基于长期定位监测的稻田土壤理化变化和镉污染风险评价

土壤镉(Cd)污染及由此造成的水稻籽粒Cd超标是近年来我国农业环境和农产品安全领域面临的一项重要问题,对人体健康造成严重威胁。为明确Cd在稻田土壤理化变化和镉污染风险评价及相互关系,通过51个定位监测点连续5年对水稻籽粒和其对应的根系土壤进行协同监测。结果表明,监测区域内土壤酸化比较严重,土壤养分含量较高,年度之间差异不明显。土壤总Cd变化范围为0.067~1.260 mg·kg-1;土壤有效Cd含量变化范围为0.018~0.992 mg·kg-1;水稻籽粒Cd含量变化范围为0.003~1.170 mg·kg-1,籽粒Cd富集系数变化范围为0.013~2.396。5年内总体上土壤Cd与水稻籽粒Cd污染、潜在生态风险指数(Ei)及健康风险评价(HQ)较低并呈下降趋势,但土壤Cd生物活性较高。随机森林模型(Random forest mode)分析显示土壤性质显著影响土壤总Cd和有效态Cd,土壤交换能力是影响水稻籽粒对Cd吸收的主要因子。当pH≤6.5时,随着土壤pH值升高,土壤总Cd含量、土壤有效Cd含量及水稻籽粒Cd含量均升高,但当pH值≥6.5时,随着土壤pH值升高,土壤总Cd含量、土壤有效Cd含量及水稻籽粒Cd含量却均下降。研究结果可为受污染耕地分类管控和水稻安全生产提供科学依据。     

添加稀土对镉污染土壤上青椒生长与镉吸收分布的影响

分别以青椒为供试蔬菜、以Cd为供试重金属,采用盆栽试验探索相同规格根际调控基质块中添加不同剂量的碳酸轻稀土对青椒生长、Cd吸收和在器官分配的影响,为今后复合根际修复技术的开展提供理论和实践依据。结果表明:当稀土剂量为40 mg·kg-1时,与不添加稀土的对照相比,极大地促进了青椒苗株高和干重的增加,它们分别提高了21.52%和11.11%。在土壤中含量为5.19 mg·kg-1的Cd胁迫下,保留基质块处理比冲掉块(裸栽)处理的植株地上部干重、生物量、果干重均显著增加,而对根系却没有明显的促进作用。不管基质块中添加不添加稀土,此浓度的Cd胁迫显著抑制了植株根系生长。但适当的稀土添加能够在基质块缓解Cd对青椒毒害的基础上使青椒的生理状况得到进一步改善,而对植株产果没有显著的促进作用。结果还表明:任何剂量的稀土添加对根系Cd含量没有显著降低作用。而当稀土剂量为10 mg·kg-1时,虽然显著促进了茎、叶中Cd的含量,但也显著降低了果实中Cd的含量。由于果实是食用器官,这些结果支撑了稀土添加到基质块作为根际调控方法具有应用价值的重要依据。本试验为以后系统开展复合根际重金属调控研究奠定了基础。     

长期施用鸡粪对土壤重金属积累的影响与评价

研究了金华市郊长期施用规模化养殖场鸡粪的蔬菜基地土壤重金属的积累现状.结果表明,该基地土壤重金属(Pb、Cd、Cu、Cr)含量已有一定程度的积累,其中80%大棚土壤已处于污染警戒水平(2级).其中,单一元素Cd污染严重,80%的基地土壤重金属镉含量已达轻度污染程度;其他元素含量虽未超标,但都有一定程度的积累.     

Research on Heavy Metal Pollution in Soil within the Upper Reaches of Lancang River

为了解澜沧江中上游流域矿区的开采和利用对周围生态环境的影响因素,通过选择对该矿区中3种重金属污染物Pb、Cd、Mn进行了调查和实验.确定澜沧江中上游流域的相应采样面,通过湿消化法处理样品,原子吸收光谱法测定了重金属的含量,并作了重金属污染评价.结果表明,澜沧江中上游流域矿区土壤Cd平均值为21.89 mg/kg,超标率为100％,土壤中重金属含量由高到低为Cd,Mn,Pb,重金属之间相关性不显著(P＞0.05).研究区土壤已经被严重污染,单项污染指数由高到低为Cd(21),Pb(0.87),Mn(0.81).可见澜沧江中上游流域矿区土壤中Pb、Cd、Mn的污染已经呈现出了危害人群健康的趋势,其中Pb、Cd污染最严重,对于重金属污染应采取综合治理措施.     

