土壤重金属污染
以《中国农学通报》《农学学报》刊登研究由于人类活动导致微量金属元素在土壤中含量超过背景值，过量沉积而引起的污染与农业生产相关的文章。包括重金属在土壤中的形态、污染特点、环境化学行为、对农作物的危害以及检测、治理等方面集结成本专题，供读者阅读、下载和订阅（按Email Alert订阅。目前我们已经开通免费Alert服务，用户可按自己的需求免费获取最新目录）。
为了探究清洁的酸性稻田施用石灰对双季稻籽粒镉(Cd)含量的影响，本研究在清洁的酸性稻田（土壤pH 5.2，土壤总Cd含量 0.2 mg/kg）上开展田间定位试验，并测定籽粒镉含量，设置4个处理，分别是（1）对照，不施石灰，秸秆不还田；（2）施石灰，秸秆不还田；（3）每季秸秆全量还田，不施石灰；（4）秸秆还田配施石灰。结果表明：除2020年晚稻季外，施石灰显著降低了早、晚稻糙米Cd含量，秸秆还田对糙米Cd含量无显著影响。二者仅对2020年早稻糙米Cd含量有显著互作效应。在秸秆还田条件下，施石灰使2020年早稻糙米Cd含量降低61.0%；在秸秆不还田条件下，降幅为38.0%。施石灰显著降低了2019年早、晚稻精米Cd含量。秸秆还田仅显著增加了2020年晚稻精米Cd含量。二者对2020年晚稻精米Cd含量有显著互作效应。在秸秆还田条件下，施石灰使2020年晚稻季精米Cd含量降低38.1%；而在秸秆不还田条件下，降幅为4.2%。因此，在清洁的酸化红壤性双季稻田上，施石灰不仅可以有效减少稻米的Cd含量，而且能够降低秸秆还田导致的Cd污染风险，有利于保障稻米质量安全。
为探明土壤酶和pH在微生物电化学系统(MES)降解四环素过程中的作用，采集了黑土、潮土、黄棕壤和红壤4种类型土壤进行研究。结果表明：向黑土、潮土和红壤中添加10 mg/kg四环素后（TN处理）土壤pH较对照处理（CK，无抗生素添加）分别增加了0.08、0.15、1.09个单位，而经MES处理后（TC，四环素含量10 mg/kg）4种类型土壤中pH均呈降低趋势。尽管土壤脱氢酶、脲酶和多酚氧化酶活性在四环素污染土壤中展现出不同的变化规律，但其活性在MES中较TN处理分别增加了62.4%~72.1%、11.3%~80.9%（红壤除外）和12.6%~42.6%。与TN相比，四环素降解率在TC处理中分别增加了14%（黑土）、26%（潮土）、26%（黄棕壤）和17%（红壤）。相关性分析表明，脱氢酶活性与四环素降解率呈显著正相关，pH与降解率显著负相关，说明脱氢酶可能参与了降解四环素过程，且酸性条件可能更有利于降解。该试验从土壤生化特性角度揭示了MES对四环素的降解机理，可为土壤污染修复提供支撑。
为了说明艾蒿在砷等重金属复合污染土壤修复中的作用，以广西某有色金属矿区废弃砒霜冶炼厂周边的艾蒿为研究对象，利用随机采样的方法，采集调查样地中的艾蒿优势种群及其根部土壤样品，对不同采样点艾蒿根部土壤的部分理化指标及艾蒿根茎叶的重金属含量进行测定，并对艾蒿不同部位的重金属富集系数和转运系数进行比较分析，对根部土壤与艾蒿不同部位重金属含量的相关性进行分析，用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和地累积指数对艾蒿根部土壤的污染状况进行评价。结果表明：（1）采样点土壤重金属污染极为严重，与所在县区土壤背景值相比，艾蒿根部土壤被测重金属元素最大超标倍数分别为As 1582.6、Mn 11.4、Zn 44.3、Cu 32.6、Pb 12.2、Cd 285.7，平均超标倍数分别为As 545.37、Mn 2.60、Zn 7.56、Cu 4.77、Pb 5.50、Cd 80.83。其中，砷和镉的污染最为严重，锌的污染较为严重，铅的污染位居第三，铜的污染相对较轻，锰的污染最轻。（2）艾蒿根部土壤的单项污染指数与地累积指数计算结果基本一致，各采样点艾蒿根部土壤的内梅罗综合污染指数均为重度以上，不同重金属元素污染程度大小排序为：As>Cd>Zn>Pb>Cu。（3）艾蒿能够耐受土壤中多种重金属的复合胁迫，但不是被测重金属元素的超富集植物。（4）艾蒿对Mn、Zn、Cu的富集和转移能力相对较强，可将其转运到地上部分；而对Pb、As、Cd的富集和转运能力较弱，可将其主要囤积在根部。因为艾蒿生物量大，对生境要求不高，既可将土壤中的部分重金属进行稳定化处理，也可以将土壤中的部分重金属进行植物萃取处理，所以，可将其用于重金属复合污染土壤的植物修复。
