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土壤-农作物体系中抗生素-重金属复合污染的环境归趋和毒性效应研究进展
1
作者 贺泽婧 方利平 +1 位作者 刘传平 黄耀 《岩矿测试》 北大核心 2025年第4期658-668,共11页
随着工业化高速发展,农田抗生素-重金属复合污染问题日益严重,威胁农产品安全和人体健康。然而,目前人们对抗生素-重金属复合污染在土壤-农作物体系中的迁移、转化、吸收和累积等环境行为,及其对土壤生物和农作物的毒性效应缺乏全面认识... 随着工业化高速发展,农田抗生素-重金属复合污染问题日益严重,威胁农产品安全和人体健康。然而,目前人们对抗生素-重金属复合污染在土壤-农作物体系中的迁移、转化、吸收和累积等环境行为,及其对土壤生物和农作物的毒性效应缺乏全面认识,制约了农田土壤抗生素-重金属复合污染治理策略的制定。本文评述了中国农田抗生素-重金属复合污染现状,及其在土壤-农作物体系中的环境归趋和毒性效应。已有研究表明,中国农田土壤存在抗生素-重金属复合污染,主要污染源为畜禽粪肥施用、污水灌溉和农药使用。抗生素与重金属可形成稳定络合物,其环境行为受土壤有机质、pH及离子竞争影响,植物吸收后主要富集于根部并向地上部分转移,叶菜类作物富集能力高于豆类。复合污染通过共抗性机制加剧抗生素抗性基因与重金属抗性基因的传播。复合污染的毒理学效应也更复杂,呈现协同、拮抗或累加效应,导致土壤微生物多样性降低、土壤动物生理功能紊乱以及作物氧化应激损伤,影响农作物生长与品质。但目前的研究仅报道了少数几种重金属、抗生素和农作物种类的短期结果,不同剂量和不同组合结果的差异尚不明确。建议未来一方面聚焦抗生素-重金属风险阈值与精准管控研究,通过建立动态评估模型明确安全阈值,开发农业投入品溯源技术和污染修复匹配体系,实现受污染耕地的安全利用;另一方面,应加强不同组合复合污染相关机制解析研究,针对抗生素和重金属组合形成的不同络合物,进行细胞、分子和基因层面的环境归趋和毒性效应机制探索,以及环境因子影响机制研究,突破共抗性基因传播规律研究,同时培育和筛选共抗性农作物品种,为农田抗生素-重金属复合污染风险精准管控和农业绿色发展提供理论支撑。 展开更多
关键词 农田 重金属 抗生素 复合污染 环境归趋 毒性效应
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模拟干湿过程对稳定化修复土壤中重金属Ni和Pb的影响
2
作者 常春英 王刚 +2 位作者 曹浩轩 邓一荣 陶亮 《生态环境学报》 北大核心 2025年第1期118-125,共8页
稳定化(固化/稳定化)技术被广泛应用于污染土壤的修复治理,但修复后的重金属会在外界复杂环境因子(淹水-落干、淋溶等)影响下改变赋存状态、缓慢释放,进而引发环境风险。选取珠三角地区典型稳定化修复后土壤为对象,研究模拟淹水、干湿... 稳定化(固化/稳定化)技术被广泛应用于污染土壤的修复治理,但修复后的重金属会在外界复杂环境因子(淹水-落干、淋溶等)影响下改变赋存状态、缓慢释放,进而引发环境风险。选取珠三角地区典型稳定化修复后土壤为对象,研究模拟淹水、干湿交替两种情形下修复后土壤中2种重金属(Ni和Pb)的稳定性及其影响因素。结果表明,淹水可明显提高稳定化修复后土壤重金属的浸出浓度,淹水后Ni的浸出量较淹水前上升约103倍,重金属Pb浸出浓度受到淹水影响较小。淹水可促使稳定化的重金属从弱酸提取态向可氧化态和可还原态转化,淹水后Ni和Pb的弱酸提取态含量降幅分别为7.16%和19.9%。淹水通过改变土壤pH、Eh、铁锰氧化物和DOM等影响修复后重金属的稳定性,通过降低土壤pH和Eh促使体系中Mn^(4+)、Fe^(3+)还原,并同时耦合无定形态氧化铁的降低。干湿交替通过对水解重金属化合物的溶解解吸行为而影响重金属的稳定性,总体上干湿交替对体系中的Ni和Pb的浸出浓度、形态变化的影响相对较小。研究表明,淹水和干湿交替胁迫可以改变稳定化修复后土壤重金属的稳定性,且程度因不同重金属种类及外界胁迫强度而差异较大,短期内重金属浸出浓度远低于相关标准限值,土壤环境风险可控,但鉴于外界环境影响的长期性和多元性,实质性延长监管链条、对修复后地块实施定期回顾性评估是实现污染地块可持续安全利用的有效方式。 展开更多
关键词 淹水 干湿交替 稳定化 重金属 环境影响
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我国农田土壤重金属污染现状及治理研究进展 被引量：23
3
作者 朱雅琪 巫静 +5 位作者 余震 邓玉 刘德洪 徐长林 吕亚辉 杨国义 《现代农业科技》 2024年第5期115-118,125,共5页
