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期刊信息/Journal information
农业环境科学学报
农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会
农业环境科学学报

农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会

李文华

月刊

1672-2043

caep@vip.163.com

022-23674336

300191

天津市南开区复康路31号

农业环境科学学报/Journal Journal of Agro-Environment ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《农业环境科学学报》是由农业部主管、农业部环境保护科研监测所和中国农业生态环境保护协会主办的国家级学术核心期刊。主要刊登农业生态环境科学领域内具有创新性的研究成果，包括新理论、新技术和新方法。报道领域包括农业污染控制与治理、生态农业、环境修复技术与原理、环境毒理与风险评价、环境监测与评价、废弃物综合利用等。
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    烟草有机废弃物资源化利用研究进展

    李超王冰李明洋刘丹丹...
    1435-1448页
    查看更多>>摘要：烟草有机废弃物指烟草工业生产和加工过程中产生的废次烟叶、烟灰、烟末和烟梗等有机固体废物。由于烟草废弃物中烟碱对土壤微生物的毒性作用，其不合理的处置方式不仅会造成资源浪费，还会加剧环境污染。烟草废弃物的资源化利用，在降低污染的同时还能回收能源，对推动我国烟草行业绿色、低碳和可持续发展具有重要意义。为优化烟草废弃物资源化利用途径，提升资源化利用效率，本文首先结合烟草废弃物国内外最新研究进展，系统梳理了烟草废弃物中有效化合物的提取方法及利用途径，并归纳了现有材料化制备技术，阐述了肥料化利用形式，其次对能源化利用手段及可行性进行了分析，最后对烟草废弃物资源化利用进行了展望，以期为烟草绿色低碳生产体系发展提供一定的参考。

    烟草废弃物资源化利用堆肥厌氧发酵

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    叶面喷施氨基酸对水稻Cd转运特性和稻米氨基酸含量的影响

    刘贵阳张昕薛卫杰王常荣...
    1449-1457页
    查看更多>>摘要：为了探讨氨基酸叶面肥的降Cd潜力，在湖南水稻开花期喷施6种氨基酸，对水稻Cd转运特性及其稻米Ca、Fe、Mn、Zn和氨基酸含量的变化进行了分析。试验结果表明:喷施2次10 mmol·L-1苯丙氨酸(Phe)、甘氨酸(Gly)、异亮氨酸(Ile)、丝氨酸(Ser)、蛋氨酸(Met)和0。02 mmol·L-1的色氨酸(Trp)，能使稻米、穗颈、穗下节中的Cd含量显著下降，稻米中的Cd平均含量从0。63 mg·kg-1分别下降至0。27～0。48 mg·kg-1。其中喷施Ser、Trp和Met的降Cd幅度高达51。1%～57。3%，而Phe和Gly的降Cd幅度仅为24。7%～35。1%。与此同时，水稻各器官中Ca和Fe的含量显著上升，Mn的含量显著下降，Zn的含量无显著变化。喷施氨基酸对Cd在水稻器官间的转移系数无显著影响，但显著降低了稻米、穗颈和穗下节中Cd含量与Ca、Fe、Mn含量的比率。喷施Ser和Met使稻米中的必需氨基酸含量分别增加7。5%和10。5%、非必需氨基酸分别增加13。9%和5。5%;喷施6种氨基酸都能显著增加稻米谷氨酸(Glu)、亮氨酸(Leu)和半胱氨酸(Cys)的含量。稻米Cd含量与Cd∶Ca、Cd∶Fe、Cd∶Mn的含量比率呈极显著正相关，与Glu和Ca含量呈极显著负相关。综上所述，喷施Ser、Trp和Met能显著促进Ca、Fe转运和Glu合成，提高Ca、Fe、Mn离子通道对Cd的拦截能力，从而有效降低稻米、穗颈和穗下节中的Cd含量。

