态；相关性 1样品采集 根据所研究的区域分布情况，于2014年6月至8月在昌化铅锌矿尾矿区按照尾矿库，修复区和边缘区3种区域进行采样。其中尾矿库8个采样点，修复区4个采样点，边缘区3个采样点，每个采样点均是5个样本。每个采样点的5个样品采用多点混合垂直取样。 2尾矿废弃地土壤铅、镉全量分析 2.1铅、镉全量特征 通过尾矿废弃地的土壤样品测定结果（见表2-1）显示，能够非常直观的看出尾矿区、修复区和边缘区，铅含量远远
超出铅的海南土壤背景值和中国土壤背景值，其中尾矿区的铅含量平均值为海南土壤背景值的351.31倍，修复区和边缘区的铅含量依次是海南土壤背景值的296.23倍和92.00倍，结果显示该研究区域污染较严重。同时也说明铅含量在昌化铅锌矿尾矿废弃地的各个研究区域的水平分布和污染程度 不相同。 同理，根据昌化尾矿废弃地研究结果（见表2-1），统计数据显示尾矿区略低于修复区，尾矿库和修复区均远远高于边缘区。三个研究区域的镉含量分别是海南土壤背景值的873.8倍，940.98倍和292.35倍。 综上所述，海南昌化铅锌矿尾矿废弃地的铅镉含量边缘区低于修复区和尾矿库，尾矿库和修复区的铅镉含量大致相同。但是，各个研究区域的铅镉含量均是远远超出海南土壤背景值和中国土壤背景值。说明研究区域的铅镉含量呈现出显著富集状态，受到比较严重的铅镉污染，该研究区域受到比较严重的铅锌矿冶炼的影响。边缘区的铅镉含量值小于修复区和尾矿库，说明离铅锌矿冶炼区越远受到的污染越小。 3.尾矿废弃地土壤铅、镉有效态含量分析 3.1研究区铅、镉有效态含量系数研究 各研究区域的最大值与最小值有很大差别，说明铅的有效态含量在研究区域内分布也极不均匀。此外昌化尾矿废弃地各研究区域铅有效态含量的平均值也远远超出全国土壤
农药对土壤酶活性影响的研究进展
农药对土壤酶活性影响的研究进展 闫 雷a,李晓亮a,秦智伟b,敖斯刚a (东北农业大学a.资源与环境学院;b.园艺学院,哈尔滨 150030) 摘 要:随着农药对土壤污染的日益严重,越来越多的研究者将土壤酶作为指示剂,检测农药对土壤环境条件的影响,并根据土壤酶活性的变化来判断污染物对土壤的毒害程度,这也是从土壤生物化学角度探索环境保护的一个新内容。为此,介绍了影响土壤酶活性的环境因素,综述了农药对土壤酶活性影响的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为土壤农药污染的进一步治理和修复提供科学依据。 关键词:农药污染;土壤;酶活性;影响 中图分类号:S154.2 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2009)11-0223-04 0 引言 土壤酶是土壤新陈代谢的重要因素[1],土壤中所进行的生物和化学过程在酶的催化下才能完成。土壤污染条件下酶活性变化很大,土壤酶活性的改变将影响土壤养分的释放,从而影响作物的生长,所以土壤酶活性常作为土壤质量演变的生物活性指标。近年来,随着农药对土壤污染的日益严重,越来越多的研究者将土壤酶作为指示剂,检测农药对土壤环境的影响,并根据土壤酶活性的变化来判断污染物对土壤的毒害程度,这也是从土壤生物化学角度探索环境保护的一个新内容。 1 土壤酶活性的影响因素 1.1 土壤微生物 早在20世纪60年代就有人研究酶活性与土壤微生物活性之间的相互关系,如Lenhard发现微生物活性与土壤脱氢酶活性密切相关[2]。郭继勋证实了脲酶、磷酸酶和纤维素酶的活性与微生物量有较密切的关系,3种酶的活性随着生物量的增强而不断增强,二者变化基本同步[3]。Naseby通过向根际接种遗传改性微生物,发现遗传改性微生物生成的酶,对土壤的碳、磷转化具有重要作用[4]。沈宏等发现玉米生长的中、前期,土壤微生物中碳、氮与土壤过氧化氢、蔗糖 收稿日期:2009-06-06 基金项目:国家自然科学基金项目(39870469);黑龙江省博士后基金项目(LBH-Z06162);东北农业大学创新团队发展计划项 目(CXT003-1-3) 作者简介:闫 雷(1974-),女,黑龙江牡丹江人,副教授,博士,硕士生导师,(E-m ail)yan l ei h ai peng@g m ai.l co m。 通讯作者:秦智伟(1957-),男,黑龙江阿城人,教授,博士生导师, (E-m ail)qz w303@126.co m。酶、脲酶、蛋白酶活性及速效养分的相关性均达到显著或极显著水平[5]。 1.2 土壤理化性质 土壤水分、空气、温度与机械组成,一方面与微生物的活性和类型有显著的相关性,另一方面也会直接影响土壤酶活性的存在状态与强弱。一般来说,土壤湿度大,土壤酶活性高;但土壤过湿可能会造成土壤缺氧,从而影响微生物的生长[1]。温度直接影响释放酶类的微生物种群及数量,冯贵颖研究发现[6],在20 ~60 时,各土壤粘粒的脲酶吸附量随温度升高而降低。土壤中二氧化碳、氧气含量与土壤微生物的活性相关,因此对土壤酶活性有直接影响。土壤的机械组成及结构状况也能影响土壤酶活性[7]。同一类土壤的黏质土壤比轻质土壤具有较高酶活性,其原因是酶主要分布在腐殖质含量较高和微生物数量较多的细小颗粒中。因此,向矿质土中加入黏质土,能较大地增强蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性。 土壤化学性质可从多方面影响土壤酶活性。首先,能在很大程度上直接影响酶的主要生成者 微生物;其次,土壤中的某些化学物质可通过激活或抑制作用来调节胞外酶的功能。另外,土壤一系列化学性质,如土壤p H值、交换性阳离子的组成与比例、盐基饱和度、腐殖质的特性以及有机 矿物质复合体的组成等,在很大程度上决定酶在土壤中的固定情况。土壤pH值越低(低于蛋白酶的等电点),粘粒吸附的酶越多。土壤有机质与土壤酶之间存在显著正相关。土壤有机物质可吸附土壤中的酶,如脲酶、二酚氧化酶、蛋白酶及水解酶等,这些物质都曾以 酶 腐殖物质复合物 的形式从土壤中被提取出来。
铅锌污染对土壤细菌群落结构的影响及优势细菌吸附性能的研究
东北农业大学 硕士学位论文 铅锌污染对土壤细菌群落结构的影响及优势细菌吸附性能的研 究 姓名：任广明 申请学位级别：硕士 专业：应用微生物学 指导教师：曲娟娟 20090620