为了解茭白对土壤镉的吸收与积累特点，从浙江省镉污染地区的茭白产地同时采集了57对茭白不同器官样（根、短缩茎、叶、肉质茎）与耕层土样，分析了茭白不同器官中镉的积累规律及其与土壤镉含量的关系。结果表明：茭白不同器官中镉含量由高至低依次为：根>短缩茎>叶>肉质茎，根、短缩茎、叶、肉质茎中镉的平均富集系数分别为1.553、0.675、0.222、0.077。茭白各器官中镉的积累与土壤镉污染水平呈正相关，相关系数由高至低顺次为根>短缩茎>叶>肉质茎；各器官中镉的富集系数随土壤pH的增加而下降。茭白根部积累的镉有较高比例以氧化铁结合态存在，表明茭白根表积累的氧化铁可阻减镉进入茭白地上部分。初步分析表明，在土壤pH≤5.5、5.5<pH≤6.5和6.5<pH≤7.5时，土壤全镉含量分别约为1.00、1.25、2.00 mg/kg以下时，肉质茎中镉含量均在0.050 mg/kg以下，可达到安全生产的要求。研究认为，茭白可食部位（肉质茎）具有镉低积累特点，可替代水稻种植在中轻度污染的农田中。
探讨3种叶面调理剂对不同镉污染程度稻田土壤中全镉含量、有效态镉含量、土壤pH、稻米镉含量、水稻各个组织中镉含量以及产量的影响。选用硅钾中量元素肥料、碧护营养套餐和降镉灵3种叶面调理剂，分别在长沙县金井镇、黄花镇和望城区茶亭镇受重金属镉污染水稻田开展大田控镉试验。结果表明：喷施叶面调理剂水稻产量得到显著提高；叶面调理剂对土壤中全镉含量影响不显著，但能显著降低土壤有效态镉含量；叶面调理剂能小幅提高土壤pH，但在不同地区表现差异较大；叶面调理剂能降低糙米镉含量，但在镉中度污染稻田，不能降低糙米镉含量到国家限量标准(≤0.2 mg/kg)。施用碧护营养套餐可增加水稻产量，提高土壤pH，降低土壤有效态镉含量，降低糙米镉含量，建议在轻微、轻度镉污染程度稻田进一步示范推广。
通过分析沼液和秸秆还田对土壤氮磷浓度及淋溶的影响，为指导农业废弃物利用和农田面源污染防控提供理论支撑。采用田间小区试验，设置4个处理即空白对照(CK)、常规施氮(CON)、优化施氮(OPT)和秸秆+沼液还田(SMB)，通过测定作物产量、土壤硝态氮残留与总磷淋溶，探讨秸秆和沼液还田后土壤氮磷浓度变化和淋溶特征。结果表明：SMB处理产量分别达到CON和OPT处理的99.6%和95.4%，氮、磷吸收量分别达到84.9%、78.4%和85.7%、82.4%，但是氮磷农学效率比CON和OPT处理提高了13%。SMB处理土壤硝态氮浓度和淋溶量分别比施氮处理降低43%和77.3%，表观淋失系数仅4.83%，硝态氮残留量仅为施氮处理的28.9%。SMB处理总磷平均淋溶量为0.045 kg/hm2，土壤无机磷浓度为常规施磷量80.7%，80%无机磷转化为Fe-P和Ca-P，同时SMB处理活性有机磷占比为55.8%显著高于常规施磷34.2%，说明沼液和秸秆还田提高土壤磷有效性。综上所述，沼液和秸秆还田是一种环境友好的资源化利用途径。
土壤是植物养分的重要来源以及物质基础，近年来，由于工业“三废（废气、废水、废渣）”治理不完全、矿业生产活动以及农业肥料的滥用等造成土壤重金属Pb富集，而Pb是一种有毒有害重金属物质。重金属Pb因在土壤中不易降解导致Pb污染，引起Pb在植物体内富集，影响植物的生长发育，最终重金属Pb通过食物链在人体内富集并危害人类生命。目前，微生物修复技术是一项经济、高效的治理重金属Pb污染的方法。AMF作为与人类农业生产关系最密切的真菌，一直是科学界研究热点，AMF不仅有利于植物养分吸收、生长发育，而且帮助植物抵御外界不良环境的侵害。但在协助植物抵抗Pb胁迫方面的研究则较少受到关注，因此，本文主要综述了Pb对植物毒性的影响、AMF提高植物抗重金属Pb胁迫影响及机制、应用探讨等，期望可为维持农业可持续生产和保障人类身体健康以及植物逆境生理研究、治理植物重金属Pb胁迫提供基础资料。
