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我国农业生态环境领域突出问题与未来科技创新的思考 被引量：42
1
作者 王农 刘宝存 孙约兵 《农业资源与环境学报》 CAS 北大核心 2020年第1期1-5,共5页
农业生态环境对促进社会和经济可持续发展具有重要的现实意义。本文针对当前我国农业生态环境领域存在的局部污染形势严峻、生态资源利用率较低、环境污染纵深治理需求增大、生态环境功能开发严重滞后以及生态环境保护的科技支撑力不足... 农业生态环境对促进社会和经济可持续发展具有重要的现实意义。本文针对当前我国农业生态环境领域存在的局部污染形势严峻、生态资源利用率较低、环境污染纵深治理需求增大、生态环境功能开发严重滞后以及生态环境保护的科技支撑力不足等五个方面的问题进行分析,总结了农业面源和重金属污染综合防控与修复技术研发重点专项科技创新的重要进展,并梳理了未来科技创新发展需求,从污染防治、绿色生产、生态保育等方面,在科技创新领域重点方向提出相关建议,以期为我国近期农业生态环境领域科技创新工作提供参考。 展开更多
关键词 农业生态 环境污染 资源利用
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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 被引量：2
2
作者 景睿 裴楠 +6 位作者 狄雪荣 梁学峰 秦旭 彭云英 徐应明 黄青青 孙约兵 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期285-293,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 巯基坡缕石 赤铁矿 水稻 镉砷复合污染 土壤
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关于“碳中和生物”环境科学的新概念与研究展望 被引量：20
3
作者 周启星 李晓晶 欧阳少虎 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-9,共9页
碳达峰、碳中和是责任,是使命,更是机遇和挑战。时至今日,越来越多的国家、地区和个人投身这一事业中,共创人类可持续的未来。我国政府更是承诺,通过采取更加有力的政策和措施,力争CO;排放于2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现碳... 碳达峰、碳中和是责任,是使命,更是机遇和挑战。时至今日,越来越多的国家、地区和个人投身这一事业中,共创人类可持续的未来。我国政府更是承诺,通过采取更加有力的政策和措施,力争CO;排放于2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现碳中和。为了更好、更快地实现这一战略目标,创新推动碳中和工作,本文首次提出了"碳中和生物"的新概念,并对其内涵进行了辨析。从碳中和植物、碳中和微生物、碳中和动物、碳中和种群/群落以及碳中和生态系统的界定入手,深入阐述了碳中和生物的分类体系。为了自然界生物本身的碳中和功能尽可能放大或得以最大程度的提升,必须大规模构建碳中和生物生态体系,包括农业碳中和粮食作物体系、低碳养殖体系、碳中和湿地生态系统、碳中和生物共生或协同体系,以及基于环境修复的碳中和体系。最后,还对碳中和生物和生物固碳的今后研究进行了建设性的展望。 展开更多
关键词 碳中和 生物固碳 地质封存 绿色治理 可持续地球
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表面活性剂强化石油烃微生物电化学降解
4
作者 陈永刚 李德生 +1 位作者 于鑫 李晓晶 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第2期364-375,共12页
老化且高浓度的石油污染土壤阻碍了生物修复的应用,为了提升石油污染土壤的修复效率,本研究采用非离子表面活性剂吐温-80(TW-80)、两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、生物表面活性剂鼠李糖脂(RHA)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺... 老化且高浓度的石油污染土壤阻碍了生物修复的应用,为了提升石油污染土壤的修复效率,本研究采用非离子表面活性剂吐温-80(TW-80)、两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、生物表面活性剂鼠李糖脂(RHA)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(ODAC)5种类型的表面活性剂将石油烃从土壤固相浸提到液相中,并利用微生物电化学系统来提高石油污染土壤的修复效率。结果表明:土壤中石油烃的提取效果依次为SDBS(81%)>CAB(76%)>ODAC(74%)>TW-80(71%)>RHA(50%),其差异由表面活性剂性质决定。综合系统电能输出结果选择表面活性剂类型后,石油烃的微生物电化学降解效果表现为CAB(88%)>TW-80(74%)>RHA(53%),其主要受浸提液中微生物群落影响。后续可通过优化表面活性剂浓度、反应时间和复配等方法来提升石油污染土壤的修复效率。 展开更多
