赤泥条件下水稻根际铁膜形成及镉吸收机理研究 被引量：10

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作者 杨俊兴 郭庆军 +9 位作者 郑国砥 杨军 万小铭 郭俊娒 周小勇 刘志彦 曹柳 卢一富 李真理 孔令雅 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期698-704,共7页

为揭示赤泥条件下水稻（Oryza sativa L.）根表和根际铁膜形成及铁膜中重金属（Fe、Mn 和Cd）分布与水稻镉（Cd）吸收的潜在关系,本文采用盆栽试验,即在2 和5 mg·kg^-1 两种镉浓度条件下,试验设置0%、0.5%和1% 3 个梯度的赤泥施用... 为揭示赤泥条件下水稻（Oryza sativa L.）根表和根际铁膜形成及铁膜中重金属（Fe、Mn 和Cd）分布与水稻镉（Cd）吸收的潜在关系,本文采用盆栽试验,即在2 和5 mg·kg^-1 两种镉浓度条件下,试验设置0%、0.5%和1% 3 个梯度的赤泥施用量,利用根际袋法系统研究了赤泥对水稻（浙优12 号）根表和根际铁膜的形成及重金属（Fe、Mn、Cd）分布特征,探讨了赤泥条件下水稻根际效应对水稻Cd 吸收转运及生物量的影响.研究结果表明,赤泥显著增加了水稻的株高、根干重、秸秆干重和籽粒重;显著降低了供试水稻根部Cd 浓度、秸秆Cd 和籽粒Cd 的浓度,下降幅度分别为23.6%-40.2%,20.1%-48.8%和45.5%-103%;显著提高了水稻根表和根际铁膜中Fe、Mn 和Cd 的浓度（P 〈 0.05）,且随赤泥施用量的增加而增加.水稻根表铁膜中Fe、Mn 和Cd 浓度提高幅度分别为64.5%-107%、13.9%-43.7%和20.8%-69.9%;水稻根际铁膜中Fe、Mn 和Cd 提高幅度分别为93.8%-206%,20.1%-42.2%和17.3%-111%.与对照处理相比,添加赤泥土壤的pH 值提高程度均达到显著水平（P〈0.05）,DTPA 提取态镉含量分别降低17.9%-47.9%和26.3%-48.6%.水稻根表和根际铁膜中Cd浓度与水稻根Cd 浓度、秸秆Cd 浓度、籽粒Cd 浓度、根表和根际铁膜中的Fe 浓度和Mn 浓度呈显著正相关（P〈0.05）.结论：赤泥的添加促进了水稻的生长,且其富含铁氧化物的特性还可以促进水稻根表和根际铁膜的形成,通过铁膜中的Fe和Mn 对Cd 富集作用来减少水稻秸秆和籽粒对Cd 的吸收.因此,利用富含铁氧化物的赤泥作为钝化材料修复中低度Cd 污染稻田有望达到较好的修复和利用效果. 展开更多

关键词 水稻 赤泥 镉 根际 铁膜

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湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性的影响因素研究 被引量：4

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作者 杨俊兴 郑国砥 +5 位作者 胡健 杨军 郭俊娒 周小勇 曹柳 焦玉字 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1058-1067,共10页