农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标,这些重金属随食物链进入人体,对人体健康造成危害。了解农田土壤重金属污染现状、重金属污染对农作物的危害以及污染农田的治理方法,对保障饮食安全具有重要意义。本文综述了我国农田土壤... 农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标,这些重金属随食物链进入人体,对人体健康造成危害。了解农田土壤重金属污染现状、重金属污染对农作物的危害以及污染农田的治理方法,对保障饮食安全具有重要意义。本文综述了我国农田土壤重金属污染现状,阐述了农田土壤重金属污染可能对农作物造成的影响,概括了目前农田土壤重金属污染的主要治理方式,分析了这些治理方式的差异性和优缺点,并对未来农田土壤重金属污染治理的方向进行了展望,以期为我国农田土壤重金属污染治理的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 农田土壤 重金属污染 现状 污染治理 土壤修复
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新型污染物氯代消毒副产物的生态环境及人体健康毒性效应研究进展 被引量：8
4
作者 叶璟 王照洋 +5 位作者 田富箱 孙丽娟 刘超男 陶建伟 许文武 吕亚辉 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3234-3246,共13页
水消毒是保护人体健康免受病原体侵害并防止病原体在水中传播的基本策略,已被广泛应用于水质净化中.在水消毒过程中,消毒剂易与天然存在的有机物(如腐殖酸和富里酸)、无机物、污染物以及原水中存在的游离氯、溴或碘反应,生成新型污染物(... 水消毒是保护人体健康免受病原体侵害并防止病原体在水中传播的基本策略,已被广泛应用于水质净化中.在水消毒过程中,消毒剂易与天然存在的有机物(如腐殖酸和富里酸)、无机物、污染物以及原水中存在的游离氯、溴或碘反应,生成新型污染物(emerging contaminants,ECs)消毒副产物(disinfection by-products,DBPs),其中氯代消毒副产物(chlorinated disinfection byproducts,Cl-DBPs)是检出率和浓度水平最高的一类.Cl-DBPs可引发内分泌紊乱及“三致”效应,对生态环境和人体健康均构成了一定的威胁,然而造成这些不良影响的毒性机制在很大程度上尚不清楚.因此,全面了解Cl-DBPs的毒性效应对保护生态环境和人体健康至关重要.本文综述了目前已发现的Cl-DBPs的种类和来源,探讨了Cl-DBPs及其混合物对水生生物、陆生生物、人体健康的毒性效应,为评价Cl-DBPs的环境风险提供科学依据. 展开更多
关键词 水消毒 氯代消毒副产物 生态环境 毒性效应.
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保护性耕作对南方双季稻田土壤性质及产量的影响 被引量：1
5
作者 杜明慧 李伯欣 +6 位作者 余英德 陶琳 范世献 余敏男 于晓雯 邹淑君 黄德银 《生态环境学报》 北大核心 2025年第4期521-533,共13页
保护性耕作相比于传统高强度的耕作方式减少了对土壤的扰动,是一种环保且经济的耕作方法。选取广东省雷州和大埔两个双季稻种植区进行2 a的定位试验,以传统耕作为对照,研究免耕、少耕保护性耕作方式对稻田土壤结构、土壤有机质及水稻产... 保护性耕作相比于传统高强度的耕作方式减少了对土壤的扰动,是一种环保且经济的耕作方法。选取广东省雷州和大埔两个双季稻种植区进行2 a的定位试验,以传统耕作为对照,研究免耕、少耕保护性耕作方式对稻田土壤结构、土壤有机质及水稻产量的影响。结果表明:保护性耕作对雷州和大埔的土壤容重和孔隙度均无显著影响,而少耕模式对土壤有机质和大团聚体含量的影响存在地域差异。在雷州试验区,少耕模式总体上增加了土壤有机质和大团聚体的含量,增幅最高分别可达48.8%和17.4%;而在大埔试验区,有机质略有降低,大团聚体含量无显著变化。另外,耕作方式对水稻产量产生显著的影响,在雷州和大埔试验区,双季稻产量均为少耕模式下最高(p<0.05),增幅最高可达12.7%;免耕模式略高于传统耕作。少耕模式能减缓南方地区因降雨充沛导致的淋溶、地表径流和氮磷流失,在一定程度上减少土壤侵蚀,进而增加水稻产量。该研究表明短期的保护性耕作模式(2a)对土壤结构的影响并不显著,但少耕模式是南方双季稻区相对较优的耕作方式。研究结果对探索不同耕作模式下提升稻田土壤肥力和作物产量具有实践意义。 展开更多
关键词 耕作模式 双季稻 土壤结构 土壤有机质 水稻产量
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固化/稳定化修复后土壤重金属稳定性及再活化研究进展 被引量：37
6
作者 常春英 曹浩轩 +2 位作者 陶亮 吕贻忠 董敏刚 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期682-691,共10页