为探索茶园土壤及茶叶重金属污染防治的方法，本研究以余杭径山镇茶园为研究对象，通过野外采集样品和测定分析，研究了酶制剂施用对茶园土壤和茶叶重金属含量的影响。结果表明：与CK相比，施用酶制剂极显著降低了茶园土壤中的pH及Cd、Cr、Hg和As 4种重金属的含量，但增加了土壤中Pb的含量；显著减少了茶叶中Pb的含量，极显著减少了茶叶中Cr和As 2种重金属的含量，降低了茶多酚含量。茶叶中Cd和Hg 2种重金属未检出。该酶制剂有效降低了茶叶中Pb、Cd和Hg等重金属含量，在保证茶叶质量安全方面具有较好的应用前景。
探究北江流域不同林分类型的土壤重金属含量特征和重金属污染情况，为北江流域林地土壤重金属污染评价提供理论依据。以北江流域5种林分类型[桉树(Eucalyptus robusta)、竹(Bambusoideae)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(Pinus elliotti)]的土壤为研究对象，分析0~40 cm土层土壤中铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、汞(Hg)元素含量，同时采用单因子指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法，评价各林分类型土壤重金属污染及其潜在生态风险。结果表明：（1）各林分土壤重金属含量均以Zn最高、Hg最低。（2）土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn元素两两之间存在极显著相关性，此外土壤重金属含量还受土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)、有机碳(OC)的影响，其中以TP影响最为显著。（3）5种林分土壤重金属污染评价结果大多表现为清洁或安全状态，仅地累积指数评价结果中，竹林土壤中Hg元素为轻度至中等污染；Hg元素的潜在生态风险水平为中等，其余重金属元素为轻微生态风险。本研究发现，北江流域林地土壤环境质量较好，大部分地区土壤重金属污染评价结果为清洁或无污染，可为北江流域林地土壤污染防控和区域生态保护提供基础数据和理论支持。
为探究重金属镍的处理及菌糠资源过度浪费的问题，利用杏鲍菇菌糠、姬平菇菌糠、香菇菌糠为原料制备生物炭（PEBC、PGBC和LEBC），通过扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)和比表面积分析(BET)对其结构进行表征，并采用Zeta电位测定探究其吸附机理，同时通过吸附实验对比3种菌糠生物炭对镍离子的吸附影响。结果表明：3种菌糠生物炭均具有不规则孔隙，且表面附着较多的矿物质晶体。综合而言，PEBC的吸附效果最好，去除率超99%且最大平衡吸附量可达122.89 mg/g。采用废弃菌糠探究重金属镍的处理问题，在实现菌糠资源化利用的基础上，验证了其在重金属镍的水污染处理方面具有较广阔的应用前景。
耕地土壤质量是农产品质量安全的保障，本文以重庆市紫色土为研究对象，通过室内模拟试验，分析探讨石灰和有机物料配施对镉污染土壤的影响及土壤Cd形态转化机制。结果表明：施用修复剂可提升土壤pH、有机质(OM)含量和阳离子交换量(CEC)，试验中OM含量和CEC的提升能显著降低Cd活性，使Cd由酸可提取态向可氧化态、可还原态和残渣态转化。石灰配施有机物料对土壤Cd钝化效果优于石灰单施处理，其中，石灰+油枯处理表现出最佳钝化效果，有效Cd含量降幅最高达52.56%，酸可提取态Cd占比下降至35%。分析表明：细菌群落数量与Cd活性呈极显著正相关，试验所设置的Cd胁迫程度对土壤细菌生长产生刺激效应，修复剂施用后，各处理细菌生长曲线趋于收敛，呈现一致的变化趋势。
研究旨在为植物-微生物联合修复提供优异菌种资源及技术支撑。以筛选的高耐镉菌株WYN5为试材，测定该菌株体外促生长能力，并通过生理生化实验，结合菌株形态及系统发育分析进行菌株鉴定；在水培试验中，当镉胁迫质量浓度为0~10 mg/L时，接种菌株WYN5均能促进黑麦草株高、根长、根部干质量和茎叶部干质量的增长，同质量浓度的镉与对照相比，WYN5处理分别提高了26.2%~28.0%、15.0%~50.7%、12.5%~66.7%和10.5%~20.8%。各处理的根部和茎叶镉含量也均呈增加趋势，同质量浓度的镉与对照相比，WYN5处理的根部镉浓度提高了25.1%~128.7%，且均达到显著水平(P<0.05)；茎叶部镉浓度提高了40.8%~64.9%；接种菌株WYN5能够促使黑麦草富集镉，促进镉从根部向茎叶部的转运，在植物-微生物联合修复镉污染土壤中具有一定的应用潜力。