澜沧江中上游流域矿区土壤重金属含量的调查

为了解澜沧江中上游流域矿区的开采和利用对周围生态环境的影响因素,通过选择对该矿区中3种重金属污染物Pb、Cd、Mn进行了调查和实验。确定澜沧江中上游流域的相应采样面,通过湿消化法处理样品,原子吸收光谱法测定了重金属的含量,并作了重金属污染评价。结果表明,澜沧江中上游流域矿区土壤Cd平均值为21.89 mg/kg,超标率为100%,土壤中重金属含量由高到低为Cd,Mn,Pb,重金属之间相关性不显著(P>0.05)。研究区土壤已经被严重污染,单项污染指数由高到低为Cd(21),Pb(0.87),Mn(0.81)。可见澜沧江中上游流域矿区土壤中Pb、Cd、Mn的污染已经呈现出了危害人群健康的趋势,其中Pb、Cd污染最严重,对于重金属污染应采取综合治理措施。     

云当归与土壤中微量元素的测定及其相关性分析

采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法对云当归以及土壤中11种微量元素进行了分析.结果显示,土壤中微量元素的含量依次为Zn＞Cu＞Pb＞Fe＞Mg＞Mn＞Ni＞Cr＞ Cd＞ As＞ Hg;云当归中Mg、Fe、Mn、Zn中含量较高,而As、Cd、Cu、Pb、Hg等元素中含量相对较低,均低于药典标准.土壤中As与Cr、Pb与Zn存在极显著正相关(r=0.785,0.808);Mn与Cr存在极显著负相关(r=-0.733),As与Cu存在显著负相关(r=-0.631).云当归中Fe与Ni极显著正相关(r=0.731),Cd与Cu极显著负相关(r＝-0.714);Zn与Hg显著相关(r=0.655),Ni与As、Fe与Pb、Fe与Cd显著负相关(r=-0.658,-0.637,-0.673).云当归与土壤中的As存在显著相关(r=0.707).     

电感耦合等离子体质谱同位素稀释法测定菜园土壤中微量镉

用电感耦合等离子体质谱同位素稀释法,测定了菜园土壤中微量镉的含量。土壤样品中加入一定量的112Cd富集同位素试剂后,用硝酸-氢氟酸-高氯酸混合酸预消解后再经微波消解,冷却后样品溶液在130℃蒸发近干,然后加入硼酸1 mL,以硝酸(2+98)溶液定容至20 mL,利用电感耦合等离子体质谱法测定溶液中的同位素比值R(112Cd/111Cd),用同位素稀释法计算出样品中镉的含量。试验对仪器参数1、12Cd富集同位素试剂的加入量、质量歧视因素、仪器死时间及同量异位素和多原子离子峰的干扰等因素对测定产生的影响进行了试验和校正。在优化的条件下测定了土壤标准物质(GBW 07423)中镉的含量,测定值与标准值相符。     

砷镉复合污染稻田修复研究进展

我国农田土壤重金属污染严重,其中稻田土壤砷镉(As/Cd)复合污染形势严峻。相较于其他粮食作物,水稻具有更强的积累As/Cd能力,稻米中As/Cd通过食物链进入人体会对人类健康带来危害。因此,修复As/Cd复合污染稻田土壤,降低稻米As/Cd含量,对保障我国粮食安全生产意义重大。本文综述农田As/Cd复合污染现状及危害,讨论了As/Cd有效性影响因素及水稻中As/Cd吸收转运机制,详细探讨了稻田中As/Cd污染的修复方法。最后针对目前修复技术提出存在的不足和展望,以期为As/Cd复合污染稻田土壤修复提供一定的指导。     

