长期绿肥翻压对西北旱地小麦籽粒矿质元素含量的影响

绿肥对保障作物高产、土壤培肥和养分高效利用有重要影响,但长期翻压绿肥对旱地小麦籽粒矿质元素的影响尚不清楚。故依托甘肃武威25年长期定位试验,采集试验中不施肥、化肥和绿肥3个处理的小麦成熟期籽粒样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)技术分析了长期绿肥翻压对小麦籽粒矿质元素的影响。结果表明,绿肥处理下小麦籽粒大部分矿质元素含量较不施肥处理有增加趋势,其中硅、铁和铷元素含量均较不施肥和化肥处理显著增加;绿肥处理下籽粒重金属元素与不施肥处理无显著性差异,但镍含量较化肥处理表现增加。因而,长期绿肥翻压能有效提高旱地小麦部分矿质营养元素,有利于在保障小麦高产的同时提高籽粒营养品质,但也应关注绿肥翻压对重金属元素在土壤-作物系统中行为的影响。     

基于支持向量机的矿区复垦农田土壤-小麦镉含量高光谱估算

以徐州柳新矿区复垦农田土壤-小麦为研究对象,采用传统采样检测方法分析土壤-小麦中重金属镉含量,借助ASD FieldSpec 3型便携式高光谱仪测量样品反射光谱,对光谱进行加权移动平滑、一阶微分变换、包络线去除以及倒数的对数变换,据此选择具有显著相关的土壤和小麦镉污染胁迫敏感波段作为相关因子,建立基于支持向量机的矿区复垦农田土壤-小麦镉含量高光谱估测模型.结果表明:以粉煤灰和煤矸石作为充填物料的复垦场地镉含量在土壤环境质量三级标准值之下,但是其上种植的小麦镉含量均超标,受到严重的镉胁迫;建立的模型能够较理想地进行土壤-小麦镉含量估测,土壤的估测模型相关系数为0.947,小麦的估测模型相关系数为0.782.该研究为监测复垦农田土壤及作物重金属污染提供新方法,为保障矿区粮食安全提供技术手段.     

PARAFAC解析北方典型蔬菜大棚土壤DOM三维荧光光谱

DOM是土壤中一种活跃的组分,研究其组成、分布和腐殖化特点对揭示土壤地球化学环境行为特征具有重要意义。蔬菜大棚作为一种特殊的土地利用类型,受人类活动影响较为强烈,长期人类活动的作用会影响其土壤中DOM构成和土壤腐殖化过程的空间分布。但关于蔬菜大棚土壤DOM特征的研究鲜见报道。基于此,利用三维荧光图谱技术,结合PARAFAC模型,解析具有长期种植年限的北方典型蔬菜种植基地土壤DOM的特征。结果显示,蔬菜大棚土壤DOM主要由类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白 (C3)物质组成,以C1组分为主。空间分布特征显示：在垂直方向上,随着剖面深度的增加,C1和C2组分都明显减少,而C3组分先增后减,DOM的腐殖化程度从0～20到30～40 cm明显降低,到40～50 cm又有所增加;在水平方向上,C2组分的含量在每层的空间变异均较大,C1组分在每层的空间变化均较小,C3组分介于上述二者之间,土壤的腐殖化指数在每层的空间变异均较大。上述结果表明,蔬菜大棚土壤的腐殖化进程在表层较快,此外,腐殖化进程具有较大的空间变异特性。本研究的意义在于：(1)通过三维荧光光谱揭示了了北方蔬菜大棚土壤DOM的组成及其空间异质性特点;(2)将PARAFAC模型用于土壤DOM的分析中,并成功对其DOM的组分特征进行定量表征,对土壤DOM的研究提供了新的思路。     

万盛采矿区土壤As,Cd,Zn重金属含量光谱测量与分析

随着现代工业技术的飞速发展以及人类活动的影响,土壤中重金属污染问题愈发严重,土壤重金属污染已经成为当前全球面临的很严峻的环境问题,也逐渐成为了全球土壤和环境研究的重点。传统的通过点样测量的方法获取土壤重金属含量虽然精度较高,但是耗时耗力,成本较高,且不能大面积、快速得到所研究区域的重金属含量分布。遥感技术的发展为土壤重金属含量的研究提供了新的思路,为了使用遥感技术反演某地区土壤重金属含量,了解其光谱特征是快速、准确建立反演算法的基础。以重庆市万盛采矿区为研究区,分别在2012年3月和8月用ASD FieldSpec ProⅢ地物光谱仪(350~2 500nm)对该地区171组和123组土壤样进行了现场光谱测定,并在第二次光谱采集的时候对其中的40个土壤样进行了土壤化学分析以建立土壤中三种重金属含量的反演模型,为遥感定量反演研究区土壤As,Cd,Zn三种重金属含量提供科学依据。结果表明:在万盛采矿区,土壤在近红外波段R2320与R1755波段、R2260与R2210、R1920与可见光波段R480波段的反射值比值分别和土壤中As,Cd和Zn含量存在较好的相关性,由此可根据采样点光谱及地理插值获得研究区土壤中As,Cd和Zn含量的分布图。     

