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| 1 | 土壤重金属有效态含量检测与监测现状、问题及展望显示文摘随着经济和社会的发展,土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成了巨大的威胁,而目前广泛采用的全量检测法并不能准确地反映土壤重金属的生物毒性。为了更好地了解土壤重金属的污染情况及其生物毒性,需快速有效检测土壤重金属的赋存形态及有效态含量。本文介绍了土壤有效态重金属的定义及其在土壤-有机体系统中的转移;并结合国内外相关研究领域的文献资料,按检测对象将土壤重金属有效态的检测方法分为直接检测方法(化学检测方法和物理检测方法)和间接检测方法(生物指示法),系统阐述了化学检测方法中的浸提法,物理检测方法中的梯度扩散薄膜技术和光谱分析法,及生物指示法中的指示植物检测法、微生物检测法和动物检测法的研究进展、适用范围及优缺点,概括了目前检测方法存在的主要问题是不能同时满足大面积监测和精确检测两个方面。并指出快速、大面积、原位测定污染物种类和含量,采取相应措施保障粮食安全及人类身体健康是目前迫切需要解决的问题。本文将土壤-植物-人作为一个整体,了解重金属有效态在该系统中的迁移富集机理,认为在此基础上选择合适的数据处理方法及建模参数,结合遥感、地理信息系统和全球定位系统对土壤重金属污染进行原位立体监测,是未来土壤重金属有效态含量检测与监测研究的主要发展方向。 | 周卫红 张静静 邹萌萌 杜小龙 张颖 杨悦 李建龙 | 2017 | 中国生态农业学报2017，25，4： | 61 |
| 2 | 土壤中重金属的生物有效性分析方法及其影响因素综述显示文摘土壤环境质量关系着粮食安全和生态安全。对土壤环境质量进行正确的评价尤为重要,而重金属的生物有效性对于揭示环境污染程度和评价生态风险具有重要意义,因此探寻土壤中重金属生物有效性的分析方法是目前国内外研究的热点。主要介绍了化学试剂提取法、薄膜扩散梯度技术(DGT)、道南膜技术(DMT)和同位素稀释法在重金属生物有效性分析方面的应用,并归纳了影响重金属生物有效性的主要因素,为重金属生物有效性分析方法的统一提供参考。 | 杨洁 瞿攀 王金生 滕彦国 左锐 | 2017 | 环境污染与防治2017，39，2： | 55 |
| 3 | 凹凸棒粘土对镉污染农田的原位钝化修复效果研究显示文摘原位钝化修复在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用,而修复材料在污染农田中的长期应用效果一直是人们关注的焦点。通过野外大田钝化修复试验,研究了不同添加剂量(0、1.25、1.75、2.50、3.25 kg·m^(-2))凹凸棒粘土对镉(Cd)污染土壤理化性质及对水稻(Oryza sativa L.)和小麦(Triticum aestivum L.)吸收Cd的影响,采用梯度扩散薄膜技术(DGT)评价修复前后土壤中生物可利用态Cd含量的变化。结果表明,施用凹凸棒粘土显著抑制水稻和小麦籽粒中Cd富集量,第一季降幅分别为68.8%~83.3%与54.7%~75.5%,其中2.5 kg·m^(-2)施加剂量对Cd污染土壤的修复效果最佳。施加凹凸棒粘土同样抑制了作物对Zn、Ni等其他重金属的吸收,而对Se吸收影响并不显著。施加凹凸棒粘土显著提高了土壤p H、阳离子交换量(CEC)和土壤细颗粒含量,相关性分析表明,水稻和小麦籽粒中Cd含量与土壤p H呈极显著负相关性(相关系数分别为-0.72和-0.64),推测土壤p H的升高是导致水稻、小麦籽粒中重金属含量降低的一个重要原因。