湖北典型地区茶叶-土壤重金属相关性研究

本文旨在分析湖北典型地区茶叶以及土壤中各种元素的含量,采用原子荧光法(AFS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等方法对135对茶叶及土壤样品进行测定,并探讨各种元素之间的相互关系和影响。研究结果表明,土壤中元素的分布对茶叶中元素含量分布有一定意义,典型区土壤养分有效磷和碱解氮较丰富,有机质和速效钾较缺乏。典型区茶叶作物表层土壤 Cd、Pb、Cu、Cr、As 均存在不同程度的超标。土壤 Cd 和 Hg 的污染指数高,潜在生态风险强。典型区茶叶可食部分重金属含量均值依次为 Cu>Pb>Cd>Hg>As>Cr,重金属元素在茶叶中含量均为中等变异性。 茶叶对 Cu、Pb 的富集系数明显高于 Hg、As、Cd、Cr,不同茶叶对同一元素的富集能力存在差异。土壤重金属含量与土壤 pH 值、CEC、有效磷、总氮等理化指标关系密切。茶叶重金属含量与土壤重金属含量水平相关性较弱,但与茶叶对重金属的富集能力均呈显著正相关关系。     

丹-锡高速公路两侧土壤中重金属元素污染的测定与评价（英文）

论文对丹-锡高速公路两旁土壤中重金属Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Fe、Ni和Mn元素的含量进行了采样调查。分别用单项污染指数、内梅罗指数和地累积指数对土壤中重金属元素的污染状况进行了评价。结果表明:高速公路两旁栽种防护林对土壤重金属污染起到一定的防护作用。随着距路基中心距离的增加,土壤pH值变化范围不大,土壤略呈弱酸性,土壤中Pb、Zn、Mn、Cd和Cu的含量呈现下降的趋势,Fe、Cr、Ni的含量在距路基10~30m范围内略有增加。公路两侧土壤中Pb含量超过背景值,但没有引起污染,Zn、Cr和Cd含量处于轻度到中度污染。土壤中Pb、Cd、Zn、Fe和Cu来自于同一类污染源。     

ICP-OES,AAS和AFS测定肝癌高发区红豆中23种矿质元素含量

收集了6种产自肝癌高发区——江苏省启东市的红豆和6种产自国内其他地区的红豆,经过微波消解或干灰化法处理后,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、原子吸收光谱法(AAS)和原子荧光光谱法(AFS)测定了其中A l、B、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Mn、Mo、Na、N i、P、Pb、Rb、S、Se、Sr和Zn共23种矿质元素的含量,并用生物标准参考物质黄豆评价了分析方法的准确度。结果表明,红豆中人体必需宏量、微量元素含量极为丰富,而传统意义上的有害元素Pb、Cd、Hg含量均较低;与国内其他产地的红豆相比,江苏省启东市产红豆中B、Mg含量显著偏高(P0.05),而大多数矿质元素含量两相比较并不存在显著性差异。产自江苏省启东市的部分红豆样品和产自江苏省海门市的红豆样品中Cd含量极低,预示着自然生态环境中有效态Cd缺乏可能与肝癌的高发病率和高死亡率存在一定程度的相关性。     

Cd同位素地质样品的预处理方法研究

考察了文献报道的地质样品中Cd同位素测试前的化学分离纯化和富集方法(预处理方法)中的离子交换树脂单柱法回收率低的原因,并在该方法的基础上做了改进,优化了离子交换柱的洗涤顺序和洗液用量.改进后的离子交换树脂单柱法Cd回收率达99.82%,主要干扰元素(Sn、In、Zn、Pb)和基质元素的去除效果均较理想,能更好地满足Cd同位素的测定要求.     