固化/稳定化技术是一种经济、有效、快捷的重金属污染主流修复技术,随着我国以风险管控为主导策略的土壤污染防治工作的推进,该技术正发挥着极其重要的作用。固化/稳定化技术处置后土壤中的重金属并未移除,存在再活化的风险。本文对固化... 固化/稳定化技术是一种经济、有效、快捷的重金属污染主流修复技术,随着我国以风险管控为主导策略的土壤污染防治工作的推进,该技术正发挥着极其重要的作用。固化/稳定化技术处置后土壤中的重金属并未移除,存在再活化的风险。本文对固化/稳定化技术特点、修复效果评估方法、评价标准等进行了系统总结,概述了修复后重金属赋存形态、生物有效性、微观形态等特征,着重阐述了冻融、水环境和酸雨淋溶3类环境胁迫下重金属的再活化行为和影响因素。在此基础上,讨论了当前固化/稳定化修复后土壤和场地环境监管体系构建的现状、不足和发展需求,提出需注重修复后重金属环境行为、再活化定量化等研究方向。 展开更多
关键词 土壤 重金属 固化/稳定化 再活化 风险管控
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淹水和干湿交替对修复后土壤铬的稳定性影响研究 被引量：8
7
作者 常春英 曹浩轩 +3 位作者 陶亮 刘丽丽 陈文洁 吕贻忠 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1150-1158,共9页
采用固化/稳定化技术修复后的场地和土壤因其污染物未彻底清除而备受关注,外界环境胁迫下重金属存在再活化的风险,但再活化的速率和形式尚不明确.我国华南地区高温多雨,水热交换频繁剧烈,固化/稳定化后修复场地的安全利用面临更大的潜... 采用固化/稳定化技术修复后的场地和土壤因其污染物未彻底清除而备受关注,外界环境胁迫下重金属存在再活化的风险,但再活化的速率和形式尚不明确.我国华南地区高温多雨,水热交换频繁剧烈,固化/稳定化后修复场地的安全利用面临更大的潜在风险.以珠三角地区2个典型固化/稳定化修复后场地土壤为研究对象,开展淹水和干湿交替对土壤重金属铬(Cr)的释放、形态转化及其影响机制研究.结果表明:①淹水和干湿交替可提高已固化/稳定化土壤中Cr的浸出浓度.场地A和B土壤Cr的浸出浓度较淹水前分别上升了1.32和8.72倍,干湿交替后场地A土壤Cr的浸出浓度略有下降,场地B土壤Cr的浸出浓度则增加了4.32倍.②淹水和干湿交替促使已固化/稳定化的Cr从酸可提取态向相对稳定的可氧化态等转化.场地A和B土壤中酸可提取态Cr含量较淹水前的变化率分别为-60.17%和-14.34%,可氧化态Cr含量的变化率分别为2.71%和13.30%;干湿交替后土壤可提取态Cr含量的变化率分别为-28.78%和-2.13%,可氧化态Cr含量的变化率分别为5.48%和10.22%.③淹水通过降低土壤氧化还原点位(E_(h))、pH和无定形氧化铁等影响Cr的稳定性,促使Mn^(4+)、Fe^(3+)的还原和Cr的重新释放;干湿交替较淹水处理对固化/稳定化体系的影响相对较小.研究显示,水分胁迫可提高固化/稳定化修复后土壤Cr的浸出浓度、改变赋存形态,但其浸出浓度远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》和HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》规定的浸出液浓度限值;鉴于外界环境胁迫的长期性和复杂性,以及当前“一评定终身”的效果评估管理模式对未彻底清除污染物场地后期监管的无力性,持续关注和系统管控是实现固化/稳定化修复后场地可持续安全利用的必要途径. 展开更多
关键词 淹水 干湿交替 固化/稳定化 土壤重金属 稳定性
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土壤铁对厌氧砷氧化耦合硝酸盐还原过程的影响 被引量：2
8
作者 牛汝苗 杨光 +4 位作者 高一帆 梁露予 潘丹丹 黄国勇 李晓敏 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1456-1464,共9页
为探究土壤铁对厌氧砷氧化耦合硝酸盐还原过程的作用机制,选取土壤有机质含量相近但铁含量不同的两种稻田土壤,设置对照、+NO_(3)^(-)、+As(Ⅲ)和+As(Ⅲ)+NO_(3)^(-)处理开展厌氧培养实验,研究As/N/Fe及微生物群落的变化.结果表明,厌氧... 为探究土壤铁对厌氧砷氧化耦合硝酸盐还原过程的作用机制,选取土壤有机质含量相近但铁含量不同的两种稻田土壤,设置对照、+NO_(3)^(-)、+As(Ⅲ)和+As(Ⅲ)+NO_(3)^(-)处理开展厌氧培养实验,研究As/N/Fe及微生物群落的变化.结果表明,厌氧条件下硝酸盐还原驱动砷氧化过程,低铁和高铁土壤中砷氧化率分别为35.3%和43.0%,高铁土壤的磷酸提取态和草酸提取态砷占比显著高于低铁土壤;As(Ⅲ)的存在减慢NO_(3)^(-)还原,减少NO_(2)^(-)和N_(2)O的积累,促进NH_(4)^(+)的生成,高铁土壤的反硝化和异化硝酸盐还原产铵过程比低铁土壤快;硝酸盐和As(Ⅲ)的存在降低土壤溶解态和吸附态Fe(Ⅱ)的浓度,提高吸附态总铁的浓度,并改变微生物群落的组成和丰度,Bacillus、Clostridium和Planococcaceae在硝酸盐还原及砷氧化过程中占主导.因此,当土壤吸附态铁高时,能加速砷氧化耦合反硝化/异化硝酸盐还原产铵过程,并促进土壤铁氢氧化物对As(Ⅲ)和As(V)的固定.上述研究发现可为淹水期稻田土壤砷转化的铁氮元素调控提供科学依据. 展开更多