不同施用量凹凸棒粘土均在一定程度上降低了土壤DGT提取态Cd含量,分别下降了82.8%、85.1%、84.4%和67.1%。连续3年原位钝化修复效果跟踪观察结果表明,凹凸棒粘土可持续降低水稻和小麦籽粒中Cd含量,1.25 kg·m^(-2)和1.75 kg·m^(-2)处理组产出的水稻籽粒中Cd含量由2014年的0.140 mg·kg^(-1)与0.215 mg·kg^(-1)分别降低为2016年的0.094 mg·kg^(-1)和0.120 mg·kg^(-1)。综上,凹凸棒粘土在修复Cd污染农田土壤方面具有广阔的应用前景。 | 任静华 廖启林 范健 朱伯万 许伟伟 卢宜迅 | 2017 | 生态环境学报2017，26，12： | 37 |
| 4 | 水分及干燥过程对土壤重金属有效性的影响显示文摘土壤水分变化可显著改变土壤性质进而影响土壤重金属有效性。本试验通过测定土壤溶液和采用薄层凝胶梯度法(DGT)表征的Zn、Cd、Cu、Ni浓度,研究土壤含水量变化对重金属有效性的影响。结果表明,不同水分处理显著影响土壤溶液中可溶性有机碳(DOC)含量和土壤中重金属的有效性;随土壤水分降低DGT表征的Zn、Cd、Cu和Ni浓度和土壤溶液中Cu和Ni浓度呈下降趋势,且随干湿交替次数增加而降低;与长期风干土壤相比,经干湿交替后风干土壤重金属有效性降低或显著降低;与土壤溶液法相比,DGT法能反映水分变化对土壤固相金属缓冲补给能力的影响,能更好地表征土壤金属有效性的变化。在农业生产中可通过适当水分管理措施降低重金属的有效性,从而缓解重金属的毒害作用。 | 邓林 李柱 吴龙华 刘鸿雁 骆永明 | 2014 | 土壤2014，46，6： | 28 |
| 5 | 长江中下游典型浅水湖泊沉积物-水界面磷与铁的耦合关系显示文摘目前普遍认为磷铁耦合关系是P迁移的主要机制,但大部分研究结果并未提供直接的原位证据.为了探索沉积物剖面磷(P)与铁(Fe)的耦合关系,利用Zr O-Chelex薄膜扩散梯度技术(ZrO-Chelex DGT),分别对太湖、巢湖、鄱阳湖和洞庭湖4个浅水湖泊沉积物有效态Fe和P进行高分辨采样和分析.结果表明,不同湖区有效态Fe和P浓度在沉积物-水界面处开始增加,之后波动变化,垂向异质性较强,但两者浓度变化同步.有效态P和Fe浓度的相关分析结果证明两者浓度具有显著的线性相关.室内厌氧培养实验进一步表明,Fe^(3+)的还原性促使Fe^(2+)与铁结合态磷的释放,促使DGT有效态P与Fe同步变化.该结果表明沉积物P的二次迁移和释放受Fe氧化还原过程的控制,为铁磷耦合关系提供了直接证据. | 龚梦丹 金增锋 王燕 林娟 丁士明 | 2017 | 湖泊科学2017，29，5： | 23 |
| 6 | 柘林湾海水养殖区底泥中重金属生物有效性及生态风险评价显示文摘采集柘林湾海水养殖区8个位点表层沉积物样品,考察了沉积物样品中重金属含量、生物有效性和形态分布,并分别利用基于总量的Hakanson指数法和基于形态的风险评价指数(RAC)评价了沉积物中重金属的生态危害风险.结果表明,柘林湾海水养殖区大部分位点沉积物中重金属含量符合海洋沉积物质量Ⅰ类标准限值,少数位点Zn和Pb含量超过Ⅰ类限值但低于Ⅱ类限值.沉积物中重金属的薄膜扩散梯度技术(DGT)测定浓度(C_(DGT))与间隙水中的浓度(C_(IW))对重金属生物可利用性评估状况基本一致,Zn、Ni和Pb生物可利用性较高.沉积物中Cr、Ni、Zn和Cu以残渣态为主,Cd和Pb以弱酸提取态为主.柘林湾沉积物中重金属总体存在轻度到中度生态危害风险,Cd和Pb生态危害风险较高.沉积物中Cr、Ni、Zn、Cu和Cd的C_(DGT)与其弱酸提取态含量明显正相关,重金属弱酸提取态能较好反映其生物可利用性. | 张婷 刘爽 宋玉梅 潘佳钏 郭鹏然 | 2019 | 环境科学学报2019，39，3： | 16 |