贵阳污灌区菜地土壤团聚体中有机碳和重金属的含量特征及相关性分析

以贵阳某污灌区菜地土壤为研究对象,分别采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法和水合热重铬酸钾氧化分光光度法分析不同粒径土壤团聚体中重金属和有机碳的含量特征,并对有机碳和重金属的相关性进行分析。结果表明,以2mm粒径团聚体的含量为最高,约占75%。Cu、Zn、Cd和Pb在0.25～0.5mm粒径团聚体中含量最高,Cr在5～8mm粒径团聚体中含量最高,As在不同粒径团聚体中的含量变化不大,重金属含量随土层深度增大而减小。土壤重金属富集因子表现为CuPbCdZnCrAs,Cu、Zn、Cd和Pb在0.25～0.5mm粒径团聚体中分布因子最高,而在5～8mm粒径团聚体中重金属的质量负载因子最大。土壤有机碳含量随团聚体粒径的增大表现为先增大后减小,不同粒径团聚体中Cu、Cd、Pb和As含量与有机碳含量均呈显著正相关(p0.05)。污灌区菜地土壤Cr、As在5～8mm粒径团聚体中富集现象显著,Cu、Zn、Cd、Pb在0.25～0.5mm粒径团聚体中均表现出显著的富集特征。6种重金属在5～8mm粒径团聚体中的质量负载因子均为最高,表明6种重金属在5～8mm粒径团聚体中的贡献最大。     

磷酸三丁酯与三烷基胺类萃取剂对锌离子的协同萃取

研究了磷酸三丁酯(TBP,B)和三烷基胺萃取剂(N235,R3N,R=C8~C10)在HCl介质中对Zn2 的萃取,该混合体系对Zn2 存在明显的协同效应,协萃系数为12.34。用斜率法和恒摩尔法探讨了萃取机理,确定了萃合物的组成为(R3N)1.5.ZnCl2.B,协萃反应方程式:ZnCl2(a) 1.5R3N(o) B(o)(R3N)1.5.ZnCl2.B(0)。计算了该反应的平衡常数和热力学函数ΔH、ΔG和ΔS,证明反应为放热过程。比较了TBP-N235的混合体系萃取Zn2 和Cd2 的性能,并考察了TBP与另一种胺类萃取剂N,N′-二(1-甲庚基)乙酰胺(N503)的混合体系对Zn2 和Cd2 的萃取。结果表明:TBP-N235的混合体系对Cd2 没有明显的协同效应;TBP-N503的混合体系对Zn2 和Cd2 协同效应都不明显。计算了TBP-N235的混合体系对Zn2 和Cd2 的分离系数,证明此体系可以从富镉溶液中分离锌。     

头发中微量元素的分析及其对环境暴露的生物指示作用研究

用火焰原子吸收光谱法对中国部分地区的55例人发与土壤中的5种微量元素(Cd、Pb、Zn、Cu、Mn)的含量进行了测定。测定的人发中微量元素的平均值(μg/g)为:Cd,0.1854;Mn,1.5063;Pb,10.983;Zn,122.21;Cu,5.3602;土样中平均值(ug/g)为:Cd,1.3859;Mn,233.46;Pb,31.197;Zn,170.71;Cu,8.1473。对全国不同区域的5种元素分布状况进行了分析,运用相关分析法(SPSS)对不同地区中土壤和人发中同一元素进行了相关性分析。结果表明:发Zn和土Zn,发Cu和土Cu,发Cu和土Pb在0.01的水平上显著相关,相关系数分别为0.766,0.471和0.648。     

微束X射线荧光和X射线吸收近边结构谱分析云南某铅锌矿区苔藓中铅的分布和形态

苔藓对重金属胁迫具有良好耐受性和一定的积累能力.本研究采集并测定了铅锌矿区苔藓和苔下土壤中重金属元素含量,利用微束X射线荧光光谱(Micro-X-ray fluorescence spectrometry, micro-XRF)测定了苔藓中重金属元素的分布,采用X射线吸收近边结构(X-ray absorption near edge structure, XANES)分析了苔藓中Pb的元素形态.研究表明,矿区苔藓具有较强的Pb、Zn、Cd、As积累能力,Pb和Zn最高含量可达1.06和1.23 mg/g, Cd和As最高含量可达30.5和13.2 μg/g.苔藓地上部(尤其是新生组织)是苔藓吸收并积累重金属的主要部位;矿区采集的小灰藓和匍枝青藓中部分金属元素分布规律不同,反应了不同苔藓种属对金属元素的吸收、积累和耐受机制的差异.XANES结果显示,Pb在小灰藓中主要以Pb3(PO4)2形态存在(约78%),表明生成Pb3(PO4)2沉淀可能是苔藓对Pb的耐受机制之一.     