关键词 土壤修复 石油烃污染 表面活性剂 微生物电化学 微生物
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自然土壤中6:2氯代多氟烷基醚磺酸对蚯蚓的毒性效应
5
作者 秦成 赵美静 +3 位作者 路畅 王俊杰 赵丽霞 李晓晶 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第3期815-828,共14页
为探讨6:2氯代多氟烷基醚磺酸(6:2 Cl-PFESA)对蚯蚓的毒性效应及其致毒分子机制,本研究采用自然土壤法,研究了不同剂量(0.1、1、10 mg·kg^(-1))6:2 Cl-PFESA暴露对蚯蚓的28 d毒性效应,并联合酶学、扩增子测序和代谢组学技术探究其... 为探讨6:2氯代多氟烷基醚磺酸(6:2 Cl-PFESA)对蚯蚓的毒性效应及其致毒分子机制,本研究采用自然土壤法,研究了不同剂量(0.1、1、10 mg·kg^(-1))6:2 Cl-PFESA暴露对蚯蚓的28 d毒性效应,并联合酶学、扩增子测序和代谢组学技术探究其致毒分子机制。结果表明,暴露28 d后6:2 Cl-PFESA在蚯蚓体内的生物富集因子(BAF_(28d))为2.43~3.81,仅在高剂量(10 mg·kg^(-1))暴露下蚯蚓存活率显著降低。在亚个体水平,不同剂量6:2 Cl-PFESA暴露均诱导蚯蚓产生氧化应激,其中过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)比超氧化物歧化酶(SOD)对6:2 Cl-PFESA的反应更为敏感。此外,1、10 mg·kg^(-1)暴露导致蚯蚓体内发生明显的脂质过氧化损伤和神经毒性。微生物多样性分析表明,10 mg·kg^(-1)6:2 Cl-PFESA暴露会降低蚯蚓体内益生菌属(Lactobacillus)的相对丰度,增加致病菌门(Verrucomicrobiota)的相对丰度。代谢组学分析表明,10 mg·kg^(-1)6:2 Cl-PFESA暴露导致蚯蚓体内代谢紊乱,使氨基酸/肽及其类似物、碳水化合物及其结合物等关键代谢物丰度显著上调,破坏了甘油磷脂代谢等关键代谢通路,损害了蚯蚓正常的生理功能。研究表明,经过28 d的暴露,6:2 Cl-PFESA可在蚯蚓体内发生生物富集,土壤较低剂量(0.1 mg·kg^(-1))6:2 Cl-PFESA污染即可引发蚯蚓体内氧化应激,较高剂量(1、10 mg·kg^(-1))6:2 Cl-PFESA暴露下蚯蚓体内发生明显的脂质过氧化损伤和神经毒性,10 mg·kg^(-1)6:2 Cl-PFESA暴露可导致蚯蚓体内菌群失调和代谢功能紊乱。 展开更多
关键词 6:2氯代多氟烷基醚磺酸 自然土壤 蚯蚓 毒性 酶学 微生物多样性 代谢组学
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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
6
作者 许华强 王林 +4 位作者 孙约兵 戴子纯 邓凯 王童玉 梁学峰 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第4期919-929,共11页
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... 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的钝化效果最佳,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。 展开更多
关键词 钝化修复 镉 有效性 生物可给性 化学形态
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河北省典型设施菜地土壤抗生素积累变化分析
7
作者 陆晨希 秦成 +3 位作者 路畅 赵美静 翁莉萍 赵丽霞 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第3期654-664,共11页
为明确河北地区典型设施菜地土壤中抗生素的污染现状和积累变化规律,本研究选取石家庄藁城、张家口崇礼和衡水武邑三地中连续耕种1~20 a不等的共计61个蔬菜大棚土壤,检测并分析了其抗生素残留特征。结果表明:三地设施菜地土壤中抗生素... 为明确河北地区典型设施菜地土壤中抗生素的污染现状和积累变化规律,本研究选取石家庄藁城、张家口崇礼和衡水武邑三地中连续耕种1~20 a不等的共计61个蔬菜大棚土壤,检测并分析了其抗生素残留特征。结果表明:三地设施菜地土壤中抗生素均有检出,其中以藁城地区土壤中抗生素残留量最高,这与其长期施加有机肥有关。抗生素总残留量范围为3.97~342μg·kg^(-1),其中90.2%的土样中抗生素总残留量未超过100μg·kg^(-1)。三地均存在四环素类抗生素残留量较高,喹诺酮类次之,磺胺类较低的现象。检出的4类共24种抗生素的残留组成具有区域差异性,藁城、崇礼、武邑地区残留量最高的分别是土霉素(26.7μg·kg^(-1))、诺氟沙星(5.09μg·kg^(-1))、强力霉素(9.92μg·kg^(-1))。随着种植年限增加,仅藁城地区抗生素残留量显著上升,长期种植和施肥行为会导致厚壁菌门、放线菌门、变形菌门微生物丰度的上升。 展开更多