研究旨在探讨中南地区冶炼厂周边土壤镉铅复合污染问题，降低冶炼厂周边土壤污染风险。通过筛选3种复配钝化材料，进行土培试验模拟，探讨复配材料对株洲冶炼厂周边重金属污染土壤的钝化效果。结果显示：相同试验条件下，通过3种(C1、C2、C3)钝化材料处理后的土壤浸出溶液中镉、铅浓度均未超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) Ⅳ类标准，可溶性土壤重金属含量符合环境质量标准。从3种材料对湖南株洲冶炼厂周边土壤镉和铅第7、15、30天的钝化效果看，添加1.0%的C1（黏土矿物+TMT）材料钝化镉铅效果最好，酸浸态镉含量降低率最高达到了97.02%，酸浸态铅含量降低率最高达到99.37%。C1钝化材料对土壤中镉铅影响随着时间的推移从可交换态、铁锰氧化物结合态慢慢向残渣态转移，大大降低了镉铅向周边环境迁移转化的能力，减少了中南地区冶炼厂周边镉铅环境污染的风险。该试验筛选出了镉铅复合污染土壤钝化材料，为解决中南地区冶炼厂周边污染治理的提供了参考。
杂粮品种多样，营养丰富，具有较好的发展前景。然而，重金属污染影响杂粮的食用安全，进而影响杂粮产业的发展。列举了杂粮中常见的重金属污染问题及危害，梳理了国内外的研究现状，同时总结了重金属污染风险的评估方法，以期为相关科研人员提供更多的研究思路，为杂粮产业的发展提供参考依据。
土壤是植物生长发育的场所，而土壤中重金属通过植物根系被植物吸收富集到体内，影响着植物的生长。为了明确土壤重金属的影响因素以及土壤重金属在植物各部位的传递规律，通过查询大量国内外相关文献，详述了土壤中重金属的来源、作用机理、影响植物吸收重金属的主要因素等方面的研究进展。研究表明：植物对重金属的吸收除了受到土壤酸碱度、有机质等土壤理化环境的影响外，也会因污染程度、污染元素种类、耕作方式、作物基因型的不同而产生差异。此外，土壤中重金属间的加和、协同和拮抗效应也会使植物对重金属的吸收、富集产生一定程度的影响。
社区花园是城市公共空间的重要组成部分，对环境质量、城市斑块的联动以及生态安全格局的维护具有重要意义。受城市化和工业化的影响，国内外城市土壤均面临着不同程度的重金属污染，社区花园以绿地形式存在于城市空间之中，其土壤的污染问题可能会影响社区居民的安全。因此，关注社区花园内出现的重金属问题，保护其土壤环境不被污染或减少其污染程度，在社区花园内展开生态修复研究十分必要。而社区花园土壤污染的研究尚停留在萌芽阶段，缺乏足够的关注度。回顾国内外社区花园相关研究，从社区花园的定义、用地、发展现状及社区花园存在的重金属污染来源和污染情况等方面出发，系统梳理了国内外社区花园土壤重金属污染研究的相关成果，指出未来社区花园建设应融入生态修复技术，运用学科交叉法从多角度多领域出发完善理论研究框架，营造安全健康的社区花园环境。
探讨不同种植模式温室菜地土壤重金属累积特性，以2002年建立的长期定位试验的温室菜地土壤为对象，利用ICP-MS和双道原子荧光光度计测定土壤重金属含量，分析其随种植年限的变化特征，并采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属累积及潜在生态风险进行评价，同时对土壤理化性质与重金属累积量进行了相关性分析。结果表明：（1）3种种植模式土壤重金属Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、As和Ni含量有不同程度的累积，均随种植年限的延长而增加，除Cd元素外，其余元素均未超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准。