| 7 | 梯度薄膜扩散技术(DGT)与传统化学方法评估黑麦草吸收Cd的对比显示文摘为研究不同方法评估黑麦草吸收Cd的效果,采集了16个不同理化性质实际Cd污染土壤,盆栽试验种植黑麦草,采用梯度薄膜扩散技术(DGT)测定黑麦草根际土Cd的生物有效性,并与离心法采集土壤溶液、乙酸(HAc)和乙二胺四乙酸二钠(EDTANa2)3种传统提取方法所提取土壤有效态Cd含量进行比较,研究其与黑麦草地上部和地下部Cd含量的相关关系.结果表明,DGT提取的土壤有效态Cd含量与黑麦草中Cd含量的相关性显著高于化学提取法.运用多元统计分析研究土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)和土壤颗粒组成等理化指标的影响,提取出两种主成分因子,建立了多元回归模型.第一主成分与OM和黏粒(clay)之间呈显著相关,定义为土壤中影响重金属生物有效性的'有机指标',第二主成分则与土壤pH和CEC相关程度较高,定义为土壤中影响重金属生物有效性的'无机指标'.研究表明,第二主成分显著影响了3种化学方法构建的预测模型,而DGT技术综合了两种主成分对土壤有效态Cd含量的影响,所构建的模型几乎不受土壤基本理化性质的影响,说明DGT分析法是一种预测黑麦草吸收Cd的较好方法. | 宋宁宁 王芳丽 沈跃 宋正国 冯人伟 刘仲齐 | 2012 | 环境化学2012，31，12： | 15 |
| 8 | 土壤重金属生物有效性评价技术进展显示文摘土壤重金属生物有效性是衡量土壤重金属污染状况、治理修复效果的关键参数。对国内外土壤重金属生物有效性评价技术的研究进展及应用现状进行了较系统的分析,并提出了今后土壤重金属生物有效性评价技术在工程应用领域的发展方向。 | 黄迪 杨燕群 肖选虎 张振强 陈四海 黄志红 肖惠宁 | 2019 | 现代化工2019，39，S1： | 14 |
| 9 | 薄膜扩散梯度(DGT)——技术进展及展望显示文摘近年来,薄膜扩散梯度(DGT)技术取得快速的发展,成为最常用的被动采样技术之一。本文详细阐述了DGT在技术方面的研究进展,包括DGT装置构型、固定相和扩散相材料发展、环境样品的前处理与DGT装置放置、DGT样品处理与测定等,针对该技术前期发展存在的不足,提供了有利于DGT操作和功能提升的系统解决方案,同时对未来的发展进行了展望。 | 李财 任明漪 石丹 王燕 杨丽原 丁士明 | 2018 | 农业环境科学学报2018，37，12： | 13 |
| 10 | 巢湖水体-沉积物磷形态与有效性显示文摘为探讨巢湖磷形态内源污染特征及生物有效性,采用传统化学方法和梯度扩散膜技术(DGT),分析了巢湖水体和沉积物磷形态的空间分布特征和不同区域沉积物对磷的吸附特性。结果表明,西部湖区水体中总磷(TP)和可溶性无机磷(DIP)浓度高于中、东部湖区,处于富营养化水平。不同湖区沉积物中TP、铁/铝结合态磷(Fe/AlP)和藻类可利用磷(AAP)由大到小依次为西部、东部和中部,钙结合态磷(Ca-P)分布没有明显差异,有机磷(OP)含量由大到小依次为东部、西部和中部湖区;沉积物中生物有效性磷(DGT-P)含量全湖分布差异较小,河口处波动较大,说明河口受河流携带污染物影响较大;沉积物中DGT-P含量与高活性AAP、Fe/Al-P、OP和DIP含量相关系数R分别为0.541、0.547、0.731(P<0.01)和0.438(P<0.05),因此可考虑将DGT作为生物有效性磷监测手段。等温吸附实验表明东、西部湖区沉积物对磷酸盐具有较高吸附潜能,中部湖区较低;然而平衡溶液中DGT-P却存在较大差异,西部湖区9号样点最大平衡浓度(0.62 mg·L-1)约为东部湖区3号样点(0.07 mg·L-1)的9倍,说明沉积物对上覆水磷的生物有效性存在较大影响。 | 龚莹 王宁 李玉成 宗宁 罗军 谢毫 | 2015 | 生态与农村环境学报2015，31，3： | 12 |
