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

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(P<0.05),籽粒降Cd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(P<0.05),DTPA-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(P<0.05),说明蚯蚓具有很好的Cd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。     

云南省土壤As、Cd元素地球化学特征

据云南省1：20万水系沉积物测量及部分土壤测量成果,总结了不同介质、各类土壤与母岩的As、Cd的地球化学背景及异常分布特征,分析讨论了As、Cd的富集规律及来源。认为云南省As、Cd土壤背景含量高于水系沉积物的背景含量,并远远大于地壳平均含量。土壤中As、Cd含量以石灰土及石灰岩最高,是全省土壤平均值的1．5倍,随着pH值的升高,背景含量呈上升态势。As、Cd地球化学高值区与岩溶发育区对应较好。全省共圈出7个As异常带和12个Cd异常区,而面积、幅值最突出的As、Cd元素异常均位于石漠化重度发育的滇东南地区。As、Cd异常主要来源于高背景含量的母岩（碳酸盐岩）,其富集的主要原因是由于高pH值及高CEC值的碳酸盐岩土壤,质地黏重,有机质含量高,As、Cd迁移速率降低,被持留的量增大,造成我省碳酸盐岩发育区,土壤As、Cd高度富集．     

不同耕作方式下川芎对土壤中铅、镉含量的富集特征

以彭州川芎种植区的菜园土、稻田翻耕土、稻田免耕土和旱地(未种过川芎和蔬菜)四种土壤为研究对象,探讨了不同耕作方式下川芎对土壤中Cd、Pb的富集特征。结果表明:在四种耕作方式下,菜园土中Cd、Pb含量显著高于其他三种土壤,分别为1.10mg·kg-1和29.78mg·kg-1;土壤Cd综合污染指数和Hacanson系数分别为3.76和133.07,处于重污染和强生态危害状态。稻田翻耕土、稻田免耕土和旱地三种类型土壤在Cd含量上差异显著,依次为稻田免耕土(0.86mg·kg-1)稻田翻耕土(0.59mg·kg-1)旱地(0.37mg·kg--1),在Pb含量上三者差异不显著。川芎植株对Cd的富集在菜园土中显著高于其他土壤,表现为菜园土稻田免耕土旱地稻田翻耕土;川芎植株对Pb的富集以在稻田免耕土中最大,依次为稻田免耕土旱地稻田翻耕土菜园土。在四种土壤中,川芎叶片对Cd、Pb的富集能力均大于根茎,其中川芎叶片对Cd的富集能力是根茎的1.37倍,对Pb的富集能力是根茎的1.42倍,二者对Cd的富集能力在菜园土中差异最大(叶/根为1.56),对Pb的富集能力在稻田免耕土中差异最大(叶/根为1.98)。川芎对Cd、Pb的富集主要受轮作作物种类和耕作措施的影响。     

酸活化坡缕石对土壤中Cd的钝化效果研究

为探究不同浓度H_2SO_4溶液活化的坡缕石对土壤中Cd的钝化效果,使用浓度分别为5%、7.5%、10%、12.5%、15%的H_2SO_4溶液对坡缕石进行活化,加入Cd污染土壤进行钝化实验和盆栽实验。结果表明:施加不同浓度H_2SO_4溶液活化的坡缕石均能显著降低土壤有效态Cd含量,10%的H_2SO_4活化的坡缕石钝化效果最显著,毒性浸出(TCLP)和二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取态Cd含量分别降低31.11%和37.33%。通过欧洲共同体参考机构(BCR)连续提取法测定结果表明酸活化坡缕石能显著降低土壤中Cd的酸溶态含量和还原态含量,酸活化坡缕石能显著抑制玉米对土壤中Cd的吸收和地下部分向地上部分的转移,使玉米地上部分Cd的含量相比对照组降低26.99%～43.97%,玉米地下部分Cd的含量相比对照组降低15.36%～27.40%。酸活化坡缕石对土壤中的Cd有明显的钝化效果。     

四川省会理县天宝山铅锌矿床Cd、Ga地球化学研究

在川南地区天宝山铅锌矿床具有典型性.区域主要地层岩石和矿床中闪锌矿元素富集特征研究结果显示,区域代表性层位震旦系灯影组白云岩富集Pb和Zn,相对富集分散元素Cd和而较贫Ga;闪锌矿中所富集的Cd和Ga也呈现出与灯影组自云岩相类似的特征.天宝山矿床的Pb、Zn等主成矿元素和Cd、Ga等微量元素来自区域分布的灯影组白云岩,热流体从灯影组白云岩中萃取出成矿物质,在物理化学条件迅速变化的环境富集成矿.     