【目的】揭示湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性影响因素的作用机理,为人工湿地修复重金属污染水体提供理论指导和依据。【方法】通过根箱法研究了五种挺水湿地植物(大叶皇冠草、黑籽荸荠、圆币草、草龙、小婆婆纳)根际pH、氧化还原电... 【目的】揭示湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性影响因素的作用机理,为人工湿地修复重金属污染水体提供理论指导和依据。【方法】通过根箱法研究了五种挺水湿地植物(大叶皇冠草、黑籽荸荠、圆币草、草龙、小婆婆纳)根际pH、氧化还原电位(Eh)、Fe^(2+)和Fe^(3+)浓度、铅(Pb)的化学形态及移动性的变化。【结果】与非根际相比,五种植物根际pH下降,Fe^(2+)和Fe^(3+)浓度显著下降,Eh显著升高,Pb的移动性显著降低(P<0.05)。与非根际相比,根际p H下降幅度为0.1~0.4个单位,根际Fe^(2+)和Fe^(3+)浓度下降幅度为0.6~2.7 mmol/kg。土壤中铅的存在形态主要以残渣态为主(36.39%~47.54%),其次是铁锰氧化物结合态(30.16%~41.64%)、有机质结合态(8.85%~15.08%)和碳酸盐结合态(6.89%~12.46%)。五种湿地植物根际Pb的移动性降低的主要原因是根际碳酸盐结合态Pb含量显著下降,其中大叶皇冠草受根际pH、Eh、Fe^(3+)和Fe^(2+)的影响导致其根际Pb移动性降低效应最为显著。【结论】五种供试植物Pb主要分布在根部;根表富集的铁膜数量显著高于锰膜数量;供试植物根际Fe^(3+)含量与Pb的移动性因子呈极显著正相关,湿地植物根系铁氧化能力对降低其根际重金属的移动性有重要作用。本研究为人工湿地修复重金属污染水体提供了有力的理论依据。 展开更多

关键词 铅 土壤污染 湿地植物 移动因子 根际

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复合污染土壤中水稻根际元素特性及效应研究 被引量：2

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作者 邢轶兰 杨俊兴 +9 位作者 郑国砥 周小勇 万小铭 杨军 徐汭祥 邸利 刘志彦 陈桂珠 曹柳 卢一富 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期719-728,共10页

【目的】以广东大宝山重金属复合污染农田为生长介质,通过研究水稻不同部位生长量、金属含量、对金属的富集系数,及其与根际、非根际土金属含量、形态变化的相关关系,探讨根际效应可能对水稻体内金属积累转运以及生物量的影响。【方法... 【目的】以广东大宝山重金属复合污染农田为生长介质,通过研究水稻不同部位生长量、金属含量、对金属的富集系数,及其与根际、非根际土金属含量、形态变化的相关关系,探讨根际效应可能对水稻体内金属积累转运以及生物量的影响。【方法】选取了广东大宝山稻田重金属复合污染(As、Pb、Fe、Cu、Zn)土壤及当地常见的20个水稻品种进行根际袋试验,即将根际袋内的土视为根际土,根际袋外的土视为非根际土,将供试水稻品种种植于根际袋土壤中60天后收获,测定水稻各部位的生长量、不同金属的含量,根际土和非根际土中各金属有效态的含量。【结果】Fe、Cu、Pb、Zn、As在根部的富集系数均大于其在茎叶的富集系数,各金属在茎叶和根部的富集能力排序分别为Zn>Cu>As≈Pb≈Fe和Fe>Zn>As>Cu>Pb。根际土和非根际土中各种金属有效态含量均为Fe>Cu>Pb>Zn>As。研究还发现,有效态Fe、Cu和Zn浓度对整株干重的影响显著,作用强弱顺序为Cu>Zn>Fe,对水稻生长影响作用显著的三种有效态金属Fe、Cu和Zn均为植物生长所必需的元素。供试土壤中有效态Cu浓度对水稻的生长所起的作用最强。根际土有效态Fe浓度对根系Fe的积累作用效果显著,有效态As浓度显著抑制了根系Fe的积累,且有效态As浓度的作用强于有效态Fe。【结论】根际土中有效态Fe对株高、根干重、茎叶干重和整株干重均起着抑制作用,有效态Cu对水稻生长起到了促进作用。根际土有效态As和非根际土有效态Zn对根部Fe的积累起到了抑制作用,根际土有效态Fe和非根际土有效态Cu则起到了促进作用。非根际土有效态Fe和有效态Zn对水稻根长的增加均起到了促进作用。 展开更多

关键词 复合污染 重金属 水稻 根际 非根际

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以设计精准修复方案为目标的土壤重金属形态分布研究 被引量：9

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作者 王佳佳 李翔 +5 位作者 罗楠 何跃 刘永兵 卢一富 苗向前 吕利光 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期87-95,共9页