| 11 | 梯度扩散薄膜技术(DGT)的理论及其在环境中的应用Ⅲ——植物有效性评价的理论基础与应用潜力显示文摘梯度扩散薄膜技术(DGT)是一种测定环境介质中多元素植物有效性的原位分析方法。由于其能模拟植物根系,综合考虑环境多介质的动态平衡,因此近年来被广泛应用于多元素植物有效性的评价。本文简要阐述了DGT技术基于动力学过程进行有效性测定的原理;深入剖析了DGT技术涉及的动力学过程与植物吸收机制的相似性与差异性;详细评估DGT技术预测多元素植物有效性的评价效果;并基于以上内容,对DGT技术在植物有效性方面的应用进行总结和展望。 | 魏天娇 管冬兴 方文 罗军 | 2018 | 农业环境科学学报2018，37，5： | 11 |
| 12 | 巢湖沉积物有效态磷与硫的DGT原位同步分析研究显示文摘沉积物有效态磷(P)与硫(S)的含量分布是影响湖泊营养元素循环和水体富营养化的重要因子.本文利用Zr O-Ag I薄膜梯度扩散技术(Zr O-Ag I DGT)原位同步获取了南淝河-巢湖沉积物中有效态P和S的高分辨分布信息.结果发现:绝大部分沉积物有效P和S自界面向下呈急剧升高趋势,并在50 mm深度内出现峰值;河道内沉积物有效P和S的含量高于湖体,且P在界面的表观释放通量明显高于湖体,表明河道沉积物是湖体P的输入源.部分采样点出现有效P与S同步变化的现象,两者具有显著相关性,证实沉积物内部P和S存在同步释放的规律. | 王艳平 关庆伟 李超 许笛 丁士明 | 2015 | 环境科学学报2015，35，8： | 11 |
| 13 | 淡水沉积物中重金属生物有效性的研究进展显示文摘淡水重金属污染已成为全球关注的热点环境问题之一。沉积物作为重金属的重要储库与污染内源,可对水环境质量及水生态系统产生严重危害。生物有效性是评价重金属生物可利用性及其毒性效应的关键指标,研究淡水沉积物中重金属的生物有效性与调控机制,有助于阐明重金属的污染机理及其生态环境效应,可为重金属的污染防治提供科技支撑。本文回溯了沉积物重金属生物有效性的定义内涵、发展历史,重点介绍了重金属生物有效性评价的主要方法、适用性及其优缺点,归纳了影响重金属生物有效性的主要因素与内在机制,概述了目前国内外典型河流、湖泊和水库等淡水水体沉积物中相关研究的最新进展。本文进一步指出,在今后研究中亟需整合现有分析方法,形成统一的沉积物重金属生物有效性评价指标与方法体系,并开展权威实验室比对研究。同时,应考虑不同淡水生态系统的区域差异性,采用生物监测方法与原位被动采样技术相结合,将生物配位体模型纳入重金属的生态毒理效应研究中。最终,依据不同淡水环境的特性,尽快建立相应的沉积物重金属质量基准,加强重金属环境污染的科学管理。 | 张志 张润宇 王立英 薛珂 | 2020 | 地球与环境2020，48，3： | 9 |