关键词 铁氧化还原 反硝化 异化硝酸盐还原成铵 微生物群落 砷氧化固定
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龙葵对典型酸性矿山废水重金属的处理效果研究 被引量：1
9
作者 李振飞 李书钦 +2 位作者 童立志 李继宁 雷蕾 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第1期268-278,共11页
酸性矿山废水(AMD)的pH低、重金属浓度高,是矿区生态环境的一大威胁。开展高效、可持续、环保、低成本的AMD处理技术研究十分必要。以硫铁矿(PR)和银铅矿(SL)2种典型强酸性AMD(PR-AMD、SL-AMD)为研究对象,设计龙葵(Solanum nigrum L.)... 酸性矿山废水(AMD)的pH低、重金属浓度高,是矿区生态环境的一大威胁。开展高效、可持续、环保、低成本的AMD处理技术研究十分必要。以硫铁矿(PR)和银铅矿(SL)2种典型强酸性AMD(PR-AMD、SL-AMD)为研究对象,设计龙葵(Solanum nigrum L.)吸收模拟试验对AMD进行处理。通过投加氢氧化钠调节2种AMD的pH为5和7后(PR-pH5、PRpH7和SL-pH5、SL-pH7),进一步利用龙葵水培试验对重金属进行净化处理。结果表明:PR-AMD中铁和硫酸根浓度较高,但重金属污染程度较低,而SL-AMD中存在以Cd、Zn和Cu为主的多金属复合污染。2种AMD的pH调整为5后更有利于龙葵的生长,但龙葵对重金属的吸收能力受到AMD组分的显著影响。龙葵对SL-AMD中的Cd具有较高的富集和地上转移能力,但对PR-AMD中的Cd吸收后主要富集在根部。除了SL-pH5处理组水中的Cd和Zn外,其他处理组中重金属的浓度均显著低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》中标准限值。PR-AMD中Cd的去除主要是通过龙葵吸收作用,其他重金属(Pb、Zn、Cu和As)主要通过中和沉淀作用从水中去除;而SL-AMD中重金属去除原因主要为中和沉淀作用。上述结果表明碱性中和复合龙葵深度净化方法对AMD的修复具有一定应用前景。 展开更多
关键词 酸性矿山废水 碱性中和 龙葵 吸收 重金属
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惠州市农业区域土壤—农产品中邻苯二甲酸酯污染特征研究 被引量：2
10
作者 李彬 邓玉 +3 位作者 刘德洪 朱雅琪 余震 杨国义 《江西农业学报》 CAS 2022年第8期127-134,共8页
为探究惠州市农业区域土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)污染水平和垂直分布特征以及在农产品中的富集情况,采用GC-FID方法检测了49个表层土壤、20个剖面土壤和22个农产品样品,分析了6种PAEs化合物含量。结果表明,表层土壤样品中∑PAEs含量为0.0... 为探究惠州市农业区域土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)污染水平和垂直分布特征以及在农产品中的富集情况,采用GC-FID方法检测了49个表层土壤、20个剖面土壤和22个农产品样品,分析了6种PAEs化合物含量。结果表明,表层土壤样品中∑PAEs含量为0.08~0.65 mg/kg,平均含量为0.28 mg/kg。DBP、DEP和DEHP在0~100 cm土层中均有存在,表明三者垂向迁移能力较强;农产品中∑PAEs含量为0.18~7.01 mg/kg,平均含量为1.51 mg/kg,水稻中∑PAEs的含量高于蔬菜,DBP在水稻、豆角、节瓜、丝瓜中具有较高的风险,含量高于欧美标准。土壤和农产品中PAEs均以DBP和DEHP为主。蔬菜—土壤中的∑PAEs、DEHP存在显著正相关,Pearson相关系数(r)分别为0.721(P=0.001)和0.686(P=0.002)。各类农产品可食用部位对∑PAEs的富集系数范围为0.73~10.78,除苋菜和通菜外,其他农产品的富集系数均在1.00以上。 展开更多
关键词 邻苯二甲酸酯 农业土壤—农产品 污染水平 生物富集 惠州市
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涡旋提取-全自动凯氏定氮法测定酸性和中性土壤中阳离子交换量
11
作者 袁雨珍 李志丰 杜衍红 《中国无机分析化学》 北大核心 2025年第10期1595-1603,共9页