用原子吸收光谱法分析铁路运输对周边脐橙种植园土壤元素的影响

铁路运输在推动路域经济发展的同时,也会对路域生态环境带来某些不良影响。水果品质与种植园土壤元素含量有直接关系,研究铁路周边脐橙种植园土壤元素含量对于农产品安全以及铁路周边生态环境建设都具有十分重要的意义。脐橙是一种人们十分喜欢的优质水果,在铁路周边尤其是四川省、重庆市、湖北省、江西省、贵州省等南方地区的铁路周边的栽种面积很大。应用原子吸收光谱法检测了四川省金堂县境内1997年建成的成达铁路沿线脐橙种植园土壤与对照土壤中Pb,Cd,Mn,Cu,Zn等多种元素的含量。结果表明, 铁路周边脐橙种植园土壤中重金属元素Pb和中量元素Mn比对照土壤增加明显,但重金属元素Cd与微量元素Cu和Zn在铁路周边脐橙种植园土壤与对照土壤之间差别并不明显。     

应用ICP-MS检测转Bt基因玉米中重金属含量

随着转基因食品的推广应用,人们越来越关心其食用安全性。以转基因玉米及其亲本为实验材料,借助于ICP-MS对转基因玉米及其亲本中重金属进行了测定。结果显示,外源基因的整合导致了转基因玉米重金属(Ni,Cu,Cd,As,Cr,Zn和Hg)含量显著低于亲本对照,两对转基因抗虫玉米及其亲本对比结果相似;但是有的重金属(V,Co,Pb)含量与对照相比变化没有明显规律。这些结果说明转Bt基因玉米籽粒中重金属含量会受到Bt基因的影响,但是影响的方向和机理上不清楚,所以转基因技术如果控制不严可能会对玉米的食用安全性产生不良影响,转基因植物的推广应用应当严格审查。具体发生上述变化的原因尚需要进一步研究。     

北京市平谷区桃林土壤重金属元素含量反演估测

矿产资源开采中产生的废渣废液长期堆存后产生的渗滤液向土壤中扩散易造成周围土壤的重金属污染,影响作物生长;人类通过食物链食用含重金属元素的果实后,会引起神经系统的神经衰弱、手足麻木,消化系统的消化不良,血液中毒和肾损伤等症状;这种对生态环境和人身安全的污染和损害是十分严重的。因此如何快速有效摸清矿区周围农作物土壤污染情况尤为重要。多光谱遥感由于具备光谱分辨率高、实时无损、大面积监测等优势,在突破植被屏障监测土壤重金属上具有巨大的潜力。以平谷区主要的农作物桃树为研究对象,利用桃叶的高光谱数据、土壤采样数据,分析桃叶光谱曲线的响应特性,对桃叶反射光谱进行一阶/二阶微分、标准正态、连续去统等四种变换,结合相关分析及多元线性回归模型确定光谱特征变量,构建植被指数HMSVI;结果表明HMSVI与土壤中Cd, AS和Pb含量的相关性较常用植被指数高。运用线型回归方法进行元素含量与植被指数HMSVI建模后,选取拟合较好的模型,实现了叶片高光谱与土壤重金属含量的统计建模,最后利用Sentinel-2遥感影像反演三种重金属含量空间分布,并对结果进行精度验证。结果表明：受重金属胁迫叶片的平均光谱反射率高于正...     