关键词 抗生素 设施土壤 残留特征 种植年限
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碱熔煤矸石制备及其对Pb(Ⅱ)吸附性能与机理研究
8
作者 裴鹏刚 贾铭杨 +2 位作者 王腾 向宁 孙约兵 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第6期22-31,共10页
为促进大宗工业固体废物煤矸石(SN)的高值化利用,该文以煤矸石为基体,采用“一步碱活化熔融法”制备了Pb^(2+)吸附功能材料(JRKSN),采用批处理试验研究了该材料对水溶液Pb^(2+)的吸附动力学、吸附等温线以及吸附影响因素,采用扫描电子... 为促进大宗工业固体废物煤矸石(SN)的高值化利用,该文以煤矸石为基体,采用“一步碱活化熔融法”制备了Pb^(2+)吸附功能材料(JRKSN),采用批处理试验研究了该材料对水溶液Pb^(2+)的吸附动力学、吸附等温线以及吸附影响因素,采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱解析了煤矸石改性前后的物化结构特征及其对Pb^(2+)的吸附机理。结果表明,SN和JRKSN对Pb^(2+)的吸附符合拟一级动力学和拟二级动力学模型,表明Pb^(2+)在材料上的吸附是化学吸附与物理吸附共存的过程。Pb^(2+)在SN上的吸附行为符合Freundlich等温吸附模型(R2为0.90262),以单层吸附为主;而Pb^(2+)在JRKSN上的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型(R2分别为0.99537和0.98905),单层吸附与非均质表面吸附共存,拟合最大吸附量为268.73 mg/g,为SN(45.24 mg/g)的5.94倍。随着吸附剂添加量(0.25~2 g/L)和pH值(2~6)的增加,SN和JRKSN对Pb^(2+)的吸附容量均增加,而K^(+)、Ca^(2+)离子共存会抑制材料对Pb^(2+)的吸附,且二价Ca^(2+)的抑制强于一价K^(+),表明吸附过程中存在离子交换作用。表征结果显示碱熔后煤矸石表面物理结构破碎化,矿物组成由高岭石转变为偏高岭石,无机Si原子Q4共振信号消失,羟基红外信号增强。JRKSN对Pb2+的吸附机理主要为化学吸附,包括材料表面羟基官能团、碳酸盐的络合沉淀以及聚合硅酸盐或活化氧化铝的表面络合,同时存在离子交换和静电吸引作用,吸附产物碳酸铅以片状结构填充于JRKSN材料表面。 展开更多
关键词 铅离子 煤矸石 吸附 机理分析
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水铁矿富集功能微生物强化土壤微生物电化学降解石油烃
9
作者 于鑫 杨思德 +4 位作者 陈永刚 杨玥玮 孙嘉璐 张云 李晓晶 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第4期990-1002,共13页
为探究土壤微生物电化学系统(Microbial Electrochemical System,MES)中土著微生物在增强石油烃降解过程中对外源水铁矿的响应,设置无电极、开路、闭路3种土壤MES反应装置,即在无生物电场、局部生物电场和有效生物电场下,于第0、202、36... 为探究土壤微生物电化学系统(Microbial Electrochemical System,MES)中土著微生物在增强石油烃降解过程中对外源水铁矿的响应,设置无电极、开路、闭路3种土壤MES反应装置,即在无生物电场、局部生物电场和有效生物电场下,于第0、202、368天考察石油烃降解和土壤微生物群落的变化。结果表明:水铁矿在无电极、开路和闭路处理中的转化依次增加,从而伴随着更高的石油烃降解(较对照提升22%)。水铁矿添加后,土壤微生物群落多样性增强,受确定性过程影响增大。此外,群落共生网络关系得到加强,进而强化了种间的协助互作。虽然长时间的运行使得系统优势门(Desulfobacterota、Firmicutes、Proteobacteria)丰度降低50%,优势属(SBR1031、SEEP-SRB1、KCM-B-112)丰度降低16%,但水铁矿能够选择富集功能微生物,包括铁还原菌(Geoalkalibacter、Limnobacter)、石油烃降解菌(Desulfosarcinaceae、Salinimicrobium、Immundisolibacter)、产电菌(Geoalkalibacter、Mycobacterium),其丰度最高提升至对照的4.7倍,以支撑土壤MES的强化石油烃降解和产电功能,这在功能预测中也得以证实。总之,水铁矿能够通过刺激土壤中的功能微生物的定殖并加强其联系来加强微生物电化学系统降解石油烃等有机污染物的功能。 展开更多