摘要 含重金属铅不仅影响了农产品的产量与品质 并通过食物链危害动物和人类的生命健康土壤重金属铅研究重金属污染条件下土壤微生物的群落结构多样性能揭示微生物对重金属污染环境的适应为环境治理提供理论依据简称PCR-DGGE技术 能较好地克服传统微生物培养方法的局限性 结合克隆和序列分析 本文采集了黑龙江省一铅锌矿区附近受不同程度铅总铅浓度范围为616.67-3353.33 mg/L总铅 根据培养细菌计数锌污染对土壤微生物数量有明显的抑制用通用引物对其中的16S rDNA进行扩增 Denaturing Gradient Gel Electrophoresis根据电泳图谱分析长期受铅 不同铅 可见铅不同程度的铅还使群落结构以及优势种群发生了改变 得到矿区土壤中的优势细菌的分子信息 从重金属铅锌污染矿区土壤中分离筛选出10株抗性细菌 确认2株细菌为指纹图谱指示的优势菌株Bacillus pumilus Pseudomonas aeruginosa 本文分别命名为M1和M2锌抗性能力均已达到4000 mg/L 投菌量为20 g/L25min时在Zn2+浓度为50 mg/L pH5.0吸附率最高为68.61%投菌量为30 g/L15min时在Zn2+浓度为50 mg/L pH5.0 吸附率最高为76.82% 铅微生物修复短小芽孢杆菌 Pseudomonas aeruginosa生物吸附
Effect of lead and zinc contamination on microbial community diversity in soil and research on bioadsorption of advantage bacteria Abstract The pollutants containing heavy metals lead and zinc entered the soil in variety ways. They not only affected the yield and quality of agricultural products, but also polluted the air and water quality of the environment, and through the food chain, endangering the lives of animal and human health. In recent years, heavy metals lead and zinc contaminated in the soil has become a hot spot research. Research on the effect of long-term exposure to heavy metals on structure and microbial community diversity in soils could reveal the tolerance and adaptation of microbes, and supply useful information for environment monitoring. Denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE)is one kind of molecular biology methods for detecting mutation of DNA. Since traditional methods of cultivating require the use of media or substrates on which only 1.0-10% of soil microorganisms can grow, applications of DGGE technique has been applied to soil ecosystem in recent years and has enabled the researchers to study microbial diversity at the molecular level. In this paper, Seven soil samples were collected from seven different sites near a lead and zinc mine in Heilongjiang province. The contents of total lead were 616.67-3353.33 mg/L, and the contents of zinc were 676.67-1055.0 mg/L. The microbial speciation in lead and zinc contaminated soil at different sites was studied. Bacterium were found being influenced negatively by lead and zinc. Amplified 16S rDNA sequences obtained from community DNA by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). Fingerprint reflected the altered community diversity with the lead and zinc gradient as expressed in terms of the position and number of bands. Based on the profiles of DGGE, bacterial populations were changed in all of the soil-sampling sites. That observation may indicate that the exist of lead and zinc resistant species. Quantity and structure varied in bacterial richness among the low contaminated sites, but with no sharp difference. The observed changes in the different soil microbial populations probably resulted from the combined direct and indirect effects of lead and zinc contamination. In accordance with DGGE fingerprint in-depth study has been gained the molecular information of soil bacterium. At the same time the experiment used the traditional method to isolate ten strains resistant bacteria in lead and zinc contaminated mining soil, two s trains bacterium were identified as Bacillus pumilus and Pseudomonas aeruginosa through morphological ,physiological