    水稻Cd氨基酸营养元素转运叶面喷施

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    硫肥对水稻幼苗生长及砷、镉和铬累积的影响

    周彩玉林隽唐钰焱刘必成...
    1458-1467页
    查看更多>>摘要：为探究江汉平原不缺硫的重金属污染土壤上施用硫肥对水稻生长是否有促进作用以及硫肥对植株重金属吸收累积的影响，以湖北省洪湖市砷轻度污染的稻田土作为研究对象，采用盆栽的方法，研究了硫酸钾肥(施硫处理)替代氯化钾肥(CK处理)对水稻幼苗生长、抗氧化系统及不同部位砷、镉和铬吸收累积的影响。结果表明:施硫处理提高了水稻幼苗光合作用，促进了水稻幼苗生长，其净光合速率和地上部鲜质量较CK分别提高了67。8%(P＜0。05)和25。6%(P＜0。05)。施硫处理还减轻了重金属对水稻幼苗的氧化胁迫作用并增强了其螯合重金属能力，其叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量较CK处理分别降低了54。8%(P＜0。05)、30。5%(P＜0。05)、37。3%(P＜0。01)和36。30%(P＜0。05);叶片还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸(AsA)含量、非蛋白质态巯基总量(NPT)和植物螯合肽(PCs)含量较CK分别增加了7。2%(P＜0。05)、38。5%(P＜0。01)、7。5%(P＜0。05)和7。7%(P＜0。01)。与CK处理对比，施硫处理土壤有效态砷和有效态镉的含量分别降低了71。4%和46。0%。硫肥促进了水稻根表铁膜的形成，提高了水稻各部位S含量，并且使地上部砷、镉和铬的含量较CK分别降低13。5%(P＜0。05)、10。6%(P＜0。05)和45。2%(P＜0。01)，地下部分别降低10。0%(P＜0。05)、15。1%(P＜0。05)和31。7%(P＜0。01)。综上所述，在江汉平原不缺硫的土壤上施用硫肥对水稻生长有促进作用，并且可以降低土壤砷和镉的有效性，抑制水稻对砷、镉和铬的吸收累积。

    砷镉铬水稻硫肥

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    土壤草铵膦污染诱导赤子爱胜蚓蛋白质氧化损伤

    苏会营华少文汪承润李子航...
    1468-1474页
    查看更多>>摘要：为评价施用草铵膦(GLA)可能给土壤生态环境带来的潜在风险，将制备的GLA人工污染土壤[0(对照)、10、20、40、80 mg∙kg-1]于室内老化3个月后置入赤子爱胜蚓，培养30d后研究蚯蚓体内蛋白质的氧化损伤及其解毒机制。结果表明:与对照组比较，20、40 mg∙kg-1 GLA污染土壤明显上调了蚯蚓体内NADPH氧化酶和CAT同工酶活性，同时促进了GSH的合成(P＜0。05)。当GLA浓度增至80 mg∙kg-1时，SOD、APX、POD同工酶活性明显升高，而HSP70的合成和蚯蚓的体质量受到显著抑制。免疫印迹显示，在GLA浓度为10～40 mg∙kg-1时，蚯蚓体内蛋白羰基化产物明显增加，诱导了潜在的解毒机制。泛素和20S蛋白酶体的蛋白丰度总体上随着土壤GLA浓度的增加趋于升高。在GLA浓度为40～80 mg∙kg-1时，20S蛋白酶体、总蛋白酶、EPs同工酶和GSTs酶活性显著升高(P＜0。05)。研究表明，土壤GLA污染诱导了赤子爱胜蚓蛋白质的氧化损伤，泛素-20S蛋白酶体、EPs同工酶、总蛋白酶和GSTs是其重要的解毒机制。

    草铵膦(GLA)赤子爱胜蚓氧化损伤蛋白解毒机制健康风险

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    丽江高铬区土壤-白菜铬迁移特征与阈值研究

    王苗和丽萍和淑娟杨涛明...
    1475-1482页
    查看更多>>摘要：为探明云南典型高背景区白菜土壤铬的阈值，减轻高铬背景值对白菜生长及人体健康可能带来的潜在风险，本研究选取具有高铬背景值的典型土壤，选种当地大宗种植的白菜品种(德高CR117)开展外源添加铬(CrCl3·6H2O)的盆栽试验，并采用物种敏感性分布法(SSD)研究土壤-白菜铬的迁移特征与阈值。结果表明，随着土壤总铬含量的增加，土壤有效态铬浓度呈线性增加，总铬含量在293～837 mg·kg-1，对应的有效态铬含量在0。017～0。999 mg·kg-1;白菜可食部分铬含量呈线性升高，而白菜根中铬含量呈"S"型曲线，白菜可食部位和根中铬浓度分别在0。025～0。282 mg·kg-1和0。294～2。680 mg·kg-1，可食部位铬含量均低于国家食品限量标准，根中铬比可食部分最大高18。7倍，大部分铬积累在根中，并未大量转移到可食部分;除外源添加铬100 mg·kg-1处理外，白菜可食部分产量均显著低于对照组，外源添加铬400 mg·kg-1处理组的产量显著降低，与对照组相比，下降幅度达12。9%，白菜根生物量也随土壤铬含量增加而显著线性下降;通过SSD曲线分析，初步建立白菜种植受影响的累积概率达到5%时土壤中总铬和有效态铬阈值(HC5)分别为1 100 mg·kg-1(R2=0。976 3)和0。122 mg·kg-1(R2=0。965 4)。研究表明，随着土壤总铬含量的增加，土壤中铬有效态浓度和白菜可食部分铬含量均呈线性升高，当土壤总铬含量达到一定阈值后造成白菜产量显著降低，影响白菜生产，建议当地种植低富集铬的白菜品种。