关键词 石油烃污染 土壤微生物电化学系统 水铁矿 功能微生物
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蚯蚓对金霉素污染土壤酶活性和微生物群落的影响 被引量：6
10
作者 杨思德 常兴平 +4 位作者 潘政 李明堂 翁莉萍 李永涛 赵丽霞 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1268-1280,共13页
为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓(内层种)和赤子爱胜蚓(表层种)为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒(微板法)、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留... 为探究蚯蚓对抗生素污染土壤酶活性和微生物群落的影响,选取金霉素为目标污染物,威廉环毛蚓(内层种)和赤子爱胜蚓(表层种)为实验生物,通过高效液相色谱-串联质谱法、土壤酶试剂盒(微板法)、高通量测序技术和冗余分析对土壤中金霉素残留、酶活性和微生物群落进行了测定与分析。结果表明:经过28 d的培养,蚯蚓处理组中金霉素浓度(0.0224~1.0060 mg·kg^(-1))显著低于对照组土壤(0.0335~1.5850 mg·kg^(-1))。金霉素抑制了土壤脱氢酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,激活了过氧化氢酶的活性。两种蚯蚓均激活了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性,最大激活率分别为77.80%~88.50%、4.00%~6.16%、69.20%~72.60%、43.20%~48.80%;碱性磷酸酶的活性受到抑制,最大抑制率为23.8%~25.0%。高通量测序结果表明两种生态型蚯蚓均可改变土壤中细菌群落结构,不同蚯蚓类型对细菌群落结构的影响存在有差异。两种蚯蚓的加入均未改变土壤中优势菌门的组成,但都改变了其丰度占比。在属水平上,Flavobacterium、Aeromonas、Luteolibacter、Adhaeribacter和Pseudomonas等潜在金霉素降解菌被两种蚯蚓刺激丰度显著增加,加速了土壤中金霉素的降解。冗余分析结果表明,土壤中pH、有机质含量、金霉素浓度和细菌群落结构是影响土壤酶活性变化的重要因子。研究表明,威廉环毛蚓对脱氢酶、蔗糖酶和脲酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。 展开更多
关键词 蚯蚓 金霉素 细菌群落 土壤 酶活性
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虾壳生物炭对Cd-As复合污染土壤修复效应及土壤可溶性有机碳含量的影响 被引量：12
11
作者 孙涛 孙约兵 +1 位作者 贾宏涛 吴泽嬴 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1675-1685,共11页
为探究虾壳生物炭对Cd、As复合污染土壤的修复效果和作用机制,将小龙虾壳厌氧热解制备成生物炭,通过土壤静态培养实验,在广东酸性和新疆碱性Cd、As复合污染土壤中添加不同剂量的虾壳生物炭(质量比为0.5%、1%和3%),研究虾壳生物炭对土壤... 为探究虾壳生物炭对Cd、As复合污染土壤的修复效果和作用机制,将小龙虾壳厌氧热解制备成生物炭,通过土壤静态培养实验,在广东酸性和新疆碱性Cd、As复合污染土壤中添加不同剂量的虾壳生物炭(质量比为0.5%、1%和3%),研究虾壳生物炭对土壤理化性质、Cd-As有效性和形态分布特征的影响,同时分析其对土壤可溶性有机碳的影响。结果表明:施加虾壳生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷含量(P<0.05),增幅随生物炭添加量的增加而增大。与不加生物炭的对照相比,添加0.5%~3%虾壳生物炭可使酸性土壤有效态Cd含量显著降低15.76%~26.50%,却使有效态As含量增加11.64%~24.53%;而生物炭添加可显著降低碱性土壤中有效态As、Cd含量(P<0.05),降幅分别为3.51%~8.12%和4.43%~28.90%。在土壤As、Cd形态分布上,添加虾壳生物炭增加了土壤中钙结合态As的比例,促进了土壤Cd由可交换态向残渣态转化。此外,添加虾壳生物炭显著提高了土壤可溶性有机碳含量,且土壤可溶性有机物的紫外光区吸收强度和芳香化程度有所增强。研究表明,虾壳生物炭可降低碱性土壤中Cd、As有效性,同时提高土壤养分含量,是一种绿色可持续的土壤钝化修复材料,具备碱性土壤Cd、As复合污染修复的潜在应用价值。 展开更多
关键词 虾壳生物炭 CD AS 土壤修复 可溶性有机物
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不同增强试剂对二维电场下伴矿景天修复镉污染土壤的影响 被引量：1
12