铜陵市大气降尘中Cd元素污染特征及其对土壤的影响

为了评价有色金属矿山城市大气降尘中重金属元素的污染状况、来源及其对土壤重金属累积的影响,分析测试了铜陵市大气降尘样品中Cd元素的含量.分析结果表明,降尘样品中Cd元素的平均含量为16.44/μg/g,明显高于安徽省江淮流域多目标调查中铜陵土壤Cd元素的平均含量;降尘中Cd元素含量较高的样品出现在矿山和冶炼厂附近.用富集...     

珠江三角洲第四纪沉积物Cd元素的分布特征及成因

根据珠江三角洲平原区44个钻孔揭示的第四系,对晚更新世以来沉积物的地球化学特征进行了系统分析,结合沉积物粒度,探讨了珠江三角洲平原区第四纪沉积物Cd的分布特征、高含量来源及迁移富集规律。研究结果表明：①珠江三角洲第四纪沉积物的Cd含量地区差异较大,西江、北江冲积区为主要富集区,而潭江和东江冲积区为背景区。②物质来源、沉积物粒度、沉积环境与有机质含量共同影响了珠江三角洲第四纪沉积物Cd的含量分布,西江、北江冲积区受控于富Cd的泥盆系、石炭系砂页岩,而东江、潭江冲积区主要由贫Cd的燕山期花岗岩等限定;沉积物平均粒径（φ值）与Cd含量存在显著正相关关系;另外,温暖湿润、海陆交互作用强烈的沉积环境与富含有机质的地区有利于Cd的聚积富集。③西江、北江流域相对富Cd岩石风化的产物,特别是具高强度Cd含量的铅锌多金属矿区,是西江、北江冲积区Cd高含量的主要来源。④珠江三角洲第四纪沉积物Cd的高含量区分成西江、北江西北部和东南濒海两大片区,究其原因,前者由区域发育的铅锌多金属矿控制,后者则受海陆交互作用沉积环境的影响。     

水稻吸收Cd的地球化学控制因素研究——以苏锡常典型区为例

对苏锡常地区416套稻米-耕层土样品Cd等元素含量的解剖研究,证实了土壤Cd、Zn、Se、p H、OM、CEC等是控制稻米Cd的重要地球化学因素。相关统计分析结果显示:1)酸性土壤环境中当稻米Cd的BCF值大于10%时,稻米Cd与土壤Cd、Zn呈显著正相关,相关系数大于0.67。土壤Cd的生物有效量普遍较高,土壤中酸可溶态Cd与稻米Cd含量的相关系数大于0.7,接近或稍高于稻米与土壤Cd的相关性;2)土壤Se、OM、CEC均能抑制水稻对土壤Cd的吸收,在一定条件下稻米Cd与土壤Se、OM、CEC之间显著负相关,相关系数均小于-0.5;3)土壤酸化可促进稻米对土壤Cd的吸收,当土壤Cd0.2 mg/kg、OM变化于2.5%~6.5%时,稻米Cd与土壤p H呈显著负相关,相关系数为-0.6;4)水稻不同器官中Cd含量不同,从根部→地上部→稻米Cd含量渐次降低,指示根部水稻器官在稻米从土壤吸收Cd的过程中发挥了更大作用、水稻根系吸收的Cd多积聚于根部。     

云南岩溶区As、Cd元素异常特征

云南岩溶区水系沉积物中As、Cd元素含量分别为6.7~14.9ppm和0.14~0.21ppm,普遍高于省内其它地区。云南不同岩溶区As、Cd元素含量高异常还有较大的差异。As、Cd元素的高异常以滇东南岩溶区最为明显,异常幅度最大;其次为滇东岩溶区、滇西北以及滇西保山—沧源岩溶区;滇东北地区Cd异常较为突出,而As异常较弱。一般从岩石到土壤As、Cd元素呈富集态势,富集约4~5倍。通过对小江流域泸西As、Cd元素高异常区的地球化学和地质环境分析,发现农作物对As吸收量不大,超标率为14.8%;但对Cd元素吸收远高于As元素,超标率高达74.1%。通过对比分析,认为岩溶区碳酸盐岩As、Cd元素的高背景含量(As含量12.89~28.86ppm、Cd含量0.031~0.314ppm)是其风化形成的土壤中As、Cd元素含量高异常的根本来源,As、Cd元素主要通过粘土矿物和有机质的吸附累积而富集。      