传统的中性和酸性土壤中阳离子交换量(CEC)检测方法前处理过程烦琐、检测时间长,采用涡旋提取-全自动凯氏定氮仪测定中酸性土壤中CEC,明显提高了分析检测效率。通过单因素实验和L_(9)(3^(4))正交实验考察土液比、涡旋振荡时间、涡旋振... 传统的中性和酸性土壤中阳离子交换量(CEC)检测方法前处理过程烦琐、检测时间长,采用涡旋提取-全自动凯氏定氮仪测定中酸性土壤中CEC,明显提高了分析检测效率。通过单因素实验和L_(9)(3^(4))正交实验考察土液比、涡旋振荡时间、涡旋振荡速度以及方法的精密度和准确度。结果表明,最佳涡旋条件的土液比为1∶40、涡旋振荡时间为15 min,涡旋振荡速率为2000 r/min。用来测定国家标准物质GBW07412b(ASA-1b)、GBW07416b(ASA-5b)、GBW07415b(ASA-4b)和GBW07417b(ASA-6b)土壤中CEC含量,测定结果的相对标准偏差均小于2%,且国家标准物质的测定结果均在认定值的不确定范围内。方法用于检测48份农田土壤样品,与标准方法相比,CEC相对误差为0.44%~2.2%,满足土壤样品分析检测的要求。实验方法同传统标准方法相比,利用涡旋振荡高速旋转产生的离心力和剪切力,提高了NH4OAc和土壤中各种阳离子之间的交换效率,用全自动凯氏定氮仪替代传统凯氏定氮的蒸馏和手动滴定,自动化程度高,降低了实验人员劳动强度,整个分析检测过程效率提高了3倍,大大缩短了检测时间、减少了试剂用量,准确度和精密度好,适用于大批量酸性和中性土壤样品中CEC快速检测。 展开更多
关键词 土壤 涡旋提取 全自动凯氏定氮仪 CEC
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热活化条件下两种矿物对镉吸附与解吸影响的初步研究
12
作者 罗旺兴 祝纪异 +3 位作者 梁嘉伟 梁伟文 于雄胜 柳勇 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期82-86,共5页
镉(Cd)是一种污染性极强的重金属毒物,利用矿物吸附去除水体中的Cd可有效净化Cd污染水。本工作以海泡石和乌兰茶晶石为代表,分别研究在不同外源Cd浓度(0~400 mg·L^(-1))下,100℃烘干处理与450℃热活化处理的海泡石和乌兰茶晶石对C... 镉(Cd)是一种污染性极强的重金属毒物,利用矿物吸附去除水体中的Cd可有效净化Cd污染水。本工作以海泡石和乌兰茶晶石为代表,分别研究在不同外源Cd浓度(0~400 mg·L^(-1))下,100℃烘干处理与450℃热活化处理的海泡石和乌兰茶晶石对Cd的吸附与解吸行为差异,并建立等温吸附模型,以探讨热活化对矿物吸附Cd行为的影响机制。结果表明,随着外源Cd浓度的提高,两种处理的海泡石和100℃烘干处理的乌兰茶晶石对Cd的吸附均呈现先增加后稳定的趋势,而450℃热活化处理的乌兰茶晶石对Cd的吸附能力极强,溶液中Cd几乎被完全吸附,因此溶液Cd平衡浓度始终接近零。与Freundlich方程相比,Langmuir方程能较好地表征两种矿物对Cd的吸附行为(R2>0.93),说明两种矿物对Cd的吸附基本符合单分子层吸附(450℃热活化处理的乌兰茶晶石除外)。在饱和吸附量方面,除450℃热活化处理的乌兰茶晶石无法估计之外,450℃热活化处理的海泡石(3 373 mg·kg^(-1))>100℃烘干处理的海泡石(3 317 mg·kg^(-1))>100℃烘干处理的乌兰茶晶石(1 651 mg·kg^(-1));外源Cd浓度在400 mg·L^(-1)时,Cd解吸率的排序为100℃烘干处理的乌兰茶晶石(17.5%)>100℃烘干处理的海泡石(12.2%)>450℃热活化处理的海泡石(8.22%)>450℃热活化处理的乌兰茶晶石(0%)。外源Cd浓度在0~400 mg·L^(-1)范围内,450℃热活化处理的乌兰茶晶石可使溶液中的Cd几乎被完全吸附,且在短时间内完全不能被解吸出来,因此热活化后的乌兰茶晶石可以作为极好的水体Cd污染吸附剂。 展开更多
关键词 镉(CD) 吸附 解吸 海泡石 乌兰茶晶石
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盐度对硝酸盐还原型铁氧化菌亚铁氧化与硝酸盐还原的影响研究
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作者 张颖 李涵 +3 位作者 张泽权 程宽 池文婷 刘同旭 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期1590-1599,共10页
作为重要的嗜中性铁氧化菌,硝酸盐还原型铁氧化菌一直以来都被认为是在环境污染修复中具有广阔应用前景的一类微生物,其广泛分布于淡水沉积物、地下水、稻田土壤、海岸沉积物等各种盐度的水土环境中。已有研究指示,盐度可能会对此类铁... 作为重要的嗜中性铁氧化菌,硝酸盐还原型铁氧化菌一直以来都被认为是在环境污染修复中具有广阔应用前景的一类微生物,其广泛分布于淡水沉积物、地下水、稻田土壤、海岸沉积物等各种盐度的水土环境中。已有研究指示,盐度可能会对此类铁氧化菌的生长代谢和亚铁氧化过程产生抑制作用,但是具体作用机制尚不清楚。为深入探究盐度对硝酸盐还原型铁氧化菌生长代谢的影响,选取Acidovorax sp.BoFeN1为模式菌株,设置微宇宙培养实验,并利用NaCl调节反应体系盐度(NaCl质量浓度分别为0、15、35、55 g·L^(-1))。