区域大气沉降对土壤-作物系统镉铅循环过程的影响及其机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41877512
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0711.污染物环境行为与效应
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

At present, many researches have been focused on the sources and formation mechanism of heavy metals in soils and crops. Despite public concerns, quantitative knowledge of heavy metals in agricultural soils from different sources especially from different anthropogenic sources remains scarce. Concerning heavy metals in crops, soil is generally recognized as the major source. Heavy metals in soils and crops from atmospheric deposition are often neglected. In this project, we plan to take the Yangtze River watershed of Nanjing in the Yangtze River Delta region of China as a case study area. Taking the soil-crop-atmospheric system as a comprehensive and dynamic system to study the cyclic process and mechanism of Cd and Pb in the whole agroecosystem. A combination of systematic sampling and analysing of different environmental medium over time, spatial and geostatistical analysis, field micro-plot experiment, Cd and Pb stable isotopic tracer technique, and model simulation will be used to elucidate the effects of atmospheric deposition on cyclic process and mechanism of Cd and Pb in regional soil-crop system. Through this study, the enrichment characteristic, spatial-temporal evolution, sources, environmental input fluxes of Cd and Pb in regional soil-crop system will be illuminated as well. In addition, contribution rates of heavy metals in crops from the soils and atmospheric deposition will also be quantified. Furthermore, the forecast and early warning of Cd and Pb accumulated trend in regional soil-crop system over a long period will also be simulated based on IDMM (Intermediate Dynamic Model for Metals) model. This work will provide baseline information to develop effective policies and standards to control and reduce heavy metal inputs and long-term accumulation in agricultural soils as well as to provide the theoretical basis and technical support for safe agricultural production and sustainable agricultural production and management.
目前,关于土壤和作物中重金属来源及其形成机制的研究较多,而针对大气沉降对土壤-作物系统重金属富集的影响缺乏足够重视。本项目拟以长江经济带的南京沿江流域土壤-作物-大气系统Cd和Pb为研究对象,将土壤-作物-大气系统作为一个整体,从农田生态系统Cd和Pb多介质循环过程的动态观点出发,通过区域不同时段多介质采样与分析、空间和地统计分析、大田微区试验、稳定同位素示踪、模型模拟等技术手段,在区域尺度和田间自然条件下系统研究大气沉降对土壤-作物系统Cd和Pb循环过程的影响及其机制,阐明区域Cd和Pb多介质富集的时空演变规律、来源及环境输入通量,揭示大气沉降对土壤-作物系统Cd和Pb富集的影响及其贡献,并对区域土壤Cd和Pb长期累积趋势进行预测预警。研究成果对区域农田重金属污染防控及农业安全生产具有重要现实指导意义,同时对指导区域农田重金属污染评价、风险预警及农田环境质量综合管理具有重要参考价值。