成都平原土壤中Cd的空间分布与成因探讨

通过样品采集和室内分析,研究了成都平原区土壤中Cd高含量区的区域分布特征和形成原因。在绵远河、石亭江流域冲积物中存在Cd含量高值区。Cd高含量区域分布Ⅰ、Ⅱ级阶地-Ⅲ级-Ⅳ级或Ⅴ级阶地冲击物中Cd含量逐渐降低。发育与龙门山的河流(绵远河、石亭江)沉积物Cd含量显著高于其他水系沉积物。Cd高含量分布区与不同级次的阶地相吻合的特征表明其控制因素显著,属于地质作用的产物。这一结论与多数研究者认为的人为因素引起的具有根本区别。     

城镇周边和江河沿岸土壤中Hg和Cd存在形式解析与生态风险评估

受人类活动和自然作用双重影响,土壤中重金属元素异常普遍存在,其中尤以城镇周边的Hg异常和大江河沿岸区域Cd异常最为典型。近年来,通常采用化学分步提取的方式,探讨土壤水溶态、离子交换态、有机态、铁锰氧化物态等形态中Hg、Cd等重金属元素含量的状况,进而分析其生态效应,但对土壤中Hg、Cd等重金属元素的自然存在形式缺乏深入探讨。本文以Hg、Cd两元素为重点,选择我国代表性城市和地区,采集城镇周边Hg异常区和江河沿岸Cd异常区的土壤样品,采用王水溶样原子荧光光谱法(AFS)测定Hg含量,采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸溶样电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定Cd含量,同时配合其他相关实验手段,对Hg、Cd的自然存在形式进行解析;并以水稻中Hg、Cd含量为依据对Hg、Cd的生态效应进行了评价。结果表明:长春、南京、漳州和广州等城镇周边土壤Hg异常区Hg主体以硫化物形式存在,而且至少有一部分是以辰砂矿物形式存在,由此决定了土壤中Hg有效态在Hg全量中所占比例较小,土壤中Hg平均含量达到500μg/kg时,水稻籽实中Hg含量超过无公害食品标准的比例为3.4%,生态效应不甚敏感;长江、珠江等江河沿岸区域Cd异常区内Cd主要呈黏土吸附形式存在,由此导致50%左右的Cd以有效态形式存在,在土壤Cd全量中所占比例较大,当土壤中Cd平均含量达到1000μg/kg时,水稻籽实中Cd含量超过无公害食品标准的比例为43%,生态效应敏感。由此揭示出土壤中Hg、Cd等重金属元素生态效应敏感程度更直接地受到自然存在形式的影响。以辰砂矿物形式存在的Hg呈现"惰性",不容易被农作物吸收,故生态效应不敏感;以黏土矿物吸附形式存在的Cd活动性更强,容易被农作物吸收,故生态效应敏感。Hg、Cd等重金属元素被农作物乃至人体吸收后,其存在形式及其转化特性是评估该元素是否存在生态风险的关键。     

武汉沿长江、汉江Cd高值带成因初探

在1999—2000年第一轮多目标区域地球化学调查中,湖北省地质调查院在武汉市辖区的沿江(长江、汉江)冲积成因土壤中发现了重金属元素Cd的高值带,长江和汉江冲积土中Cd含量分别为0.33×10-6和0.27×10-6。研究结果表明:①长江和汉江冲积成因土壤的化学组成有明显的差异;②两江冲积物化学组成分别受扬子陆块和秦岭造山带表壳岩系化学组成的制约;③两构造单元表壳岩系相对富Cd岩石的风化产物是两江沿江冲积成因土壤Cd高值带的主要来源之一;④沿江冲积成因土壤中Cd的富集与其表生地球化学性质有关。     