农田土壤原位钝化/稳定化修复是通过向土壤中添加化学药剂以降低重金属活性、抑制土壤重金属向农作物迁移进而降低重金属风险的一种修复技术。针对河南省某重金属污染农田土壤,为制定精准的原位稳定化修复方案,采集32个表层土壤样品测定... 农田土壤原位钝化/稳定化修复是通过向土壤中添加化学药剂以降低重金属活性、抑制土壤重金属向农作物迁移进而降低重金属风险的一种修复技术。针对河南省某重金属污染农田土壤,为制定精准的原位稳定化修复方案,采集32个表层土壤样品测定其Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni、Cr 7种元素全量,并利用BCR连续提取法测定弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态4种形态含量。结果表明:土壤Cd、Pb、As、Cu、Zn、Ni和Cr含量的平均值分别为1.90、144.91、7.33、32.24、91.40、28.80和19.76 mg·kg-1,Cd和Pb含量分别超过HJ/T 332—2006《食用农产品产地环境质量评价标准》的3.17和1.81倍。BCR形态分析表明,弱酸提取态Cd含量占全量比例较高,平均值为24.06%;土壤80.35%的Pb以可还原态存在,其余5种元素主要以残渣态存在。基于不同元素的弱酸提取态含量与全量建立回归分析模型,结果显示各元素的弱酸提取态含量随全量呈线性变化且两者的正相关关系显著;根据Cd、Pb 2种元素全量与弱酸提取态含量的空间分布差异对研究区域进行分区,基于土壤全量Cd和弱酸提取态Cd含量的分区结果有一定差异,而基于弱酸提取态Cd与弱酸提取态Pb含量的分区结果大致相同,能够为设计精准的修复方案提供依据。最后,分别以重金属全量与有效态含量为出发点对研究区域重金属的污染程度与存在风险给予评价,Hakanson风险评价结果表明土壤Cd存在极强的潜在生态风险,风险评价编码法评价结果则显示Cd为中等风险,两者之间的差异提示土壤重金属修复需综合考虑不同评价方法的评价结果,这为重金属的修复评价奠定基础。 展开更多

关键词 农田土壤 原位稳定化 重金属形态 分区处理 精准修复 风险评价

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纳米氧化铝的合成方法及其对As的吸附研究进展 被引量：2

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作者 海傲 李露露 +6 位作者 步延鹏 马诗院 张成琳 曾瑞 袁近秋 张云庚 陈丹云 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期8030-8038,共9页

As是水环境治理和土壤修复过程中较难去除的环境污染物,同时它对人体的毒害作用极其严重,As的去除是当前环境污染治理的难点。氧化铝在As的吸附方面具有显著效果,是一类重要的As污染水体/土壤修复材料。总结了纳米氧化铝的合成方法及其... As是水环境治理和土壤修复过程中较难去除的环境污染物,同时它对人体的毒害作用极其严重,As的去除是当前环境污染治理的难点。氧化铝在As的吸附方面具有显著效果,是一类重要的As污染水体/土壤修复材料。总结了纳米氧化铝的合成方法及其在As吸附过程中的影响因素,同时对氧化铝在吸附砷方面的改进方向和应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 纳米氧化铝 合成 重金属 吸附 机理

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基于MSC-IDA的土壤重金属镉污染移除净化技术研究 被引量：2

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作者 刘倩 李爱霞 张艳青 《农学学报》 2023年第3期65-70,共6页