作者 樊广萍 姚澄 +9 位作者 周东美 张振华 童非 史高玲 张维国 陈未 李江叶 刘丽珠 李云涛 高岩 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2669-2680,共12页
为探讨添加不同增强试剂对二维电场下伴矿景天(Sedumplumbizincicola)修复镉(Cd)污染土壤的影响,采用室内盆栽试验,通过构建棒状石墨阳极在花盆四周,垂直网状不锈钢阴极在土壤表层的二维电场,研究了硫粉、菌菇渣溶解性有机质(DOM)和柠... 为探讨添加不同增强试剂对二维电场下伴矿景天(Sedumplumbizincicola)修复镉(Cd)污染土壤的影响,采用室内盆栽试验,通过构建棒状石墨阳极在花盆四周,垂直网状不锈钢阴极在土壤表层的二维电场,研究了硫粉、菌菇渣溶解性有机质(DOM)和柠檬酸等不同增强试剂及固定直流电场和反转电场等不同电场模式对土壤理化性质、Cd迁移转化、伴矿景天生长和Cd吸收的影响。结果表明:无电场条件下,施加硫粉能使土壤pH下降0.5~1.0个单位,整体提高了土壤有效态Cd含量,并且显著提高了伴矿景天根部对Cd的积累,但显著降低了伴矿景天地上部生物量和地上部Cd积累量;施加DOM和柠檬酸可显著促进伴矿景天生长,但对伴矿景天吸收Cd影响较小,植物地上部Cd积累量分别是不添加增强剂的对照的1.43倍和1.60倍。施加固定直流电场使土壤表层总Cd发生迁移,增加了植物根区土壤总Cd含量,但并未使底层土壤总Cd向表层土壤迁移;反转电场缓解了土壤pH和有效态Cd的变化,使表层土壤总Cd向底层迁移。直流电场与DOM和柠檬酸共同作用时,固定直流电场和反转电场均显著抑制了伴矿景天的生长和对Cd的积累,电场对伴矿景天生长和Cd吸收的影响占主导地位;直流电场与硫粉共同作用时,硫粉对伴矿景天生长和Cd吸收的影响起主要作用。整体上,固定直流电场相较反转电场可增加植物对Cd的吸收,反转电场相较固定直流电场能增加植物生物量。固定直流电场与硫粉共同作用可显著增加伴矿景天根系Cd浓度,其对地上部的Cd吸收也有促进作用。研究表明,在利用伴矿景天修复碱性污染土壤时,电场+硫粉处理可作为一种有效的强化措施,但是硫粉的施用量需要进一步优化。 展开更多
关键词 增强试剂 二维电场 电场模式 伴矿景天 CD吸收
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沼渣腐殖质对Cd污染土壤的淋洗效果及性质影响 被引量：3
13
作者 王胜 季蒙蒙 +5 位作者 阮文权 汪光 刘双月 薛卫杰 张长波 邓芸 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1169-1178,共10页
针对湖南水稻田土壤Cd污染问题,用沼渣中提取的腐殖质作为土壤淋洗剂,研究沼渣腐殖质溶液对农田土壤中重金属Cd的淋洗效果。通过室内模拟试验,采用振荡淋洗方式研究沼渣腐殖质溶液对不同含量Cd污染土壤中Cd去除效果和土壤性质的影响,并... 针对湖南水稻田土壤Cd污染问题,用沼渣中提取的腐殖质作为土壤淋洗剂,研究沼渣腐殖质溶液对农田土壤中重金属Cd的淋洗效果。通过室内模拟试验,采用振荡淋洗方式研究沼渣腐殖质溶液对不同含量Cd污染土壤中Cd去除效果和土壤性质的影响,并对淋洗过程中的土壤重金属含量进行动力学分析,最后初步探讨沼渣腐殖质溶液淋洗去除土壤中Cd的机理。结果表明:当液土比为4∶1(质量比),淋洗时间为120 min时,沼渣腐殖质溶液淋洗低含量和高含量Cd污染土壤对土壤中Cd去除率分别为57.73%和54.66%。沼渣腐殖质淋洗土壤的过程为非均相扩散过程。淋洗后土壤中可提取态Cd去除效果明显,同时有机质、氮、磷、钾等营养元素含量有所提高,酶活性先下降后上升。与淋洗前土壤上种植的水稻相比,淋洗后2种土壤上水稻种子发芽率以及幼苗株高、鲜质量和干质量都有所提高。沼渣腐殖质溶液淋洗Cd污染土壤可破坏土壤中的O-Cd键。说明沼渣腐殖质在Cd污染农田修复和Cd污染工业场地修复领域具有一定的应用潜力。 展开更多
关键词 Cd污染农田 沼渣腐殖质溶液 土壤淋洗
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赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响 被引量：9
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作者 郝月崎 孙扬 +4 位作者 李晓晶 周斌 翁莉萍 李永涛 赵丽霞 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2456-2466,共11页