通过监测反应过程中亚铁离子和硝酸盐的浓度变化,并对产物进行矿物学表征,探究硝酸盐还原型铁氧化菌在不同盐度条件下亚铁氧化和硝酸盐还原过程;进一步设置真实海水(盐度为34 g·L^(-1))的模拟实验对实验结果进行验证。亚铁氧化和硝酸盐还原动力学结果表明,尽管低浓度氯化钠影响不大,但当NaCl质量浓度为35 g·L^(-1)和55 g·L^(-1)时,Acidovorax sp.BoFeN1的亚铁氧化和硝酸盐还原过程会被促进。利用SEM、XRD和FTIR对反应终点产物进行物相分析,结果显示盐度会促进微生物亚铁氧化成矿类型由纤铁矿向针铁矿转变。最后,真实海水验证实验表明,在海水提供的盐度条件下Acidovorax sp.BoFeN1的亚铁氧化和硝酸盐还原能力分别提升了1.2倍和1.3倍;此时,微生物亚铁氧化的成矿类型为纤铁矿和针铁矿。这一结果与微宇宙培养实验所得结论一致。从环境意义上看,该研究证明了硝酸盐还原型铁氧化菌能够适应海水入侵等高盐水土污染环境,更新了盐度抑制细菌代谢的传统认识,这将有助于推动此类细菌在高盐环境污染修复中的应用。 展开更多
关键词 盐度 硝酸盐还原型铁氧化菌 亚铁氧化 硝酸盐还原 铁循环
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纳米金属颗粒在土壤-植物系统中的迁移转化及生物效应研究进展 被引量：6
14
作者 疏茂 汤岑鹏 +1 位作者 赵峰娃 赵青 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期435-442,共8页
纳米金属颗粒的安全性是我国纳米产业发展亟需解决的重要课题,认识纳米金属颗粒在土壤-植物系统中的迁移转化和生物效应是其安全性研究的重要内容.本文系统阐述了纳米金属颗粒在土壤中的迁移转化、在植物中的运输过程和机制以及在植物... 纳米金属颗粒的安全性是我国纳米产业发展亟需解决的重要课题,认识纳米金属颗粒在土壤-植物系统中的迁移转化和生物效应是其安全性研究的重要内容.本文系统阐述了纳米金属颗粒在土壤中的迁移转化、在植物中的运输过程和机制以及在植物中的生物转化及其对植物的生物学效应,并在此基础上提出未来研究展望.结果表明:①复杂的土壤环境(pH、离子强度、离子价态、温度、溶解性有机质)能够影响纳米金属颗粒在土壤中的迁移及其形态转化(吸附/解吸、分散/沉降、解离和氧化/还原);②纳米金属颗粒首先吸附在植物的根部,再通过质外体或共质体途经向植物内部转移,由木质部和韧皮部组成的维管系统进行转运;③根际分泌物以及植物体内的蛋白质与有机酸等对纳米金属颗粒在植物中的生物转化起到重要作用;④纳米金属颗粒可以通过引起氧化应激或抑制营养元素吸收对植物产生毒性效应.为此,提出未来研究展望:建议重点关注纳米金属颗粒在土壤中形态转变过程的耦合效应,以及各赋存形态在植物体内的运输途径、生物转化过程机制及其对植物生物效应的贡献等. 展开更多
关键词 纳米金属颗粒 土壤-植物系统 迁移转化 生物效应
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一株稻田土壤梭状芽孢杆菌的分离及其固氮产氢能力研究 被引量：4
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作者 吴志宇 周革非 +3 位作者 陈慧敏 汤佳 谢章彰 刘芳华 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2588-2595,共8页
为研究水稻土壤中协同固氮产氢菌的固氮产氢特性,拓展协同固氮产氢菌菌种资源,利用厌氧微生物富集培养、亨盖特厌氧滚管等技术,从华南稻田土壤中筛选到一株同时具有产氢和固氮能力的菌株BZ-1.经形态学观察及16S rRNA基因序列系统发育分... 为研究水稻土壤中协同固氮产氢菌的固氮产氢特性,拓展协同固氮产氢菌菌种资源,利用厌氧微生物富集培养、亨盖特厌氧滚管等技术,从华南稻田土壤中筛选到一株同时具有产氢和固氮能力的菌株BZ-1.经形态学观察及16S rRNA基因序列系统发育分析,鉴定菌株BZ-1属于梭状芽孢杆菌属(Clostridium sp.).通过测定产氢量、生物量、发酵产物及固氮酶酶活等,对菌株BZ-1的产氢能力及协同固氮产氢特性进行分析.结果表明:菌株BZ-1发酵34.55 mmol/L葡萄糖可产生42.19 mmol/L H_(2),主要副产物为丁酸(15.96 mmol/L)、乙酸(7.14 mmol/L)和乳酸(5.09 mmol/L);菌株BZ-1具有固氮酶活性,能够以N_(2)为唯一氮源进行生长;菌株BZ-1固氮产氢时,相比于添加7 mmol/L氯化铵的试验组,产氢量提高了14.71%,最大生物量降低了33.33%,乙酸产量提升了61.49%.研究显示,菌株BZ-1在协同固氮产氢条件下固氮能力的提升、生物量的降低以及核心碳代谢途径的改变可能是其产氢量提升的原因.固氮产氢菌株BZ-1的获得将为提高土壤肥力以及缓解铅、镉等重金属对农作物的胁迫作用提供新的思路. 展开更多