受到各种条件的限制,土壤重金属镉污染采用统一净化方案并不能取得最佳治理效果。针对上述问题,提出基于MSC-IDA(磁性固体螯合剂)的土壤重金属镉污染移除净化技术。设计了4种不同的净化方案,设定不同的土壤样本(重金属镉元素含量:0.925... 受到各种条件的限制,土壤重金属镉污染采用统一净化方案并不能取得最佳治理效果。针对上述问题,提出基于MSC-IDA(磁性固体螯合剂)的土壤重金属镉污染移除净化技术。设计了4种不同的净化方案,设定不同的土壤样本(重金属镉元素含量:0.925、0.642、0.61 mg)、MSC-IDA浓度(0.01、0.05、0.1、0.20 mol/L)、净化时间(时间:0~120 min)、土壤粒径不同(50、100、200目),研究这些方案下的MSCIDA对土壤重金属镉污染的移除净化效果。结果表明:方案1条件下,在添加MSC-IDA后,3种土壤样本中镉含量均明显减少,其中样本1的去除率最高,为5.22%;方案2发现,在MSC-IDA添加量小于0.1 mol/L时,土壤中镉的去除率随MSC-IDA浓度的增加而增加,但当MSC-IDA含量超过0.1 mol/L之后,上升幅度逐渐趋于平缓,样本1(Cd:0.925 mg/kg)去除率>样本2(Cd:0.642 mg/kg)>样本3(Cd:0.61 mg/kg)。方案3发现,震荡时间与镉的去除率成正比,但是90 min后,镉去除率增长趋于平缓,最后开始下降。方案4发现土壤粒径越大,MSC-IDA的净化效果越好,3种不同样本中,MSC-IDA对样本2(0.642mg/kg)的净化效果最好。 展开更多

关键词 MSC-IDA 土壤污染 镉 移除效率 净化

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铅冶炼污染区小麦籽粒镉含量及低积累品种筛选 被引量：15

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作者 邢维芹 张红毅 +8 位作者 Kirk G.Scheckel 吴龙华 李会勇 Aaron R.Betts 周通 李向东 卢一富 田会阳 李立平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2039-2040,共2页

从已有研究看,小麦属于对土壤重金属有较强积累能力的作物,土壤重金属污染区易发生小麦籽粒镉超标现象[1-4]。本研究选择100个小麦品种或品系(其中品种88个,品系为12个),在河南省西北部某铅污染农田中种植,收获后测定籽粒镉含量,以评判... 从已有研究看,小麦属于对土壤重金属有较强积累能力的作物,土壤重金属污染区易发生小麦籽粒镉超标现象[1-4]。本研究选择100个小麦品种或品系(其中品种88个,品系为12个),在河南省西北部某铅污染农田中种植,收获后测定籽粒镉含量,以评判河南省铅冶炼污染区小麦籽粒镉积累现状并选出对镉积累程度较低的小麦品种。田间试验于2013年10月到2014年6月间进行。研究区地形为山前平原,海拔约250 m。 展开更多

关键词 小麦 全麦粉 镉 品种 积累

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不同浸提剂对污染河道底泥中重金属的浸出影响 被引量：5

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作者 闫怡新 卢一富 +2 位作者 高健磊 吴建平 李贝 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期74-78,共5页

以某有色金属冶炼企业排放口下游河道底泥为研究对象,分别采用无机酸（盐酸、硫酸、硝酸）和有机酸（醋酸、柠檬酸、苹果酸和丁二酸）研究在不同酸性条件（pH为2~6）下Pb、Cd、Zn、Cu的浸出效果。结果表明,有机酸的浸提能力明显高于无机... 以某有色金属冶炼企业排放口下游河道底泥为研究对象,分别采用无机酸（盐酸、硫酸、硝酸）和有机酸（醋酸、柠檬酸、苹果酸和丁二酸）研究在不同酸性条件（pH为2~6）下Pb、Cd、Zn、Cu的浸出效果。结果表明,有机酸的浸提能力明显高于无机酸,且4种重金属的浸出浓度均随着pH的升高而迅速降低。对无机酸而言,当pH〉3时,重金属的浸出浓度趋于稳定;对有机酸而言,在pH为2~5的较大范围内,醋酸表现出较高的浸提能力,而柠檬酸对Pb和Cu没有明显的浸出效果。结合泥质特点,从重金属的络合、沉淀、水解、吸附等反应过程对其浸出特征进行了分析,同时提出醋酸良好的缓冲能力是其浸提效果优于其他有机酸的重要原因。 展开更多

关键词 底泥 重金属 浸出 pH 柠檬酸 醋酸

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铅冶炼污染石灰性土壤上冬小麦间作伴矿景天的探讨 被引量：5