基于熵值组合模型的矿业复垦土壤重金属高光谱反演

探讨组合模型在土壤重金属含量高光谱估算中的可行性,以四川古蔺工矿废弃地复垦土壤为研究对象,采集样品并测得重金属含量(Cd、Cr、Ni、As和Hg)和光谱信息;对土壤光谱进行预处理,探索响应波段;利用PLS、ANN和RF构建单一估测模型;利用熵值法进行较优模型组合。结果表明,4种光谱预处理技术对光谱与重金属含量之间的相关性均有不同程度的提升;单一预测模型MSC-RF模型效果最优,可最大程度对重金属含量进行预测;通过熵值法构建的组合预测模型较单一预测模型效果有所提升,验证集R~2最高达到0.91;表明组合模型能够较大限度利用多种单个模型的样本信息,减少单个模型中随机因素的影响,增强模型的稳定性,对矿业废弃地复垦土壤重金属含量的预测具有更好的发挥作用。     

牡丹皮及种植土壤中重金属元素铅和镉的分析

测定不同产地牡丹皮及种植土壤中的重金属铅、镉含量,并分析牡丹皮与种植土壤中铅、镉含量的相关性.从安徽和山东产地采样,通过硝酸-过氧化氢-氢氟酸体系进行牡丹皮和种植土壤微波消解,用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定牡丹皮和种植土壤中铅、镉含量.Pb元素在0-60μg/L范围内线性关系良好,回收率为102.35％,精密度RSD为1.6％ ;Cd元素在0-4μg/L范围内线性关系良好,回收率为99.85％,精密度RSD为0.7％.不同产地牡丹皮均检出重金属元素铅和镉,铅含量偏低、镉含量偏高;种植土壤中的铅、镉含量比较高,大约是牡丹皮的6-7倍.该方法具有分析速度快、测定结果的精确度和精密度高等特点.种植土壤存在着重金属污染现象,为确保药材质量,保护环境、保护药材种植土壤是非常必要的.     

ICP-AES测定沘江流域农田土壤中重金属元素Pb的不确定度评定

土壤是人类及各种生物赖以生存的环境基础,土壤中重金属元素的含量高低与人类的生活及各种生物的生存息息相关,其含量达到一定程度时则会危及人类及各种生物的健康,因此,准确测定土壤中的重金属元素含量就显得极为重要,具有极强的现实意义,而测量不确定度可判定测量结果的准确程度.本文以测定研究项目中所采集的沘江流域农田土壤中重金属元素Pb为代表,通过ICP-AES测定土壤样品中重金属元素Pb的不确定度的评定实践,分析了该方法测定过程中的不确定度来源,建立了数学模型,并计算了各标准不确定度分量、合成标准不确定度、扩展不确定度等,为准确评定研究项目土壤中的重金属污染程度提供了科学依据.     

染发对头发中重金属含量的影响

化妆品和染发剂是重金属的污染源之一。应用ICP-MS对经常染发的人群头发中的重金属含量与不染发人群作了比较。结果显示,长期染发对头发中的重金属含量有明显影响,但是不同重金属变化不同。染发人群头发中重金属Mn,Fe,Ni,Cu,Cd和Sb含量明显增加,As,Cr,Zn,Ag,Pb和 Hg等重金属含量却明显减少。分析上述结果的原因可能是染发剂中含Mn,Fe,Ni,Cu,Cd和Sb偏多,含As,Cr,Zn,Ag,Pb和Hg等重金属少,而经常染发有可能影响人体对重金属As,Cr,Zn,Ag,Pb和Hg的代谢。     

亚热带自然林与人工林土壤重金属含量的研究

重金属是危害森林生态健康主要污染物之一.采用电感耦合等离子体发射光谱法与石墨炉原子吸收光谱法,首次比较了亚热带人工林和自然林土壤中13种重金属元素(Fe,Al,Ti,Cr,Cu,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd)的含量.结果表明自然林土壤中Fe,Al,Ti,Cu,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd...     

土壤重金属沿山地森林海拔梯度的分布特征

采用电感耦合等离子体发射光谱法与石墨炉原子吸收光谱法,研究了14种重金属(Fe,Al,Ti,Cu,Cr,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd,As)沿山地森林海拔梯度的分布特征.结果表明海拔梯度对14种重金属中的6种重金属浓度(Fe,A1,Ti,V,Pb与As)有显著的影响,对其他八种重金属浓度(Cu,Cr,M...     

黄河流域土地利用方式对土壤重金属污染的影响

黄河三角洲作为世界造陆速度最快的河口三角洲之一,但是近年来年来黄河流域草地、林地面积减少,而耕地、建设用地面积增加,所以研究黄河三角洲新生陆地的环境状况对于新生陆地的利用具有重要指导意义。文章利用ICP-MS分析了黄河三角洲新形成陆地土壤中重金属含量,主要是想揭示以下两个问题：(1)黄河三角洲新形成陆地是否可用于耕地或者人类居住需要注意哪些问题; (2)由于土地月度利用方式的变化和生态环境的恶化,黄河流域污染会对黄河三角洲有多大影响。结果显示：随着黄河流域土地利用的加快发展,黄河流沙中重金属污染状况逐渐恶化,特别是：Mn,Cu,Zn,Cr和Cd的污染与10年前比达到显著水平,而As, Pb和Hg含量也明显提高。     