长江三峡库区土壤与水系沉积物Cd地球化学特征

对长江三峡库区段不同介质中Cd的分布特征和长江水系沉积物在垂向、横向剖面上的元素分布特征的研究发现，残坡积型土壤与长江干流水系沉积物Cd含量差异较大，水系沉积物具明显的高Cd异常；各个沉积时期的水系沉积物中均存在Cd异常，上游来源的Cd是引起三峡库区水系沉积物高Cd异常的主要因素；人类活动对土壤和水系沉积物中Cd的含量影响明显，在厂矿、码头、生活垃圾场等地区土壤中Cd的含量远高于一般地区土壤中Cd的含量，城市排污水系沉积物Cd的含量也高于长江干流水系沉积物Cd的含量。自然源是沿长江流域Cd异常普遍存在的根本原因，而人为源却有可能是高Cd异常主要沿长江干流及支流两岸大中城市分布的重要影响因素。     

成都平原土壤中Cd的空间分布与第四纪单元响应分析

通过样品采集和室内分析,研究了成都平原区土壤中Cd高含量区的区域分布特征和第四纪分布的空间响应关联。在绵远河、石亭江流域冲积物中存在Cd含量高值区。在同一流域Ⅰ、Ⅱ级阶地→Ⅲ级阶地→Ⅳ级或Ⅴ级阶地冲积物中Cd含量逐渐降低。发育于龙门山的河流(绵远河、石亭江)沉积物Cd含量显著高于其他水系沉积物。Cd高含量分布区与不同级次的阶地相吻合的特征表明其控制因素显著,属于地质作用的产物。这一结论与多数研究者认为的人为因素引起的具有根本区别。     

长江三角洲典型地区土壤-水稻系统中Cd的分布及其迁移制约因素

为了弄清楚长江三角洲土壤-水稻系统中Cd污染和迁移制约因素,采集了典型地区的水稻土壤、秸秆、籽实等样品共66组,测试了这些样品中重金属元素和常量元素的含量、土壤pH值和总有机碳含量等参数指标,并对这些参数进行相关性分析,评估水稻土壤与籽实中的Cd污染,探讨Cd空间分布,讨论土壤中pH值和有机质以及其他金属元素对Cd在水稻中积累的制约作用。结果表明：长江三角洲典型地区水稻土壤和籽实都存在Cd含量超标现象,土壤样品中Cd质量分数为（81.39～1 441.00）×10-9,平均值277.40×10-9,而水稻籽实样品中Cd质量分数为（10.44～692.40）×10-9,平均值55.63×10-9;根据土壤环境质量标准（GB 15618—1995）的二级标准,水稻土壤超标率为9.09%,超标样品主要分布在苏州、镇江和常州;根据食品中污染物的限量标准（GB 2762—2005）,水稻籽实Cd含量超标率为4.55%,超标样品集中在苏州和无锡;影响水稻积累Cd的因素有土壤中总有机碳、CaO、MgO、P的含量和pH值;水稻中S和Se含量与Cd含量关系密切,Cd与Zn表现为协同作用,土壤中S、Se和Zn的含量对水稻积累Cd无明显影响;提高土壤中pH值以及增加土壤总有机碳含量,能适当降低水稻中Cd的积累,适当增加土壤中Ca、Mg和P的含量能在一定程度上降低水稻对Cd的吸收。     

天津城郊污染区土壤Cd的赋存形态及其对蔬菜的影响

介绍了天津城郊污染区土壤Cd元素的赋存形态,探讨了Cd的赋存形态对蔬菜的影响。研究区土壤中Cd的污染程度高,以蔬菜种植为主,水溶态、离子交换态和碳酸盐态这几种容易(或在一定条件下容易)被作物吸收的Cd含量占65.2%;而有机态结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态等难被作物吸收的Cd含量低,仅占23.3%。污染区大白菜、芹菜和油麦菜3种蔬菜中的Cd与土壤中Cd的全量、Cd的多种形态都呈较明显的正相关。油菜、芹菜和油麦菜样品存在超标现象。     