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作者 卢一富 李真理 +4 位作者 阮心玲 李会勇 张红毅 田会阳 李立平 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1686-1692,共7页

通过田间试验探讨了在河南省某铅冶炼污染石灰性土壤上冬小麦与镉超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)间作的可行性。研究采用百农矮抗58和郑麦7698两个小麦品种,设置小麦单作和小麦与伴矿景天间作两种种植方式。结果表明,与单... 通过田间试验探讨了在河南省某铅冶炼污染石灰性土壤上冬小麦与镉超积累植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)间作的可行性。研究采用百农矮抗58和郑麦7698两个小麦品种,设置小麦单作和小麦与伴矿景天间作两种种植方式。结果表明,与单作相比,间作后土壤砷、镉和铅有效性均略有下降或持平。小麦与伴矿景天间作后,籽粒砷、镉和铅含量未出现显著差异(P>0.05),试验条件下小麦籽粒镉含量超过国家标准GB 2762—2012限值。间作伴矿景天地上部镉平均含量为23.4 mg·kg-1,小麦品种对伴矿景天地上部镉含量无明显影响。间作伴矿景天地上部对镉的积累量为2.12 g·hm-2。小麦与伴矿景天间作后,土壤有效氮和有效磷含量均有一定程度的上升(增加幅度2.87%~42.0%),间作对小麦籽粒产量存在一定的抑制作用(产量下降0.578%~5.57%)。试验条件下,冬小麦间作伴矿景天未起到改善小麦籽粒品质的作用,且间作条件下伴矿景天对土壤的修复能力较低。 展开更多

关键词 间作 冬小麦 伴矿景天 土壤 铅冶炼

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磷钾试剂浸种对干旱胁迫冬小麦种子萌发与生理生化特性的影响 被引量：5

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作者 曹柳 卢一富 +2 位作者 李真理 杨俊兴 顾松圃 《贵州农业科学》 CAS 2016年第5期32-35,共4页

为生产上提高冬小麦抗旱性提供科学依据,采用双因素试验设计,研究聚乙二醇模拟中度水分胁迫条件下磷酸二氢钾（KH2PO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）、氯化钾（KCl）、磷酸氢二钾（K2HPO4）和磷酸氢二钠（Na2HPO4）等5种常见磷钾试剂浸种对... 为生产上提高冬小麦抗旱性提供科学依据,采用双因素试验设计,研究聚乙二醇模拟中度水分胁迫条件下磷酸二氢钾（KH2PO4）、磷酸二氢钠（NaH2PO4）、氯化钾（KCl）、磷酸氢二钾（K2HPO4）和磷酸氢二钠（Na2HPO4）等5种常见磷钾试剂浸种对豫麦49种子发芽率和发芽势等萌发指标以及胚芽长、胚根长、鲜重和α-淀粉酶活性等生化指标的影响。结果表明：0.01100mmol/L的KH2PO4、NaH2PO4和KCl浸种10h,小麦种子的发芽率和发芽势提高,促进小麦芽期的生长发育。其中,小麦种子的发芽率和发芽势分别较清水处理（CK）提高4.58%35.7%和5.05%39.2%,差异达显著水平;1mmol/L KH2PO4浸种处理小麦芽长、根长、鲜重和α-淀粉酶活性的提高幅度最大,分别较CK提高32%、34%、15%和41%。各试剂的综合浸种效果依次为KH2PO4=KCl〉NaH2PO4〉Na2HPO4〉K2HPO4。KH2PO4、NaH2PO4和KCl浸种可有效地提高小麦种子的抗旱性。 展开更多

关键词 冬小麦 浸种 水分胁迫 磷 钾 种子萌发

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生物炭复合青霉菌修复砷污染土壤对其微生物群落功能多样性的影响 被引量：6

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作者 段靖禹 周长志 +3 位作者 曹柳 吴志豪 侯红 马学文 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1037-1044,共8页

