郑涵
- 作品数：8 被引量：186H指数：5
- 供职机构：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学更多>>
- 基于根微形态测定土壤Zn对大麦的毒性阈值及其预测模型被引量：5
- 2017年
- 【目的】随着对污染土壤管理要求的不断提高,受污染土壤生态风险评价的内容也在不断深入。目前,污染土壤风险评价毒性测试逐渐由单物种测试为基础的生态风险评价发展为基于物种敏感性分布的区域种群毒性测试;毒性中除了要包含测试物种的整个生命周期,还需要增加不同敏感的测试终点。基于不同测试终点的毒理学数据对于评价污染土壤中Zn的环境风险具有重要意义。根系生态是基于生态效应法推导土壤中重金属生态风险阈值的重要组成部分,论文中以大麦根尖数、总根长、根表面积和根平均直径为评价终点,研究污染土壤中Zn对大麦根微形态的毒性阈值及其与土壤性质间的量化关系,以期为中国Zn污染土壤的环境风险评价提供科学依据。【方法】采集了8种不同性质的农田土壤,外源添加不同浓度Zn后进行盆栽试验,利用STD1600 Epson根系扫描仪测定不同根微形态指标,结合Log-logistic剂量-效应曲线测定基于不同根微形态为终点的毒性阈值(EC_(10),EC_(50)),建立基于土壤性质的Zn毒性预测模型。【结果】土壤Zn污染对不同根微形态指标的毒性阈值存在较大差异,基于大麦根尖数、总根长、根表面积和根平均直径的有机碳(EC_(10))和阳离子交换量EC_(50)均值分别为228、295、335、261 mg·kg^(-1)及702、779、837、739 mg·kg^(-1),以根尖数测定的EC值最低,根表面积的EC值最高,即根尖数指标对土壤Zn毒性最敏感。不同土壤中,EC_(10)值的变异系数(34.1%)大于EC_(50)(21.6%),而4种不同测试指标中,基于大麦根表面积测定的变异系数最大,EC_(10)和EC_(50)的变异系数分别达到43.4%和23.2%。土壤pH、有机碳(OC)、阳离子交换量(CEC)与Zn的毒性阈值EC_x(x=10,50)呈正相关关系,其中pH的相关系数达到极显著水平(P<0.01)。【结论】不同的根微形态指标中,土壤Zn污染对大麦根尖的毒性最敏感;基于pH、CEC、O
- 何俊田昕竹王学东刘彬李宁郑涵孟楠陈世宝
- 关键词：ZN大麦
- 典型污灌区土壤中Cd的形态、有效性及其影响因子被引量：22
- 2016年
- 采集了北京、山东、天津、河北及辽宁5个典型污灌区土壤,外源添加1.20mg/kg的Cd,经过30d老化后,研究了不同污灌区土壤中小麦Cd的吸收、转运系数,同时利用离子色谱及WHAM6.0模型对污灌区土壤溶液性质及自由Cd^(2+)形态等进行了测定.结果表明,不同污灌区土壤中,小麦根、茎叶对Cd的富集系数(BCF)与植株体内Cd的根-茎叶转运系数(TF)有显著差异;二种不同Cd敏感性小麦茎叶对土壤Cd的富集系数为0.064~0.465,最大相差626.5%,不同污灌区土壤Cd的富集系数大小表现为辽宁棕壤最大,山东棕壤最小;植株根-茎叶Cd转运系数(TF)表现为河北褐土>辽宁棕壤~北京潮土>天津潮土>山东棕壤.不同污灌区土壤中,自由Cd^(2+)形态含量与Cd植物有效性呈显著正相关;植株根、茎叶中Cd含量与土壤中自由Cd离子含量的负对数[p(Cd^(2+))]呈显著(P<0.001)的负相关关系,方程分别为:y=-3.3106x+17.681(R^2=0.929);y=-0.3389x+1.7743(R^2=0.916).外源添加1.20mg/kg Cd土壤中,溶液自由Cd^(2+)形态的变化值[△p(Cd^(2+))]与pH值、EC含量呈正相关,而与溶液中Cl^-、Na^+、Ca^(2+)含量呈负相关.由此可以推断,由污灌引起的土壤中Cl^-、Na^+、Ca^(2+)等离子含量的增加将导致土壤中Cd环境风险增大.