关键词 水稻田 梭状芽孢杆菌BZ-1菌株 固氮 产氢 协同
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电位滴定法研究可变电荷土壤表面酸碱性质的进展 被引量：2
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作者 温晓翠 李九玉 +1 位作者 宋洁 陶亮 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期910-923,共14页
我国长江以南地区的土壤富含铁铝氧化物,其土壤胶体表面电荷具有可变性,显著不同于温带地区的恒电荷土壤,因而称之为可变电荷土壤。开展可变电荷土壤的表面特性研究对农业可持续发展、土壤资源保护等均具有重要的现实意义。电位滴定法... 我国长江以南地区的土壤富含铁铝氧化物,其土壤胶体表面电荷具有可变性,显著不同于温带地区的恒电荷土壤,因而称之为可变电荷土壤。开展可变电荷土壤的表面特性研究对农业可持续发展、土壤资源保护等均具有重要的现实意义。电位滴定法是开展可变电荷土壤表面特性研究最直接有效的方法。本文首先总结了电位滴定法的实验条件设置对可变电荷土壤表观电荷零点的影响,在此基础上,归纳了应用电位滴定法结合表面络合模型开展可变电荷土壤酸碱特性的研究进展,分类讨论了黏土矿物组成、氧化物、有机质等相关影响因子对可变电荷土壤酸碱缓冲能力的影响,并展望可变电荷土壤表面酸碱缓冲能力的未来研究。本文将有助于初学者理解可变电荷土壤,呼吁更多学者关注可变电荷土壤的酸碱缓冲特性研究及其在土壤资源可持续利用中所起的重要作用。 展开更多
关键词 可变电荷土壤 电荷零点 电位滴定 表面络合模型 土壤资源
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光合细菌Rhodopseudomonas faecalis JS提升细菌抑藻能力的机制研究 被引量：2
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作者 林帼英 罗智伟 +2 位作者 谢章彰 林炜铁 罗剑飞 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2792-2801,共10页
抑藻细菌在蓝藻水华的发展及消亡过程中起着重要的调节作用。增强抑藻细菌的抑藻能力将有助于加速蓝藻水华的消散,然而目前尚缺乏有效的原位调控手段。为了探究光合细菌Rhodopseudomonas faecalis JS对抑藻细菌抑藻作用的促进作用及其机... 抑藻细菌在蓝藻水华的发展及消亡过程中起着重要的调节作用。增强抑藻细菌的抑藻能力将有助于加速蓝藻水华的消散,然而目前尚缺乏有效的原位调控手段。为了探究光合细菌Rhodopseudomonas faecalis JS对抑藻细菌抑藻作用的促进作用及其机理,本研究首先进行富营养化水体土著细菌的抑藻实验,研究光合细菌R.faecalis JS对原位菌群抑藻能力的促进作用;通过对原位菌群中纯菌的分离与鉴定,进一步研究R.faecalis JS对不同种属细菌抑藻能力的促进作用;通过乙醇提取、HPLC及液质联用技术,对R.faecalis JS促进细菌抑藻作用的活性物质进行分离鉴定,探究R.faecalis JS对抑藻细菌抑藻能力的促进机理。结果表明:①光合细菌R.faecalis JS的发酵液能够增强富营养化水体原位菌群的抑藻效果。②从原位混合菌群中分离得到38株纯菌,有6株细菌(AB-3、AB-6、AB-13、AB-26、AB-31、AB-38)的抑藻率在添加R.faecalis JS发酵液后出现显著性提升,其中P.putida AB-31菌抑藻能力的增幅最大,其抑藻率由13.59%升至81.70%。这些细菌的系统分类学鉴定结果显示,R.faecalis JS发酵液能够提升抑藻作用的抑藻细菌都属于Pseudomonadota假单胞菌门,表明R.faecalis JS提升细菌抑藻能力具有门水平上的特异性。③对R.faecalis JS发酵液中的活性物质进行分离,得到22种潜在的活性代谢物,验证发现代谢物中的N-己酰基-DL-高丝氨酸内脂和N-丁酰基-DL-高丝氨酸内脂能够显著提升AB-31菌的抑藻作用,说明光合细菌R.faecalis JS可能通过释放群体感应信号分子的方式提升抑藻细菌的抑藻作用。研究显示,光合细菌R.faecalis JS具有原位提升细菌抑藻作用的潜力,这将为蓝藻水华的治理提供新的方法和思路。 展开更多
关键词 蓝藻水华 抑藻细菌 光合细菌Rhodopseudomonas faecalis JS 高丝氨酸内脂 群体感应
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甘肃某冶炼厂区土壤重金属铅、镉污染特征及其对微生物群落结构的影响 被引量：25
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作者 陈任连 蔡茜茜 +3 位作者 周丽华 袁勇 余震 王跃强 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期596-603,共8页