为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量... 为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量的乙草胺(5 mg·kg^(-1))使SA中过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性下降,但可提高土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性,蚯蚓对受乙草胺抑制的土壤酶活性有提升作用,这种促进作用在实验中期最为明显,培养第14 d时蚯蚓处理组(SAE)过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性相较于SA处理组分别上升了4%、14%和53%。乙草胺对细菌数量的抑制作用主要发生在实验前期(第3 d),对真菌的抑制作用持续到了整个培养周期结束(30 d)。蚯蚓的加入对细菌和真菌数量的恢复都有一定的促进作用,第3 d和第14 d时SAE中细菌和真菌数量分别增加35%和39%。SAE处理组土壤的pH相较于SA处理组更接近于中性,可溶性有机碳含量更高,这些性质都为土壤微生物提供了适宜的生长环境,从而促进乙草胺污染土壤中微生物数量和活性的恢复。对不同处理土壤的高通量测序结果表明,在门水平上,乙草胺主要使Proteobacteria、Actinobacteria以及Chytridiomycota丰度下降,而使Acidobacteria和Zygomycota丰度上升。蚯蚓能够改善乙草胺污染土壤中的微生物物种组成情况,使其更接近于未污染状态,以上实验结果说明蚯蚓对乙草胺造成的微生物毒害有修复作用。在属水平上,少数微生物比如Sphingomonas、Fusarium、Gaertneriomyces和Pyrenula等能够受到乙草胺刺激而丰度增加,这些微生物可能参与到了乙草胺的微生物降解过程中。 展开更多
关键词 土壤 乙草胺 蚯蚓 微生物群落
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海泡石对镉污染稻田钝化修复效果的稳定性 被引量：17
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作者 裴楠 梁学峰 +4 位作者 秦旭 赵立杰 黄青青 徐应明 孙约兵 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期277-284,共8页
为探究海泡石对镉污染稻田土壤的钝化修复效果及其稳定性影响,通过开展连续两年4季的大田试验,分析成熟期稻米镉含量和土壤有效态镉含量,研究海泡石在异地对镉污染水稻土壤修复的适应性以及其修复效果的持久性效应,并通过分析稻米品质... 为探究海泡石对镉污染稻田土壤的钝化修复效果及其稳定性影响,通过开展连续两年4季的大田试验,分析成熟期稻米镉含量和土壤有效态镉含量,研究海泡石在异地对镉污染水稻土壤修复的适应性以及其修复效果的持久性效应,并通过分析稻米品质以及土壤酶活性,考察海泡石钝化修复对稻米品质和土壤环境的影响。结果表明:一次性施用不同剂量海泡石后,海泡石对镉污染稻田具有持续的钝化效果,能够显著降低糙米镉含量,但是其钝化作用随着时间延长有减弱趋势。海泡石钝化处理使第一年早稻和晚稻糙米镉含量分别比对照降低了21.0%~79.0%和63.8%~88.0%,其中当海泡石的添加量达到1.00 kg·m^(-2)时,可以使第一年早稻糙米镉含量降到我国食品中污染物限量标准(GB 2762—2017)中规定的限值(0.20 mg·kg^(-1))以下,但只有海泡石的添加量达到最大2.00 kg·m^(-2)时,才能使第一年晚稻糙米镉含量降到该标准限值以下;第二年,海泡石钝化处理使早稻和晚稻糙米镉含量分别比对照降低了4.0%~73.5%和21.4%~81.0%,但是只有海泡石施用剂量达到最大2.00 kg·m^(-2)时,才能使第二年早稻糙米镉含量降到标准限值0.20 mg·kg^(-1)以下,达到安全生产的目的,而其余处理的早稻和晚稻糙米镉含量均高于限量标准。研究表明,海泡石对镉污染稻田土壤镉具有较好的钝化修复效果,可以保障水稻的安全生产,但是在田间修复过程中,需要跟踪监测海泡石的钝化效果,必要情况下需要复施以确保其修复效果的持久稳定性。 展开更多
关键词 水稻 镉 海泡石 钝化修复 持久性
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基于田块尺度的农田土壤重金属污染评价及来源解析 被引量：22
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作者 穆德苗 陈艳秋 +3 位作者 胡涛 林大松 杨正兰 孙约兵 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1271-1283,共13页