- 何俊王学东陈世宝刘彬李宁郑涵
- 关键词：污灌土壤镉生物有效性
- 实验室与田间条件下骨炭粉与海藻肥对镉污染土壤修复效果评价被引量：5
- 2019年
- 本研究基于小麦、玉米、高粱籽粒及烟草烟叶镉(Cd)消减率、修复边际效率及土壤中Cd有效态含量的变化等对比了实验室与田间条件下骨炭粉与海藻肥对Cd污染农田土壤的修复效果。研究结果表明:骨炭粉与海藻肥使玉米、小麦、高粱和烟草对Cd的吸收、转运均有显著(P<0.05)降低作用;在田间条件下,骨炭粉与海藻肥对不同作物籽粒或烟叶的Cd消减率为16.2%~39.8%,可增加作物产量12.3%~38.6%。钝化剂对不同作物增产效果有一定差异,对小麦籽粒增产作用最为有效。研究发现添加钝化剂改变了Cd在土壤团聚体中的分布,使得Cd在大粒径团聚体中负载量增加,并且与对照相比,显著提高土壤pH(提高0.43~0.77),降低土壤Cd的有效性,有利于控制Cd在土壤-植物系统中的迁移。总体而言,不同钝化剂的Cd污染土壤修复边际效率为3.99%~14.74%,同海藻肥相比,骨炭粉的修复边际效率较高。不同钝化剂在盆栽实验的修复效果优于田间实验的效果,可能是因为相比于田间实验,盆栽实验条件下根系的作用范围有限,钝化剂的作用效果较高。
- 王萌陈世宝李杉杉李杉杉郑涵郑涵
- 关键词：CD海藻肥
- 促根剂及水分胁迫对Cd污染异质土壤中小麦吸收、转运Cd的影响被引量：1
- 2019年
- 为了研究促根剂与水分胁迫诱导小麦根伸长及其降低小麦对异质土壤中Cd吸收转运的影响,本研究制备了不同浓度Cd污染土壤,利用根箱法设置了3种不同土层(0~6cm、7~12cm及13~18cm)下的Cd污染异质土壤,研究了3种添加比例(0.1%、0.2%和0.4%)下促根剂与3种水分胁迫诱导(60%、50%和40%MWHC)下小麦根伸长对降低小麦Cd吸收、转运的影响。结果表明:不同促根剂与水分胁迫诱导处理可以明显促进小麦根系生长,表现为小麦根系总长与根表面积的显著增加,其中促根剂促使下层(13~18cm)土壤中小麦根系总长增加了63.2%~205.9%,水分胁迫诱导增加了69.1%~91.2%。不同促根剂处理可以不同程度增加小麦分蘖数,从而增加了小麦籽粒生物量(小麦籽粒生物量增加5.6%~50.3%);与对照相比,除了40%MWHC水分处理(WS3)外,不同促根剂与水分胁迫处理可以显著降低(P<0.05)Cd污染异质土壤中小麦茎叶与籽粒中Cd的浓度,降低范围分别为24.0%~41.5%和23.0%~42.7%,其中以添加0.4%促根剂处理效果最佳,不同处理对降低小麦籽粒Cd含量效果顺序为RA3≈RA2>WS2≈RA1≈WS1>WS3。基于上述结果,RA2和WS2在Cd异质污染农田修复中具有较大的应用价值。
- 雷小琴王萌郑涵李杉杉陈世宝
- 关键词：CD污染土壤促根剂水分胁迫小麦根伸长
- 草本植物间作对空心菜Pb吸收、转运的影响被引量：9
- 2019年
- 为了研究不同草本植物间作对空心菜生长状况及对Pb的吸收、转运效果,采用盆栽试验,研究了空心菜在Pb污染土壤中单作及与10种草本植物(高丹草、苏丹草、狼尾草、黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿、紫云英)间作对Pb吸收、积累的影响。结果表明:空心菜与黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿以及紫云英间作后的茎叶生物量较空心菜单作增加显著(P<0.05),增加了15.79%~84.75%。不同间作方式下的空心菜茎叶Pb含量为7.11~15.36mg/kg,茎叶Pb富集系数(BCF)为0.024~0.051,根-茎叶Pb转运系数(TF)为0.240~0.470。与高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣以及籽粒苋间作后,空心菜茎叶Pb含量较单作(对照)降低了24.39%~41.46%,茎叶Pb积累量较单作降低了65.36%~75.06%;此外,与上述5种植物间作后空心菜的根际土壤有效态Pb含量降低了4.47%~9.09%,根际土壤pH值则增加了0.32%~2.74%。10种间作植物茎叶Pb含量大小为菊苣>黑麦草>苦荬菜>高丹草>苏丹草>紫云英>紫花苜蓿>狼尾草>三叶草>籽粒苋。不同间作方式下每盆植株Pb总积累量为0.560~2.108mg/盆,10种间作处理是空心菜单作处理的1.73~3.76倍。研究结果表明,高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣和籽粒苋与空心菜间作有效降低了空心菜对Pb的吸收积累,同时提高了整个体系对土壤中Pb的总积累量,在间作修复中是较为理想的组合模式。
- 孟楠王萌李杉杉李晓越郑涵陈莉陈世宝
- 关键词：铅间作方式空心菜草本植物
- 锌胁迫对土壤中微生物群落变化的影响被引量：18
- 2017年
- 采用多聚酶链式反应结合变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)测试方法,对我国5种典型辞(Zn)污染土壤中的微生物进行了DGGE图谱分析,并通过戴斯矩阵方法和B-C矩阵2种方法对不同处理土壤中微生物群落相似性进行了测定,结合Vegan排序轴分析方法对Zn胁迫土壤中微生物结构及群落相似性与土壤性质间关系进行了研究.结果表明:Zn胁迫会引起土壤微生物数目和种类的降低,但并不是简单的负相关.土壤中微生物的多祥性指数最大值出现在低浓度(200mg/kg处理)污染程度土壤中,说明Zn在低污染胁迫下,一定程度上会促进微生物群落数量的増加,丰富了群落结构多祥性;高浓度(>800mg/kg)Zn胁迫对微生物群落结构有明显抑制作用,不同处理土壤微生物Shannon指数下降范围为5.14%(公主岭黑土)~17.2%(杭州水稻土).通过戴斯矩阵分析土壤中微生物群落相似性结果表明,随着Zn浓度的增加,土壤中微生物群落相似性显著下降,最大降低23.3%,说明土壤中Zn胁迫在一定程度上改变了土壤微生物的群落结构.对土壤中影响Zn胁迫与微生物群落结构变化影响因子的相关性分析结果表明,影响微生物群落结构的主要因子为pH值>OC>CEC.