    白菜安全阈值铬物种敏感性分布高背景区

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    菜心与东南景天间作修复镉污染农田的生态效应

    吴乐诗余柏仲李冬琴黎华寿...
    1483-1491页
    查看更多>>摘要：为了探究镉低积累型菜心碧绿粗苔和镉超积累植物东南景天间作修复镉污染土壤的效果，在华南农业大学生态农场进行了模拟控制试验，分别采集菜心、东南景天在单作和间作时的根际土进行研究。结果表明:间作可显著提高植物的生物量，其中东南景天地上和地下部的生物量较单作分别提高了79。05%和50。00%，菜心地上和地下部的生物量则分别提高了110。96%和125。00%;间作使东南景天地上和地下部的镉含量较单作分别提高了7。61%和70。73%，但菜心地上部的镉含量较单作降低了27。21%;东南景天茎叶储存Cd的主要亚细胞结构为液泡中的细胞液，占比高达90%，远高于细胞器与细胞壁中的Cd含量;间作显著增加了土壤的pH，相较于东南景天、菜心单作时的pH分别增加了0。39、0。28个单位;间作降低了菜心根际土镉的有效性，较单作低19。23%;另外，间作可使土壤微生物总量和蔗糖酶活性显著增加，其中放线菌数量比菜心、东南景天单作时分别增加了27。95%、24。28%，蔗糖酶活性则分别提高了164。89%、88。48%。同时，通过计算可知间作的东南景天土壤镉提取率是单作的1。88倍。综上所述，镉低积累型菜心与镉超积累植物东南景天间作，不仅可提高菜心生产的安全性，而且增加了东南景天对土壤镉的提取效率，是一种经济、有效且风险较低的边生产边修复的模式。

    菜心东南景天间作镉生态效应

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    历史遗留矿区农田土壤重金属输入输出平衡研究

    赵归梅吴秋梅胡文友黄标...
    1492-1502页
    查看更多>>摘要：为探究矿区农田土壤重金属输入与输出通量特征，本试验以长江下游某典型遗留硫铁矿区小流域为研究区域，分析研究区土壤重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr)的空间分布特征，并设置监测田块，核算研究区土壤重金属输入与输出通量及构建含量预测模型。结果表明:硫铁矿区小流域土壤重金属污染元素主要是Cd、Cu、Zn，分别有5。88%、33。99%和13。07%的土壤样品超过农用地土壤污染风险筛选值(GB 15618-2018)，水稻籽粒中Cd和Cr超过《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中限量值的点位比例分别为36。00%和13。33%;土壤Cd、Cu、Zn的空间分布呈现上游矿坑周边及下游水库入口处含量高的趋势，且三者间存在显著正相关关系(P＜0。01)，而Pb和Cr的空间分布与之不同，其中Cr与其他元素呈现负相关关系;根据监测田块核算，研究区Cd、Cu、Pb、Zn、Cr的年输入通量分别为15。62、86。63、292。92、325。89、90。30 g·hm-2·a-1，年输出通量分别为2。85、0。32、37。20、196。15、5。94 g·hm-2·a-1，土壤重金属呈现不断累积的特征;预测Cd和Cu在未来20a间含量会明显增加，Pb、Zn、Cr反之。综上，加强上游矿区的水源治理，提倡下游农田科学灌溉，减少灌溉水中Cd等重金属输入是土壤重金属污染源头防控的关键。

