《石煤提釩區農田土壤釩污染及其微生物生態效應研究》是依託中南大學，由肖細元擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：石煤提釩區農田土壤釩污染及其微生物生態效應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：肖細元
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國石煤資源豐富，是我國一種獨特的釩礦資源。石煤資源的選冶活動給當地生態系統帶來嚴重的破壞，土壤釩污染風險已經顯現。本項目擬以我國石煤資源豐富、石煤提釩活動聚集的湖南湘西和懷化地區的農田土壤為研究對象，通過現場調查，利用XRD、SEM/EDM及ICP-OES檢測技術，分析不同利用類型(水稻土和旱地)土壤中釩的礦物相、含量、形態和價態轉化及其遷移特徵，闡明農田土壤釩的化學行為及其空間遷移規律；利用PLFA、PCR-DGGE等現代分子生物技術，研究自然狀態釩污染土壤中微生物的群落結構與功能多樣性；開展室內培養試驗，研究釩污染土壤中微生物及酶活性的生態毒害回響機制，建立釩污染與土壤微生物生理生化指標之間的定量表征關係，結合田間調查結果提出農田土壤釩污染的微生物生態效應的微生物學指標和臨界值。研究成果為我國土壤釩的環境質量標準制定和風險評估提供科學依據。
結題摘要
我國含釩(V)石煤資源豐富，湖南省是主要分布區之一。土壤釩污染已成為倍受關注的環境問題之一。本項目以湖南湘西和懷化地區典型石煤提釩活動區域內土壤及周邊農田土壤(水稻土和旱地)為研究對象，通過野外調查，探討了土壤釩污染特徵及其對土壤微生物生態的影響；通過靜態培養試驗，研究了pH值、水分條件對水稻土中釩的形態與價態變化影響，以及釩在水稻土壤中的吸附-解吸特徵；通過柱淋洗試驗，研究了模擬酸雨和含釩污水淋溶下釩在土壤的垂直遷移特徵；結合田間調查和室內模擬試驗，研究了釩含量對土壤酶活性、微生物碳量及群落結構多樣性的影響。 野外調查結果表明，石煤提釩活動區域內土壤V平均含量遠高於加拿大土壤釩環境質量標準和荷蘭土壤釩調節值，土壤樣品V的超標率分別為100%和70.6%，土壤V污染明顯抑制了土壤酶活性及微生物基礎呼吸率；與加拿大土壤環境質量標準相比，石煤提釩區周邊水稻土和菜地土壤中V超標率分別為100%和93.3%，呈重度污染。靜態平衡試驗表明，淹水和土壤溶液pH值升高有利於土壤殘渣態V向酸溶態和可還原態形態轉化；水稻土對釩的吸附等溫線均符合Langmuir方程和Freundlich方程，酸性條件和較高溫度下水稻土吸附的釩較易解吸，進入環境的風險較高。柱淋洗試驗表明，相當於10年降雨量的模擬酸雨淋溶下，淋出液中V濃度高於或接近我國《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)規定的V濃度標準限值(50 µg/L)；V污水灌溉下，外源V主要累積在水稻土壤表層，淋出液V濃度均低於我國《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)規定的V濃度標準限值，表明中長期灌溉含V污水對地下水不會造成直接污染。野外和室內培養試驗表明，土壤脫氫酶、基礎呼吸率和土壤生物量碳與釩含量呈顯著負相關，對釩污染敏感，可作為土壤釩污染的微生物學指標；土壤V污染影響微生物群落的細菌種群數目，改變微生物群落結構以及優勢種群，特別是高釩含量條件增加了土壤中微生物種群數目，耐受性提高。綜上所述，石煤提釩區及周邊農田土壤V污染嚴重，對微生物產生毒害效應，潛在生態風險高；土壤脫氫酶、基礎呼吸率和土壤生物量碳等可作為釩污染的微生物評價診斷指標。研究成果為我國土壤釩的環境質量標準制定和風險評估提供科學依據。 本項目研究成果已公開發表學術論文3篇，其中，SCI收錄論文2篇，CSCD收錄 1篇。