结项摘要

近年来,强烈人为活动,如工业生产、快速城镇化、高强度农业利用、矿山开采与冶炼等已经导致我国部分区域农田土壤重金属污染,局部甚至出现土壤重金属异常现象,严重威胁区域土壤环境质量和农产品安全。目前,关于土壤和作物中重金属来源及其形成机制的研究较多,对于作物中重金属的来源,一直倾向于认为土壤是其最主要的来源,而针对大气沉降对土壤-作物系统重金属富集的影响缺乏足够重视。本项目以长江下游沿江地区等典型强烈人为活动区域土壤-作物-大气系统Cd和Pb等重金属为研究对象,将土壤-作物-大气系统作为一个整体,通过典型区域多介质调查采样与分析、空间和地统计分析、大田微区试验、稳定同位素示踪、模型模拟等技术手段,在区域尺度和田间自然条件下研究大气沉降对土壤-作物系统Cd和Pb等重金属循环过程的影响及其机制。通过项目研究,明确了长江经济带农田土壤Cd和Pb等重金属的空间分布及其主要影响因素,阐明了长江下游沿江地区等典型区域农田土壤Cd和Pb等重金属多介质富集特征、时空演变规律、来源及环境输入通量,揭示了大气沉降对区域土壤-作物系统Cd和Pb等重金属富集的影响及其相对贡献,并对典型区域农田土壤重金属长期累积趋势进行了模拟与预测。依托本项目研究,在国内外重要学术期刊发表论文20篇,其中SCI期刊论文12篇、EI期刊论文2篇,中文核心期刊论文6篇,授权发明专利1项、实用新型专利1项、软件著作权3项,培养研究生5名。项目研究成果可为区域农田土壤重金属溯源研究提供重要技术手段,为我国区域农田重金属污染防控及风险环境管理提供重要理论依据。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Using pXRF to assess the accumulation, sources, and potential ecological risk of potentially toxic elements in soil under two greenhouse vegetable production systems in North China
利用 pXRF 评估华北地区两个温室蔬菜生产系统土壤中潜在有毒元素的积累、来源和潜在生态风险
  • DOI:
    10.1007/s11356-020-07674-y
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Guoming Liu;Benle Liu;Lanqin Yang;Wenyou Hu;Mingkai Qu;Fangyi Lu;Biao Huang
  • 通讯作者:
    Biao Huang
Accumulation and Transfer of Cadmium Isotope (112Cd) by Sonchus asper Intercropped with Vicia faba and Implications for Phytoremediation
桑葚与蚕豆间作对镉同位素 (112Cd) 的积累和转移及其对植物修复的影响
  • DOI:
    10.1007/s00128-021-03126-6
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xin Lu;Tingting Tao;Wenyou Hu;Biao Huang;Yuan Li;Yanqun Zu;Fangdong Zhan
  • 通讯作者:
    Fangdong Zhan
Application of arc emission spectrometry and portable X-ray fluorescence spectrometry to rapid risk assessment of heavy metals in agricultural soils
电弧发射光谱法和便携式X射线荧光光谱法在农业土壤重金属快速风险评估中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.ecolind.2019.01.069
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    ECOLOGICAL INDICATORS
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Wan,Mengxue;Hu,Wenyou;Huang,Biao
  • 通讯作者:
    Huang,Biao
长江三角洲典型城市农田土壤重金属累积特征与来源
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    土壤学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王信凯;张艳霞;黄标;谢恩泽;樊亚男;胡文友;赵永存;邱一格
  • 通讯作者:
    邱一格
Effectiveness evaluation of environmentally friendly stabilizers on remediation of Cd and Pb in agricultural soils by multi-scale experiments
环保稳定剂修复农田土壤Cd、Pb效果的多尺度实验评价
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2021.127673
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Wang Huifeng;Hu Wenyou;Wu Qiumei;Huang Biao;Zong Li;Wang Aiqin;Siebecker Matthew G.
  • 通讯作者:
    Siebecker Matthew G.

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其他文献

区域生态风险评价的关键问题及未来展望
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    史雅娟;陈春丽;王铁宇;吕永龙;胡文友;李静
  • 通讯作者:
    李静
污染场地中有机氯农药对土壤原生动物群的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    张强斌;吕永龙;胡文友;郭非凡
  • 通讯作者:
    郭非凡
设施栽培条件下蔬菜含硒状况及其健康风险评估
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    土壤
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    符明明;贾萌萌;胡文友;黄 标
  • 通讯作者:
    黄 标
基于受体模型和地统计学相结合的土壤镉污染源解析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    瞿明凯;李卫东;张传荣;黄标;胡文友
  • 通讯作者:
    胡文友
磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环中的应用
  • DOI:
    10.11766/trxb202104210205
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    土壤学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵甜甜;田康;胡文友;黄标;赵永存
  • 通讯作者:
    赵永存

其他文献

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胡文友的其他基金

长江中下游地区土壤重金属异常带的成因及生态效应
  • 批准号:
    41101491
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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