油漆、油墨中Pb、Cd、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)含量测定

建立了1种检测油漆、油墨中Pb、Cd、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)含量的方法.用电感耦合等离子体发射光谱法(ICPAES)测定其中的铅、镉、总铬含量,方法的精密度小于6%,加标回收率为96.2%~100.2%.用二苯碳酰二肼分光光度法测定Cr(Ⅵ),其方法的加标回收率为80.0%~90.0%.X射线光电子能谱法(XPS)分析油墨中铬的形态主要为三价.实验结果表明:油墨中Pb含量低于0.20 mg/kg,Cd含量低于0.04 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量低于2.00 mg/kg;油漆中Cd含量低于6.00 mg/kg,均符合ASTM F963-2011美国玩具产品标准要求.8种油漆样品中,有6种铅含量超过90 mg/kg,有1种油漆Cr(Ⅵ)含量高达1.33×104mg/kg,不符合ASTM F963-2011标准.Pb、Cd、Cr(Ⅵ)检出限分别为0.04、0.2、2.0 mg/kg.     

自由态Cd离子浓度测定装置的改进

土壤溶液中自由离子浓度是表征土壤中重金属生物有效性的重要指标之一.在众多分析技术中,道南膜技术(Donnan Membrane Technique,DMT)以其灵敏度高和选择性好而得到了广泛的应用.本文在现有道南膜技术的基础上,对其装置加以改进,并测定了金属盐溶液和土壤淋洗液中自由态Cd的浓度.结果表明,该装置可在较短的时间(12 h)内达到道南平衡,且样品体积能满足ICP-AES的测定要求,测定的Cd2 浓度与模型计算的结果基本一致.     

阳离子淀粉与硫化镉复合膜对染料的选择性光降解

对复杂污染物进行有效分离,实现资源化再利用具有重要的现实意义.光催化具有氧化性强的特点,但降解不具有选择性,很难实现资源化.本文针对混合染料废水,选用对不同染料具有不同吸附能力的阳离子改性淀粉(St-CTA)作为光催化剂Cd S的载体,采用原位生成法制成复合膜(Cd S/St-CTA),详细考察了Cd S/St-CTA在茜素绿(AG25)、甲基橙(MO)和罗丹明B (Rh B)单组分与二元染料组分溶液中的吸附降解行为.Cd S/St-CTA在AG25/Rh B和MO/Rh B混合溶液中分别对AG25和MO具有良好的选择性降解作用,而对Rh B没有去除效果.这是由于St-CTA载体对不同染料具有不同的吸附性能所造成的. Cd S/St-CTA的选择降解性能不受Cl~-、SO_4~(2-)和CO_3~(2-)等共存阴离子及p H的影响.此外,使用后的Cd S/St-CTA不需要脱附或其他再生处理,便可应用于下一次降解处理,循环5次后仍能保持原有的降解效率,证明Cd S/St-CTA具有稳定的回收再利用性能.本文提出的载体负载光催化剂"选择吸附富集-选择光降解"这一策略,具有良好的普适性,对处理不同污染物均具有一定的参考价值.     

微波消解-高分辨连续光源原子吸收光谱法测定锁阳和韭菜籽中的重金属元素含量

利用微波消解-高分辨连续光源原子吸收光谱法测定锁阳、韭菜籽两种中药材中铜(Cu)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、砷(As)和汞(Hg)的含量.采用微波消解进行样品前处理,火焰原子吸收法测定其中的Cu含量,石墨炉原子吸收法测定Pb、Cd和Cr含量,氢化物发生原子吸收法测定As、Hg含量.方法线性关系良好,相关系数R^2大于0.999,加标回收率为95.61%~100.1%,RSD为0.8%~3.3%,测得锁阳和韭菜籽中Cu、Pb、Cd、Cr、As和Hg的含量值均低于《药用植物及制剂进口绿色行业标准》和食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB2762-2012)中规定的限量指标.方法分析速率快、干扰少、精密度高,适用于中药材中重金属含量的测定.