基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归(APCS-MLR)受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数... 基于田块尺度采集农田表层土壤样品120件,采用绝对因子分析/多元线性回归(APCS-MLR)受体模型与地统计学分析对研究区域内As、Cd、Cu、Cr、Mn、Ni、Pb和Zn这8种重金属污染空间分布特征及来源进行解析,利用地累积指数和潜在生态风险指数法评价土壤生态风险。研究结果表明:研究区表层土壤中8种重金属含量差异较大,As、Cd和Cr点位超标率分别为61.83%、90.83%和92.52%,土壤重金属Zn、Cu、Cr和Ni主要以残渣态存在(占比在80%以上)。土壤中Cd、Cr和Cu含量空间分布格局呈东南部较高、中部次之、西北部较低的趋势,而Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布格局与此相反。APCS-MLR模型表明研究区域土壤重金属As、Cr、Cu和Ni的来源以自然源为主,占比分别为39.34%、47.32%、44.53%和50.23%;Pb、Zn的来源以工业活动源和交通源为主,占比分别为31.93%、30.53%和23.36%、22.17%;Cd的农业活动源占比为53.63%。土壤pH与有效态As、Cd、Cu和Ni含量呈极显著负相关性(P<0.01),土壤有机质与有效态As、Cd和Cr呈极显著负相关性(P<0.01)。地累积指数显示土壤Cr总体处于中、重度污染水平,其次是Cd;生态危害指数也表明Cr和Cd是主要生态危害元素,潜在生态危害系数变化范围分别为5.20~41.12和11.56~113.35。总体来看,研究区域Cr和Cd污染较为严重,存在潜在风险,应采取安全利用和修复等措施,降低其风险水平。 展开更多
关键词 重金属 污染评价 空间分布 赋存形态 APCS受体模型
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贝壳粉对农田土壤镉污染钝化修复效应 被引量：19
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作者 纪艺凝 徐应明 +1 位作者 王农 孙约兵 《农业资源与环境学报》 CAS 北大核心 2020年第2期233-240,共8页
通过静态培养试验和盆栽试验,研究了贝壳粉对Cd污染农田土壤的修复效应及其对土壤质量的影响。结果表明:静态培养试验中,随贝壳粉施加量的增加,土壤pH上升,而土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量则降低。贝壳粉对土壤中TCLP-Cd的钝... 通过静态培养试验和盆栽试验,研究了贝壳粉对Cd污染农田土壤的修复效应及其对土壤质量的影响。结果表明:静态培养试验中,随贝壳粉施加量的增加,土壤pH上升,而土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量则降低。贝壳粉对土壤中TCLP-Cd的钝化率最高达64.13%,各处理较对照差异显著(P<0.05)。施加贝壳粉后土壤过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶活性增幅最高分别达到64.31%、30.26%、17.08%。盆栽试验中,施用贝壳粉可以使土壤中重金属Cd由水溶态和还原态向氧化态和残渣态转化。贝壳粉处理使油菜叶片叶绿素含量提高,但对植物鲜质量没有显著影响(P>0.05),油菜地上部Cd含量较对照下降了3.13%~26.71%,地下部Cd含量较对照下降了12.22%~31.49%。当贝壳粉投加量达到1%时,油菜可食部分Cd含量符合国家食品中污染物限量标准(GB 2762-2017)。施用贝壳粉钝化修复Cd污染土壤切实可行,可进一步开展大田试验验证效果。 展开更多
关键词 镉 贝壳粉 钝化修复 油菜 生态效应
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中药渣生物有机肥对镉-汞复合污染土壤的钝化效果 被引量：18
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作者 陈芬 余高 +2 位作者 吴涵茜 侯建伟 赵成刚 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期737-747,共11页
为探究中药渣生物有机肥对农田土壤重金属的钝化效果及影响机制,选取不同镉(Cd)污染水平(高、中、低)自然农田土壤为研究对象,通过土培试验,分析中药渣生物有机肥不同施用比例[0(CK)、1.5%、3.0%和6.0%]对土壤有机质、pH、阳离子交换量(... 为探究中药渣生物有机肥对农田土壤重金属的钝化效果及影响机制,选取不同镉(Cd)污染水平(高、中、低)自然农田土壤为研究对象,通过土培试验,分析中药渣生物有机肥不同施用比例[0(CK)、1.5%、3.0%和6.0%]对土壤有机质、pH、阳离子交换量(cation exchange capacity,CEC)以及Cd和汞(Hg)的形态变化、钝化率(immobilization efficiency,IE)、迁移率指数(mobility index,MI)的影响,并通过土壤理化性质与重金属形态的相关性分析,初步探讨其钝化机制。结果表明:施用中药渣生物有机肥可提高土壤有机质含量、pH和CEC,且随施用比例的增加而显著提高。施用中药渣生物有机肥可降低土壤中的可交换态和碳酸盐结合态Cd、Hg含量,增加有机结合态和残渣态Cd、Hg含量;且可交换态和碳酸盐结合态含量的降幅及有机结合态和残渣态含量的增幅均以6.0%处理最高,3.0%处理次之,1.5%处理最低。施用中药渣生物有机肥可降低土壤Cd、Hg的迁移率,增加Cd、Hg的钝化率;且迁移率的增幅和钝化率的降幅均以6.0%处理最高,3.0%处理次之,1.5%处理最低。相关性分析结果表明,土壤有机质含量、pH和CEC与可交换态Cd、Hg含量均呈显著负相关(P<0.05),与有机结合态Cd含量呈显著或极显著正相关(P<0.05或P<0.01),土壤有机质含量和CEC与有机结合态Hg含量呈显著正相关(P<0.05)。总体上,施用中药渣生物有机肥可有效改善土壤理化性质,降低土壤重金属Cd、Hg的生物有效性,从而达到修复土壤的目的。 展开更多