    硫铁矿区重金属空间分布输入-输出通量预测模型

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    镉污染红黏土强度劣化机理分析

    陈小双徐兴倩刘剑赵熹...
    1503-1511页
    查看更多>>摘要：为探究镉污染条件下红黏土的微观结构演化对土体抗剪强度的影响，揭示镉污染红黏土的强度劣化机理，本研究通过直剪试验、X射线衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)观察研究了镉污染红黏土的剪切特性和微观结构特征。结果表明:随着镉含量的增加，黏聚力平均减小25。5%，内摩擦角平均增大21。1%，抗剪强度出现劣化趋势，剪切破坏面形态凹凸越来越明显;微观影像显示出颗粒蚀化现象，孔隙发育平均增大11。8%，且呈蜂窝状，土颗粒接触方式由角-面、边-面、面-面转为角-边、点-面接触，微观结构指标(颗粒丰度、定向频率及孔隙分形维数)反映出土颗粒由强联结转化为弱接触的变化特征;因黏土颗粒对镉离子吸附能力较强，导致扩散双电层被压缩，同时镉离子与黏土中碳酸盐类发生水解反应，从而降低了黏土颗粒间结合水膜连结力，黏聚结构功能逐渐弱化。研究表明，镉污染对红黏土抗剪强度产生劣化效应，在地表径流冲刷作用下易加剧耕地层水土流失等危害。

    红黏土镉污染抗剪强度微观结构劣化效应

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    化学老化对Mg改性生物炭矿物结构及Pb2+吸附的影响

    韩琳希吴宇茜钱敏李珂欣...
    1512-1523页
    查看更多>>摘要：为了探究老化时间对金属改性生物炭的性质及其对重金属固定效果的影响，采用60℃及90℃恒温恒湿(湿度维持在40%)的非生物老化培养方法，对MgCl2浸渍改性生物炭进行为期6个月的老化试验。FT-IR结果表明，老化易在生物炭表面引入—COOH、C=O等含氧官能团，提高生物炭对Pb2+的螯合能力;Zeta电位结果说明老化会因为—OH等官能团发生氧化而形成大量的—COOH，从而进一步提高生物炭的电负性。吸附等温曲线拟合结果表明，Mg改性及老化后的生物炭均符合Langmuir模型。Mg改性生物炭经60℃老化后，其比表面积是改性生物炭的22倍左右，这是因为老化过程中，矿物形态发生改变，形成具有多孔结构的镁氧化物。因此，500℃及700℃制备的Mg改性生物炭经60℃老化后，其对Pb2+的吸附量分别提高了54。4%、67。4%，分别为73。83 mg∙g-1和92。59 mg∙g-1，但经90℃老化后，Mg改性生物炭产生较多的甲基自由基，破坏了生物炭的碳结构，使得生物炭表面孔隙结构被破坏，比表面积下降，导致90℃老化后的生物炭对重金属的吸附能力(48。26 mg∙g-1)低于对应的60℃老化生物炭的吸附能力(62。85 mg∙g-1)。由此可见，虽然Mg改性生物炭在短时间(60℃培养)内会提高对重金属的固定能力，但随着老化的持续进行(90℃培养)，具有微孔结构的镁氧矿物最终被转化为无定型矿物，从而显著降低对Pb2+的固定效果。

    非生物老化孔隙结构Mg改性柳木生物炭重金属固定矿物形态

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    陕西农田土壤新烟碱类农药残留和生物有效性

    花莉党方琳赵丹洋
    1524-1532页
    查看更多>>摘要：为评估新烟碱类农药潜在的环境风险，研究了陕西省不同地区吡虫啉、噻虫嗪、噻虫胺和啶虫脒的污染残留情况，探究了不同新烟碱类农药生物有效性及其影响因素。结果表明:陕西省农田土壤中新烟碱类农药残留范围为吡虫啉ND～113。71 μg·kg-1、啶虫脒ND～19。48 μg·kg-1、噻虫胺ND～184。32 μg·kg-1和噻虫嗪ND～145。02 μg·kg-1，其中噻虫胺和噻虫嗪残留量较高，需要引起足够的重视。此外，新烟碱类农药的生物有效性大小为噻虫胺＜吡虫啉＜啶虫脒＜噻虫嗪，且其生物有效性随着土壤pH的增大而增大，随土壤有机质含量和土壤老化时间的增加而降低。研究表明，陕西省农田土壤中新烟碱类农药残留需引起重视，同时Tenax单点萃取技术可以作为简单快速评价新烟碱类农药生物有效性的替代方法，进一步为农业土壤新烟碱类农药污染问题以及农作物的质量安全和食用风险提供评价依据。

    农田土壤生物有效性新烟碱类农药残留

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