救荒野豌豆对污染土壤中Cd的富集特征

研究了Cd单一和Cd、Zn复合污染对救荒野豌豆(Vicia Sativa L)生长及吸收富集重金属元素Cd的影响.以武汉市郊某蔬菜基地的农田土为试验土壤,分别加入5种质量分数的Cd(5,20,50,100,200 mg/kg),Zn的添加质量分数为150 mg/kg,模拟污染土壤进行盆栽试验,每盆移栽生长一致、数量相同的植株幼苗.结果表明:植株根、茎、叶、豆中的w(Cd)随着土壤中w(Cd)的增加而增加,且根＞茎＞叶＞豆.当土壤中的w(Cd)=5 mg/kg时,根部的富集系数达到了17.18.但是,随着w(Cd)的增加,富集系数逐渐减小.在Cd、Zn复合污染的情况下,植物对Cd、Zn的吸收存在着协同效应,尤其是根部对镉的吸收有显著的提高.救荒野豌豆不仅能在高含量的镉污染土壤中正常生长,而且其根部的w(Cd)要远远大于地上部分,说明它是一种镉的排异植物.     

梵净山翠峰茶产地岩-土系统元素迁移富集特征分析

为了解梵净山翠峰茶产地矿质元素的迁移富集特征,进而为翠峰茶地理标志保护提供参考依据。本文选取梵净山翠峰茶产区3个典型剖面,采集茶园的基岩和土壤样品共22份,对样品常量、微量元素含量进行测定,分析其地球化学特征。结果表明：梵净山翠峰茶园基岩中Se、As相对富集,Na相对缺失;其中团龙、大水溪村茶园基岩Al、K富集,湄坨村茶园基岩Ca、Mg富集。茶园土壤中富含与茶树生长相关的常、微量元素,除湄坨村茶园土壤中的As、Cd与Hg含量相对较高,其余重金属元素在无公害食品茶叶产地环境条件的限定值内。对比发现,元素在不同剖面垂向分布呈“L”型或反“L”型,与基岩类型、元素地球化学性质、成土环境、外部元素输入等因素有关。在岩-土系统中,团龙、湄坨村茶园大部分元素以淀积为主,在土壤中相对富集,其中湄坨村茶园除Ca、Mg表现为迁移淋失,其余元素呈现为从上往下迁移富集强度先增后减,在中部土壤的相对富集程度最大。大水溪村茶园大部分元素以迁移淋失为主,在土壤中相对缺失。     

陕西潼关金矿区土壤Pb和Cd生物有效性的影响因素及其意义

土壤中重金属形态与其赋存条件之间的关系是评估土壤重金属风险的关键问题。以受金矿开发影响的土壤中Pb、Cd为研究对象,采用动力学方程分析了土壤有机质、粘粒、pH、Eh等对Pb、Cd生物有效性的影响。结果表明,研究区影响Pb、Cd生物有效性的主要因素有土壤有机质、pH及Eh;有机质与土壤中的Pb、Cd总量呈现正相关性;但当有机质含量增加时,Pb、Cd的水溶态和离子交换态含量反而降低;土壤粘粒对Pb、Cd生物有效性的影响不甚明显;虽然较低的土壤pH值会加剧重金属离子的活性,增强其生物有效性,但过高的pH值又会提高Cd碳酸盐态、铁锰氧化态的含量;Pb、Cd生物有效性随着土壤氧化—还原电位的降低而减弱。研究发现,对于Pb、Cd污染的土壤,通过增施有机肥可提高农产品的安全性;保持土壤处于弱酸—弱碱有利于降低农产品风险;在农作物成熟期实施淹水灌溉,降低土壤氧化—还原电位,可抑制Pb、Cd在籽粒中的累积。     

吉林省黑土区土壤--作物系统Cd元素转化积累研究

在吉林省黑土区系统的野外调查和土壤及玉米籽实样品采集、测试的基础上,采用地球化学分析方法及SPSS技术,研究了Cd元素的土壤地球化学特征,及其在土壤和作物籽实中的含量特征和相关性,用以揭示Cd元素在土壤--作物系统中的转化累积特征及影响因素,为粮食安全服务。研究表明:吉林省黑土区Cd元素全量高于吉林省及全国土壤背景值,但不存在污染,籽实中Cd含量低于国家安全标准。土壤中Cd元素有效态转化程度较高,受其全量控制,同时Zn、Cu及P元素有效量对Cd转化的作用明显,偏酸性土壤更利于Cd元素的转化。玉米籽实对Cd吸收程度较低,主要取决于其自身的生物特性,Zn元素缺乏可能导致玉米籽实对Cd元素吸收增加。