（2）从单因子污染指数(Pi)分析，Cd元素在3种种植模式中属轻微污染等级，其他重金属元素属清洁等级；从综合污染指数(P)分析，3种模式中的重金属均为轻污染等级。（3）单项重金属潜在生态风险系数(Ei)从大到小的顺序为Cd>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn，Cd元素在有机模式中为很强生态危害水平，在无公害及常规模式中为强生态危害水平，其他重金属元素为轻微生态危害水平；3种种植模式潜在生态污染指数(RI)为中等生态危害程度，污染指数从大到小顺序为有机模式>无公害模式>常规模式，可见有机模式重金属污染风险更高；（4）土壤有机质与pH呈极显著负相关(P<0.01)，与Zn、Cu、Cd呈显著正相关(P<0.05)，pH与Zn、Cu、Cd呈现显著负相关(P<0.05)，Zn与Cu，Pb与Ni，Cu与Cd呈显著正相关关系(P<0.05)。施用有机肥可能是导致土壤重金属污染的最主要因素之一，因此建议在有机生产中，不仅要对有机肥原料重金属的含量严格要求，对有机肥的施用量也要适当控制。
通过冶炼厂周边田间试验，探讨了钝化剂2,4,6-三巯基均三嗪三钠(TMT)对冶炼厂周边中碱性农田中小麦生长末期重金属累积的影响。结果显示：在污染土壤中，添加w=0.10%（质量分数）TMT55材料，60~240 d后土壤DTPA有效态镉含量较对照降低效率为18.50%~41.53%；DTPA有效态铅含量较对照降低效率为21.06%~28.43%。在有效态镉含量为0.97 mg/kg的污染土壤中添加w=0.10%（质量分数）TMT55材料，200 d后小麦根、茎、叶镉含量较对照分别降低32.04%、27.38%、35.39%，240 d后小麦根、茎、叶、籽粒镉含量较对照分别降低18.12%、34.86%、12.39%、20.81%。在有效态铅含量为56.72 mg/kg的污染土壤中添加w=0.10%（质量分数）TMT55材料，200 d后小麦根、茎、叶铅含量较对照分别降低26.84%、23.84%、29.32%，240 d后小麦根、茎、叶、籽粒铅含量较对照分别降低14.34%、46.36%、19.29%、42.40%。TMT55材料能抑制小麦在生长末期对重金属镉和铅的累积，是潜在重金属污染的冶炼厂周边中碱性农田土壤修复材料。
采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石(S)、铁锰矿粉(F)和生物炭(B)及其组合对酸性土壤镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。
为明确能源高粱在不同镉(Cd)污染程度稻田中的修复能力，应用5种能源高粱在轻度与中度Cd污染稻田中开展植物修复对比试验，测定了能源高粱各部位Cd的积累量、富集系数、转运系数和土壤Cd变化量，并分析了能源高粱Cd的富集特征与土壤Cd含量间的相关性。结果表明：在轻度污染稻田（全Cd含量为0.59 mg/kg），5种能源高粱地上部Cd积累量为13.62~34.70 g/hm2，富集系数为1.53~3.38，转移系数为0.25~0.68，‘阿尔托2号’(V4)地上部Cd积累量比‘阿尔托601’(V1)、‘阿尔托901’(V2)和‘阿尔托1号’(V3)分别显著高154.71%、64.90%和30.68%，V3和‘N51M4264’(V5)地上部Cd积累量比V1分别显著高94.89%和141.42%；在中度污染稻田（全Cd含量为1.89 mg/kg），5种能源高粱地上部Cd积累量为14.78~53.35 g/hm2，富集系数为0.72~1.65，转移系数为0.24~0.43，V3、V4和V5地上部Cd含量比V1和V2显著高148.26%~260.98%。能源高粱对Cd的富集系数与转移系数呈极显著正相关(P<0.01)，与土壤全Cd含量和有效态Cd含量呈显著负相关(P<0.05)。研究表明：5种能源高粱在轻度和中度Cd污染稻田均可以正常生长，其中生物质高粱‘阿尔托2号’具有较好的生物产量及Cd富集与转移能力，可用于中度Cd污染稻田修复；甜高粱‘阿尔托601’的富集与转移能力相对较低，可用于轻度Cd污染稻田安全生产。
土壤重金属污染