环境材料对铅、镉污染土壤玉米生长和重金属累积的影响(1)
第３６卷第３期２ ０ １ ３年５月 河北农业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＨＥＢＥＩ Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２ ０ １ ３ 文章编号：１０００－１５７３（２０１３）０３－００２０－０５ 环境材料对铅、镉污染土壤玉米生长 和重金属累积的影响 章智明， 黄占斌， 单瑞娟， 樊亚东 （中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院北京１０００８３） 摘要：为了探索环境材料对重金属污染土壤的植物生长和土壤修复效果，通过盆栽模拟试验研究了单一高分子 吸水材料（ＰＡＭ）、煤基营养物质（ＣＢＮ）、吸附性矿物材料（ＭＡＭ）、矿物化学材料（ＭＣＭ）及各材料不同组合对 重金属铅（Ｐｂ）、镉（Ｃｄ）污染土壤中玉米生长和玉米中重金属累积的影响。结果表明：单一ＣＢＮ、ＭＡＭ、ＭＣＭ 及这３种环境材料的组合促进重金属Ｐｂ、Ｃｄ污染土壤中玉米株高、叶面积的增加和生物量的积累。ＭＡＭ和 ＭＣＭ抑制重金属Ｐｂ、Ｃｄ向玉米秸秆和籽粒中转移，ＣＢＮ抑制重金属Ｐｂ向玉米秸秆和籽粒中转移。 关 键 词：重金属；农田土壤；环境材料；玉米；盆栽 中图分类号：Ｓ１９文献标志码：Ａ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎ ｍａｉｚｅ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎ ｈｅａｖｙｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｐｂ，Ｃｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｐｌａｎｔｓＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ－ｍｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｚｈａｎ－ｂｉｎ，ＳＨＡＮ Ｒｕｉ－ｊｕａｎ，ＦＡＮ Ｙａ－ｄｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｒｅｍｅｄｉ－ ａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ，ｔｈｅ ｍａｉｚｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ａｃｃｕｍｕｌａ－ｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｕｎｄｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｏｌｙｍｅｒ ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ（ＰＡＭ），ｃｏａｌ－ｂａｓｅｄｎｕｔｒｉｅｎｔ（ＣＢＮ），ｍｉｎｅｒａｌ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＭＡＭ），ｍｉｎｅｒａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＭＣＭ）ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＣＢＮ，ＭＡＭ，ＭＣＭ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｍａｉｚｅ ｈｅｉｇｈｔ，ｌｅａｆ ａｒｅａ ａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ．ＭＡＭ ａｎｄ ＭＣＭ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ｂｏｔｈ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ ｔｏ ｍａｉｚｅ ｓｔｒａｗ ａｎｄ ｇｒａｉｎ，ａｎｄ ＣＢＮ ｏｎｌｙ ｒｅ－ ｓｔｒａｉｎｅｄ ｔｈｅ Ｐｂ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｐｌａｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ；ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｍａｉｚｅ；ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 在我国，由于工矿“三废”排放和农药的过量使用，工矿区周围农业土壤中重金属过量积累，造成严重土壤污染［１－２］。我国重金属污染的农田土壤中，重金属铅（Ｐｂ）、镉（Ｃｄ）为最普遍的复合污染型。重金属Ｃｄ污染耕地１．３万ｈｍ２，涉及１１省市的２５个地区；粮食中含Ｐｂ量大于１ｍｇ／ｋｇ的产地也有１１个［３］。不断增加的重金属污染已经导致了大面积土地不能耕作。 收稿日期：２０１３－０３－２６ 基金项目：国家十二五“支撑计划”课题（ＮＯ．２０１１ＡＡ１００５０３） 作者简介：章智明（１９８９－），男，河北省衡水人，在读硕士生，主要从事环境工程、土壤修复和环境材料方面的研究．通讯作者：黄占斌（１９６１－），男，陕西省武功人，教授，从事植物生理生态、环境材料等方面的研究． Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｂｈｕａｎｇ２００３＠１６３．ｃｏｍ．