- 郑涵田昕竹王学东刘彬孟楠何俊陈世宝
- 关键词：锌PCR-DGGE污染土壤微生物群落结构微生物多样性
- 中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考被引量：129
- 2019年
- 土壤是农业可持续发展的基础。经过近40年的经济快速发展与农业高度集约化生产后,我国农田土壤污染与土壤环境质量下降问题逐渐凸显。当前,中国农田土壤重金属污染形势不容乐观,对农产品的安全生产和食品安全构成威胁。文章首先对我国农田土壤重金属污染现状与污染特点、农田重金属污染来源及修复技术研究现状等进行了总结。结果显示:(1)我国农田土壤重金属污染点位超标率相对较高,但以轻度污染为主;(2)污染土壤中主要以Cd、As、Hg、Pb和Cr这5种健康风险重金属元素为主,尤其以Cd风险最高,而以生态风险为主的Ni、Cu和Zn 3种重金属环境风险相对较小;(3)农田土壤污染分布总体表现为南方重于北方,东部重于西部;(4)农田土壤污染逐渐呈现由工业源向农业源、城郊向农村、土壤向食物链转移的发展趋势。基于文献计量方法对我国近30年来农田土壤污染防治研究的热点与趋势进行了分析。结果表明,我国农田土壤污染防治研究主要始于2000年前后,2009年后进入快速发展阶段,研究热点主要包括重金属污染监测、土壤环境环境质量评价、重金属污染土壤修复技术等,近10年来污染土壤修复技术表现为从单一修复技术向联合修复技术发展态势。此外,文章对我国农田重金属污染修复的一般程序、不同污染程度农田土壤的安全利用技术与高风险污染土壤的管控技术进行了评价,最后,对我国当前农田重金属污染防治过程中出现的问题进行了思考,同时针对我国今后农田重金属污染防治研究进行展望,提出了基于源头控制与风险管控措施相结合的农田重金属污染防治体系,以期为未来我国农田土壤重金属污染防治研究规划以及土壤重金属污染防治技术的创新提供参考与借鉴。
- 陈世宝王萌李杉杉郑涵雷小琴孙晓艺王立夫
- 关键词：农田土壤重金属污染农产品安全风险管控
- 不同污灌区两种小麦对土壤Pb吸收的主控因子与预测模型被引量：1
- 2016年
- 采集我国北方5个典型污灌区0~20 cm土壤,添加250 mg·kg^(-1)的Pb进行盆栽试验,测定不同污罐区土壤中两种不同敏感性小麦对Pb吸收、转化特征,同时利用离子色谱仪及WHAM 6.0化学模型对污灌区土壤溶液性质及自由Pb^(2+)进行测定,探究污灌区土壤中小麦对Pb吸收的主控因子及其预测模型。结果表明,不同污灌区土壤中两种小麦对Pb的富集系数(BCF)及Pb的根-茎叶转运系数(TF)均有显著(P<0.05)差异,Pb敏感性品种轮选987根与茎叶的富集系数均明显高于耐Pb品种白麦126。山东棕壤中小麦对Pb的富集系数最大,而天津潮土的最小,最大相差255.9%;Pb污染土壤中小麦对Pb的富集系数及根-茎叶转运系数(TF)均大于相应的对照处理土壤。小麦根、茎叶中Pb含量与土壤溶液中自由Pb^(2+)含量呈极显著正相关(P<0.01),线性拟合方程分别为:y=0.772x+54.805(R^2=0.904),y=0.087x+12.980(R^2=0.897);基于土壤主控因子的小麦Pb吸收模型表明,不同污罐区土壤小麦中Pb和土壤溶液自由Pb^(2+)含量与土壤pH、OC含量呈负相关,而与土壤溶液Cl^-、Na^+离子含量呈正相关。除了受土壤主要因子影响外,土壤中Cl^-、Na^+含量升高将增加污灌土壤中Pb的环境风险。
- 何俊王学东陈世宝刘彬李宁郑涵
- 关键词：污灌土壤铅主控因子