关键词 中药渣生物有机肥 镉-汞复合污染土壤 钝化修复
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巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应 被引量：9
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作者 何丽质 徐应明 +3 位作者 宋常志 吴义茜 黄青青 梁学峰 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期319-328,共10页
为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力,选取典型镉污染碱性土壤,以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验,研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明:巯基化坡缕石在应... 为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力,选取典型镉污染碱性土壤,以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验,研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明:巯基化坡缕石在应用剂量为0.1%~0.3%(m/m)时可以使生育期内青菜地上部镉含量降低81.44%~93.44%,根系镉含量降低68.47%~85.63%,生菜地上部镉含量降低65.11%~92.18%,根系镉含量降低57.77%~91.92%。收获时可食部位镉含量满足国家食品卫生标准限量值要求,在极低的应用剂量下显著的钝化效应是其优势。巯基化坡缕石可使土壤DTPA浸提有效态镉含量降低68.57%~84.10%,钝化过程速度快,5 d左右达到平衡,可以用二级动力学拟合。连续浸提形态分析显示,巯基化坡缕石能够快速减少土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量,并显著提高易还原金属氧化物结合态镉含量,使镉由活泼态向不活泼态转化,从而减少作物吸收累积。巯基化坡缕石同时抑制了青菜和生菜对镉的转运系数和生物累积系数,进一步降低了可食部位镉含量。研究表明巯基化坡缕石是一种在镉污染碱性土壤上具有快速钝化作用和良好应用潜力的高效钝化剂。 展开更多
关键词 镉 钝化 巯基化坡缕石 碱性土壤 青菜 生菜
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鱼骨粉对土壤Cd污染钝化修复效应及其理化性质的影响 被引量：20
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作者 纪艺凝 徐应明 +1 位作者 王农 孙约兵 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期312-319,共8页
通过1年静态培养试验,研究了鱼骨粉对碱性和酸性Cd污染土壤钝化修复效应、基本理化性质和酶活性的影响。结果表明:随着鱼骨粉施加量的增加,酸性和碱性土壤中pH、有机质和阳离子交换量增加,而含水率则较对照降低了2.90%~6.19%和0.10%~1.... 通过1年静态培养试验,研究了鱼骨粉对碱性和酸性Cd污染土壤钝化修复效应、基本理化性质和酶活性的影响。结果表明:随着鱼骨粉施加量的增加,酸性和碱性土壤中pH、有机质和阳离子交换量增加,而含水率则较对照降低了2.90%~6.19%和0.10%~1.81%。土壤中TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)提取态Cd含量随鱼骨粉投加量增加而降低,较对照最大分别降低49.7%和17.0%。施加鱼骨粉后,碱性土壤中过氧化氢酶活性显著升高(p<0.05),过氧化物酶则受到抑制,脲酶活性仅在≤1%鱼骨粉处理时有所促进,而在酸性土壤中,过氧化氢酶、过氧化物酶和脲酶活性最大分别可增加90.5%,65.4%,75.8%。施用鱼骨粉改变了土壤有机碳官能团的数量,其中酚类化合物、脂肪C、芳香C官能团含量均有所增加。土壤中有效态Cd与土壤有机质含量、过氧化氢酶活性呈极显著负相关关系(p<0.01),与土壤pH、阳离子交换量呈显著负相关关系(p<0.05)。研究表明利用鱼骨粉钝化修复Cd污染土壤较为有效可行。 展开更多
关键词 鱼骨粉 镉污染 钝化修复 有机碳
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