长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关。以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污... 长期受到重金属铅(Pb)和镉(Cd)污染的土壤生态危害指数较高,土壤微生物群落结构容易受到重金属的影响,重金属对土壤微生物的毒性与重金属的生物利用度直接相关。以白银市重金属污染土壤为样本,分析了土壤的理化性质、重金属Pb和Cd的污染状况及土壤微生物群落结构,探究它们之间的关联性。样本采自距离污染中心由近及远的4个位置(分别命名为S1、S2、S3和S4)。采用Hakanson指数法来评估该地重金属生态风险;选用改进的BCR顺序提取法分析Pb与Cd的组分分布情况;利用SPSS和Canoco 4.5对土壤性质、重金属和细菌群落进行相关性分析和冗余分析,探究微生物群落结构与土壤性质和重金属污染之间的相关性。结果表明:白银市该处重金属污染场地3 km以内的土壤均受到严重的Pb、Cd污染。Pb主要以弱酸可提取态和可还原态的形式存在于土壤中,Cd则以弱酸可提取态为主;土壤重金属的危害生态指数均已经达到极高污染风险程度,且危害程度S1>S3>S2>S4;微生物丰度和多样性可能受到土壤性质及重金属的共同影响,与Pb、Cd的污染程度大致呈负相关(S2<S1<S3<S4),且受到生物有效态Pb的影响较大。少数细菌与MC、TK和TP存在一定的关联。在所有采样点中发现Proteobacteria,Actinobacteria,Bacteroidetes和Firmicutes门的相对丰度较大;Sphingomonas,Gemmatimonas,Ohtaekwangia和Rubrobacter属丰度较高且分布广泛,它们可能含有丰富的重金属抗性基因,对重金属具有较高的耐受性,推测可能是该地区Pb、Cd污染土壤的优势菌。该研究可以帮助理解重金属对微生物多样性和丰度的影响,为土壤微生物修复重金属提供更多有效信息,也可为寻找重金属转化菌和耐受菌提供重要参考依据。 展开更多
关键词 铅 镉 重金属污染土壤 土壤重金属形态 生态风险评价 微生物群落
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土壤铁矿物形态转化影响有机碳固定研究进展 被引量：16
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作者 宋旭昕 刘同旭 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第20期7928-7938,共11页
铁是地壳中丰度第四高的元素,其可通过多种方式影响土壤有机碳累积,尤其铁氧化物与土壤有机碳相互作用形成的稳定有机-矿物复合物,被认为是土壤可溶性有机碳长期固定的关键地球化学机制。促进土壤固定有机碳不仅可以提高土壤质量和肥力... 铁是地壳中丰度第四高的元素,其可通过多种方式影响土壤有机碳累积,尤其铁氧化物与土壤有机碳相互作用形成的稳定有机-矿物复合物,被认为是土壤可溶性有机碳长期固定的关键地球化学机制。促进土壤固定有机碳不仅可以提高土壤质量和肥力,还是应对全球气候变化的主要策略之一。然而,铁活跃的氧化还原反应和多样化的赋存形态,使其转化过程对土壤有机碳累积和稳定性的影响结果受到诸多生物和非生物因素调控。从不同角度,结合多学科的研究成果,综述了近年来国内外关于铁矿物形态转化影响土壤有机碳固定的相关研究,包括铁矿物形态转化过程、土壤有机碳固定机制、铁矿物形态转化影响土壤有机碳固定的机制及其主要影响因素(各种环境条件、自身的铁矿物性质、碳源质量等方面),强调铁在土壤有机碳固定过程中的重要作用。对铁固定土壤有机碳的相关研究提出了建议,为今后研究提供相关参考。 展开更多
关键词 铁矿物 铁氧化还原 形态转化 有机碳固定
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华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性 被引量：19
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作者 马东方 袁再健 +3 位作者 吴新亮 廖义善 黄斌 郑明国 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期137-144,共8页
植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评... 植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。 展开更多
关键词 植被类型 土壤有机碳 水稳性团聚体 溶解性有机碳
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