| 14 | 梯度扩散薄膜技术(DGT)的理论及其在环境中的应用Ⅱ:土壤与沉积物原位高分辨分析中的方法与应用显示文摘从吸附膜的设计、采样装置的设计和分析方法三个方面系统介绍了梯度扩散薄膜技术(DGT)在土壤和沉积物介质中原位高分辨研究的方法学,并回顾了DGT自诞生以来在根际土壤和沉积物中原位高分辨应用所取得的重要研究成果,最后探讨了DGT在原位高分辨研究中的发展前景。DGT技术在沉积物和土壤中对污染物微界面机制的原位高分辨率研究,能够揭示控制重金属污染的关键过程,为针对性地做出管理控制方案提供了重要理论支持,从而推动我国对土壤、沉积物污染的防治和粮食安全的控制。 | 房煦 罗军 高悦 Paul WILLIAMS 张昊 William DAVISON | 2017 | 农业环境科学学报2017，36，9： | 8 |
| 15 | 巢湖沉积物有效磷的原位高分辨分析研究显示文摘将两种原位被动采样技术——高分辨平衡式间隙水(HR-Peeper)与氧化锆薄膜梯度扩散技术(Zr-oxide DGT)相结合,分别对巢湖西半湖7个点位溶解态反应性磷(cPW)和有效磷(cDGT)进行原位测定分析,cPW和cDGT在大部分沉积物剖面的分布相似或局部相似,说明不同深度沉积物固相有效磷组分对间隙水SRP的缓冲能力较接近.利用界面扩散通量和cDGT/cPW比值(R)表征沉积物磷的活性,从巢湖湖心向南淝河入湖口方向,界面以下6 mm的cPW、cDGT和扩散通量的变化基本一致,均呈递增趋势,表明沉积物磷的污染水平在增加;R值变化较小,说明沉积物界面处的缓冲能力差异不明显. | 李超 王丹 杨金燕 王燕 丁士明 | 2015 | 环境科学2015，36，6： | 8 |
| 16 | 环境微界面对湖泊内源磷释放的影响研究显示文摘为揭示湖泊内源污染物释放的发生机制,从环境微界面角度出发,研究湖泊水-沉积物界面三相结构模式中磷的界面反应过程。利用微电极系统获取微界面溶氧浓度剖面,并结合Profile模型进行分析计算。计算结果表明:该湖湖心区沉积柱含氧层厚度达5mm,而湖口区则不到3mm,湖心区微界面上氧气消耗主要以自由扩散为主,而湖口区受微界面上微生物活动影响较大。同时利用梯度扩散薄膜技术获取了水-沉积物界面上分辨率高达1mm的可溶性活性磷剖面浓度分布,结果表明,在湖口区沉积物表层2cm处有强烈磷释放现象,而在湖心区则未发现,这可能与含氧层厚度有着密切的联系,这一重要现象在常规尺度下可能被掩盖。 | 钱宝 刘凌 肖潇 陈立尧 | 2013 | 水利学报2013，44，3： | 8 |
| 17 | 基于薄膜扩散梯度技术的复合污染土壤镉的生物有效性研究显示文摘以两种典型的陆生植物小麦和玉米为供试材料,采用盆栽实验生物富积方式,对比研究了薄膜扩散梯度(DGT)技术与5种传统的化学提取方法评价铅(Pb)复合存在下土壤镉(Cd)的生物有效性。结果表明,Cd污染土壤中Pb的存在促进两种植物对Cd的吸收,并随Pb浓度的增加其促进作用更趋明显;DGT技术测定的土壤有效态Cd含量随土壤Pb浓度的增加而显著增加,土壤溶液中Cd的浓度和4种单一提取剂(醋酸、氯化钙、醋酸钠和乙二胺四乙酸)提取的土壤有效态Cd含量均与DGT技术表现出类似的变化趋势,从动力学和静态平衡两种角度揭示了土壤Pb的存在增强Cd的生物有效性;Pearson回归分析显示,6种方法表征的土壤有效态Cd含量均与两种植物体内Cd的含量呈显著正相关,但DGT、土壤溶液和CaCl2的相关系数明显高于其他3种化学提取方法。结果显示,DGT技术与传统方法(土壤溶液法和CaCl2提取法)均可用于预测土壤Cd的生物有效性。 | 姚羽 孙琴 丁士明 陈静 刘慧 | 2014 | 农业环境科学学报2014，33，7： | 8 |