ICP-AES测定7种花茶中8种微量元素的含量和溶出率

采用微波消解样品,电感耦合等离子体-原子发射光谱法测定了金银花、玫瑰茄、玉蝴蝶、仙人草、菊花、薰衣草、腊梅等7种花茶中Fe、Mn、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和Pb等元素的含量及其溶出率。结果表明,花茶中Fe含量较高,重金属Cr、Cd和Pb含量普遍较低,花茶中Cu、Zn、Mn和Ni的溶出率相对较高,Fe的溶出率较低,有害的重金属Cd、Pb和Cr的溶出率很低,此测定结果可为探讨花茶的保健作用与微量元素的相关性提供科学数据。     

ICP-MS/ICP-AES测定小麦穗离体培养籽粒营养元素及重金属含量

环境中重金属污染会导致谷物营养缺乏、代谢紊乱.借助ICP-MS/ICP-AES系统和离体穗培养方法,准确测定灌浆期不同浓度铜、镉(0,5,15,45 mg·L-1)处理对籽粒营养元素及重金属元素含量的影响.结果显示,不司浓度铜、镉处理显著降低小麦粒重;外源铜促进了籽粒P,K,Mg,Ca,Na,Mn和Zn含量的增加,抑制了 Fe和B的吸收.镉的加入对小麦籽粒P,K,Ca,Mg和Mn的吸收起促进作用,然而对Na,Fe,Zn和B的吸收起拮抗作用.外源铜、镉抑制小麦籽粒对Hg的积累,但籽粒Cu和Cd含量最高分别超过国家食品卫生标准的55和62倍,存在极大安全隐患.     

微波消解-FAAS测定皖南茶园土壤中矿质元素含量

采用微波消解-FAAS测定了皖南休宁县茶园不同深度土壤中的矿质元素Cu、Cd、Mn、Zn、Fe、Pb的含量,分析了不同深度土壤中矿质元素的分布特征,结果表明,皖南土壤中矿质元素Cu、Cd、Mn、Zn、Pb 5元素含量随土壤深度呈递减趋势,土壤表层的矿质元素(Cu、Cd、Mn、Zn、Pb)含量高于深层的,这与施肥有关,土...     

宿州城市土壤重金属污染特征及其健康风险评价

选取宿州市不同功能区(工业区、商业区、车站附近、居民区以及城市绿地)采集表层土壤样品55个,利用XRF测定出土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Mn、Ni的含量,并借助健康风险评价模型,分别评价了土壤重金属在不同暴露途径下的健康风险。结果表明,Cu、Zn、Pb和Cr的平均含量均超出安徽省土壤背景值,说明宿州城市土壤中已受到不同程度的重金属污染;工业区、商业区和车站附近土壤重金属含量普遍较高,Cu、Zn、Pb与交通运输、工业生产关系密切,Cr主要来源于工业废弃物排放,Ni则受到生活污染和交通污染的双重影响;土壤重金属的非致癌风险指数(HI)和致癌风险指数(Risk)均低于危害水平界限,未形成明显的健康风险。     

新乡薄荷叶及其茶水中重金属含量的测定

采用微波消解-电感耦合等离子体-原子发射光谱仪测定了新乡薄荷叶及其茶水中Cu、Zn、Fe、Mn、Pb、Cd、Ni和Cr-8种元素的含量。结果表明:薄荷叶及其茶水中Fe、Mn和Zn含量非常丰富,其他元素含量较少;该方法的加标回收率在97.0%—104.1%之间,相对标准偏差小于3%。具有较好的准确度和精密度。     

ICP-MS/ICP-AES快速测定东北大豆中有益元素和重金属含量

在没有被转基因大豆入侵前,对于东北大豆的研究将为种质资源保护大豆提供重要的参考数据。文章用ICP-MS/ICP-AES技术对东北嫩江地区普遍栽培的10个大豆品种中的全元素进行了研究。表明东北大豆中含有丰富的人体必需元素,其大量元素(含量超过μg·g-1级)的含量从高到低是K>P>Mg>Ca>Fe>Rb>Mn≈Zn>Si≈Na≈Al≈Ba≈Ni≈Cu,有益微量元素B,Mo和Se含量在10～2 000 ng·g-1之间。丰量元素Fe,Mn和Zn含量达到20～80 μg·g-1之间。除了上述有益元素以外,东北大豆中重金属含量均达到国家标准,但是Cr的含量接近200 ng·g-1,应当加强控制。