真菌修复砷污染土壤是一种能够有效吸附固化环境中砷的重要措施.生物炭作为目前修复重金属的热点,其多空疏松的结构、较高的离子交换量、丰富的有机碳含量等都说明了其在土壤修复中的地位.为了探究生物炭与青霉菌在修复砷污染土壤的同... 真菌修复砷污染土壤是一种能够有效吸附固化环境中砷的重要措施.生物炭作为目前修复重金属的热点,其多空疏松的结构、较高的离子交换量、丰富的有机碳含量等都说明了其在土壤修复中的地位.为了探究生物炭与青霉菌在修复砷污染土壤的同时对土壤中微生物活性及其多样性的影响,在室内孵育条件下,运用Biolog法研究了3×3随机区组试验(3个生物炭梯度分别为0%、2%、4%,3个青霉菌梯度分别为0%、10%、20%)下土壤微生物对不同类型碳源的利用能力以及多种功能性指数的影响.结果表明:①添加青霉菌与生物炭后,土壤中有效砷含量较对照组显著下降,从而影响其微生物群落功能多样性.②砷污染土壤中微生物群落功能多样性、碳源利用丰富度随生物炭浓度梯度的升高呈先升后降的趋势.③高接菌量(20%)与低接菌量(10%)对砷污染土壤中微生物群落功能多样性的影响没有显著性差异.④2%生物炭与10%青霉菌处理土壤中微生物群落功能多样性、碳源利用丰度最高.⑤青霉菌对胺类及少部分酸类碳源的利用能力较弱(AWCD<0.5,AWCD为Biolog微平板孔中溶液吸光值平均颜色变化率),对氨基酸类中大部分碳源以及脂类碳源的代谢能力较强(AWCD>1.0),对糖类、酚酸类的代谢能力稍弱(AWCD为0.3~1.0),青霉菌对D-半乳糖醛酸、L-天冬酰胺酸、L-丝氨酸、L-精氨酸、r-羟基丁酸这5种碳源的利用率最高(AWCD>1.2).研究显示,低浓度生物炭可增加砷污染土壤中微生物群落多样性,生物炭含量的继续增加会对微生物产生抑制作用;青霉菌添加到砷污染土壤后,会显著提升砷污染土壤中微生物的群落功能多样性,改善砷污染土壤中微生的物群落结构;青霉菌的优势碳源大多为植物根系分泌物,可为后续青霉菌与超积累植物复合修复砷污染土壤提供参考. 展开更多

关键词 Biolog法 AWCD 青霉菌 生物炭 碳源

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铅冶炼企业周边大气降尘中铅、镉、砷量及其对土壤的影响 被引量：8

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作者 卢一富 邱坤艳 《环境监测管理与技术》 2014年第3期60-63,共4页

通过在2012年5月—2013年4月1个周期年内,对修复基地和对照点每月大气降尘中铅、镉、砷沉降量的监测,结果表明:修复基地大气降尘中铅、镉、砷含量明显较对照点高,年总沉降量分别是对照点的17.6倍、16.3倍和14.1倍,表明铅冶炼企业对基地... 通过在2012年5月—2013年4月1个周期年内,对修复基地和对照点每月大气降尘中铅、镉、砷沉降量的监测,结果表明:修复基地大气降尘中铅、镉、砷含量明显较对照点高,年总沉降量分别是对照点的17.6倍、16.3倍和14.1倍,表明铅冶炼企业对基地大气降尘中铅、镉、砷含量影响显著;大气降尘中铅、镉、砷沉降量受位置和时间影响较大,在相距不到100 m的测点间,沉降量相差1倍以上,冬季主导风明显、地面植被少、二次扬尘大,使处于铅冶炼企业下风向的基地降尘中铅、镉、砷沉降量较大。沉降量时空不均匀与土壤污染不均匀现状一致,也验证了铅冶炼企业是基地大气和土壤重金属污染的主要来源。以降尘缸模拟土壤进行测算,结果表明大气降尘中镉对土壤污染速度最快,风险最大。 展开更多

关键词 大气降尘 铅 镉 砷 土壤 铅冶炼企业

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