| 18 | 不同土壤镉提取方法预测稻米富集镉性能评估显示文摘为筛选土壤镉(Cd)有效态提取方法并建立其与稻米Cd污染之间的累积模型,采用大田协同采样方式收集了土壤-水稻140对样品,分别研究了土壤Cd总量及土壤溶液Cd含量和化学浸提(醋酸HAc、复合有机酸、乙二胺四乙酸EDTA、CaCl2)、梯度扩散薄膜(DGT)技术提取的Cd含量与水稻糙米Cd含量的相关性,以评估不同提取方法预测稻米Cd累积模型的可行性。结果表明,研究区所在的长株潭地区存在较为明显的土壤及稻米Cd污染风险,EDTA提取Cd含量与土壤Cd总量显著正相关,模型拟合决定系数R2达到0.908 4,以总量预测稻米Cd污染存在37.2%~39.8%的误判率,0.01 mol·L^-1CaCl2提取的土壤Cd有效态含量存在明显的适用范围限制,在0.04~0.13 mg·kg^-1范围内,效果明显差于其他数据区域,模型决定系数R2仅为0.006。DGT技术能较好地预测稻米对Cd的吸收富集性能,且能区分土壤库供给能力差异对稻米富集Cd的影响,与传统化学浸提方法比较,DGT技术提取的土壤Cd有效态含量与稻米Cd含量具有更好的相关性(R^2=0.585 4,0.900 9),是预测稻米富集Cd较为理想的土壤有效态提取方法。 | 鄂倩 赵玉杰 刘潇威 李志涛 张闯闯 孙杨 周其文 梁学峰 王海华 | 2020 | 农业环境科学学报2020，39，5： | 7 |
| 19 | DGT和化学提取法评价贵州赫章土法炼锌区污染土壤中镉的植物吸收有效性显示文摘以马铃薯、白菜和玉米为典型作物,以贵州省赫章县'土法炼锌'冶炼区重金属复合污染土壤为供试土壤,通过盆栽试验比较了五种传统化学提取剂(HNO_3、DTPA、LMWOAs、HCl和CaCl_2)和梯度扩散薄膜技术(diffusive gradients in thin films,DGT)对土壤Cd的植物吸收有效性影响。研究结果表明:'土法炼锌'影响区土壤总体呈碱性;马铃薯与白菜可食部位对供试土壤Cd的富集系数基本相同,而玉米籽粒对供试土壤Cd的富集系数远小于块茎类和叶菜类,马铃薯、白菜和玉米的富集系数平均值分别为0.105 3、0.105 8和0.007 9;一元线性与二元回归表明DGT测定土壤有效Cd含量与作物可食部分Cd含量相关系数大于五种传统化学提取剂;五种提取态中,CaCl_2提取态测定有效态Cd也可较好预测马铃薯和白菜可食部分Cd含量(R2adj分别为0.805和0.808),HNO_3提取态测定有效态Cd也可较好预测三种作物可食部分Cd含量(R_(adj)~2分别为0.822、0.874和0.764)。在本实验条件下,DGT技术评价'土法炼锌'冶炼区土壤镉植物吸收有效性效果优于五种化学提取态,但考虑不同作物类型,土壤pH因素以及操作的简单快捷性,CaCl_2提取态和HNO_3提取态也可成为预测重金属冶炼区复合污染碱性土壤Cd的植物吸收有效性的方法。 | 高慧 宋静 吕明超 张厦 张强 刘灵飞 龙健 | 2017 | 农业环境科学学报2017，36，10： | 7 |
| 20 | 受污染土壤中重金属的蚯蚓生物有效性评估研究进展显示文摘生物有效性能够反映重金属的迁移性及其生物可利用性,在重金属污染土壤稳定化修复后评估中受到广泛关注。为了将生物有效性更好地应用到稳定化后评估过程中,系统地归纳总结了土壤中重金属对蚯蚓的生物有效性评估方法,该方法与多种化学试剂浸提之间的对应关系,以及影响生物有效性评估的相关因素。建议在化学浸提基础上结合生物有效性评估方法对重金属污染土壤稳定化修复效果进行评估。 | 王漫莉 罗启仕 冉雨灵 林匡飞 崔长征 | 2019 | 生态与农村环境学报2019，35，9： | 7 |
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