土法炼锌地区大气中镉的迁移

利用苔藓口袋(Moss bag)和总悬浮颗粒物(TSP)同步监测相结合,研究在上世纪80—90年代土法炼锌地区排放到大气中镉的迁移影响.结果发现,土法炼锌区域100 m内大气TSP中镉含量达129.4 mg·kg-1,土壤中镉含量为12.64 mg·kg-1,Moss bag监测镉总沉降速率达到47.20 mg·m-2·mon-1;在污染源下风方向10 km处TSP中镉含量仍达到27.3 mg·kg-1,土壤中镉含量为2.75 mg·kg-1,Moss bag监测镉总沉降速率达到5.18 mg·m-2·mon-1;随着与污染源距离增加,大气TSP和Moss bag镉沉降速率、土壤中镉含量均呈现逐渐降低的一致性趋势;Moss bag监测镉干沉降速率占总沉降速率的比例变化范围为58%—79%,说明从大气向地面沉降的镉总量中以干沉降为主,是重力影响的由大气向地面沉降的过程.     

生物炭对土壤中阿特拉津吸附特征的影响

为探究生物炭对土壤中阿特拉津的吸附特征及影响因素,采用批处理实验研究了灭菌(T1)、5%秸秆生物炭+灭菌(T2)、未灭菌(T3)和5%秸秆生物炭+未灭菌(T4)条件下对土壤中阿特拉津吸附特征及土壤理化性质的影响.结果表明,在最初0—12 h内,不同处理下阿特拉津吸附量均随时间的延长而快速增加,而在12—96 h内增加较为缓慢并逐渐趋于平衡.在96 h时,T2和T4处理下阿特拉津最大吸附量分别达到46.22 mg·kg^-1和46.43 mg·kg^-1,而未添加生物炭的T1和T3处理则有所降低,分别为44.20 mg·kg^-1和43.09 mg·kg^-1.准二级动力学模型更好地拟合不同处理下土壤对阿特拉津吸附特征,T2和T4处理下吸附速率常数K分别为0.257 kg·mg^-1·h^-1和0.339 kg·mg^-1·h^-1,显著高于未添加生物炭处理的T1和T3处理(K分别为-0.083 kg·mg^-1·h^-1和-0.261 kg·mg^-1·h^-1).内扩散模型显示添加生物炭后,土壤对阿特拉津的吸附是一个由边界扩散、内部孔隙扩散等多因素控制的复杂化学过程.添加生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中土壤有机碳含量与阿特拉津最大吸附量之间存在显著的正相关关系(P<0.05).由此可见,添加生物炭可以提高土壤对阿特拉津的固持能力,减少其淋溶迁移风险,从而达到修复阿特拉津污染土壤的目的.     

基于新型被动采样校正技术的塑化剂大气垂直浓度梯度研究

改进了垂直浓度梯度被动采样器和采样速率校正方法，并利用其考察有机磷酸酯(OPEs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)两种塑化剂在土壤垂直方向上的采样速率、浓度分布及土-气交换趋势.为了更准确地获得采样速率，利用主动采样和添加效能参考物质(DCs)联合校正被动采样速率；得到OPEs和PAEs经主动-DCs联合校正的采样速率分别为0.27—3.16 m³·d^-1和0.23—3.25 m³·d^-1.基于主动-DCs联合校正得到的污染物浓度相比单独主动校正的结果差异显著，进而导致化合物土-气扩散趋势发生显著变化.部分物质如TIBP、TCEP、TCIPP、TPHP、TPPO、DMP、DEP等甚至出现从沉降到挥发的趋势反转.由于引入DCs校正了环境因素的影响，因此主动-DCs联合校正的被动采样速率能够获得更准确的污染物环境浓度和交换趋势.     

澜沧江（云南段）水-气界面氧化亚氮释放通量时空分布特征及其影响因素研究

温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N₂O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N₂O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大范围河库系统的N₂O研究仍相对欠缺。选取澜沧江(云南段)流域作为考察对象,在2022年4月、8月采用悬浮箱采集24个点位的水-气界面的气体样品,并于实验室通过气象色谱仪检测气样氧化亚氮浓度,探究该流域干支流N₂O释放通量的时空分布特征;同时,测定了水体水环境参数,解析其时空差异的环境影响因素。结果表明,1)在时间尺度上,澜沧江(云南段)旱季N₂O通量均值低于雨季。旱季N₂O通量均值为0.10 mg·m^-2·d^-1,雨季为0.18 mg·m^-2·d^-1,其中旱季干流均值为0.11 mg·m^-2·d^-1,支流为0....     

碳氮施加对农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响

研究外源碳氮施加对土壤氮素转化和温室气体排放的影响可为土壤养分管理、温室气体减排提供科学依据。以东北农田黑土为对象,采用室内培养试验,在25℃和60%WHC水分条件下研究外源碳(葡萄糖和乙酸)、氮(硫酸铵)施加对土壤净氮转化速率和温室气体排放的影响。结果表明,对照处理土壤净氮矿化速率为0.03 mg·kg^-1·d^-1,单施氮肥抑制了土壤有机氮的矿化,净氮矿化速率降为-0.56 mg·kg^-1·d^-1,表现为对氮素的固定,而净硝化速率和N₂O排放速率分别显著增加至对照处理的33.3倍和4.69倍,但对CO₂排放速率没有显著影响。与单施氮肥处理相比,氮肥配施葡萄糖或乙酸处理显著降低了土壤中铵态氮和硝态氮含量,氮肥配施葡萄糖对铵态氮的影响程度大于氮肥配施乙酸处理。碳氮配施使得净氮矿化速率进一步降低,氮肥配施葡萄糖处理的净氮矿化速率为-5.97 mg·kg^-1·d^-1,显著低于氮肥配施乙酸处理(-5.00 mg·kg     

铜陵矿区土壤中镉存在形态及生物有效性

采取Tessier连续提取法，研究铜陵矿区不同功能区表层土壤中镉的化学形态分布和生物有效性。结果表明，各种土壤中的镉含量全部高于地区背景值，主要来源与矿业活动有关，部分样品还有矿体的风化富集叠加，土壤镉污染指数PCd为1．15～79。镉含量依次为矿体风化土壤→废矿堆下垫土→市郊菜地土→矿区铜草土、路边土和稻田土→其它土壤。其形态分布，酸性土壤中以Fe-Mn氧化态和可交换态为主，其余三态相对较低；碱性土壤中有机态和残渣态比例较高，碳酸盐态和可交换态所占的比例低。土壤中生物可利用态镉的含量较高，占土壤总镉的60．20%-98．3％，生物不可利用态仅占1．7％-39．2％。     

氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明：Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^-2,植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^-2,雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^-2;所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明...     

森林表层土壤微生物碳氮库对大气氮沉降增加的响应

土壤微生物碳氮库是森林土壤生态系统碳氮循环的重要组成部分,为了探索氮沉降增加对森林表层土壤微生物碳氮库的影响,本研究以长白山温带阔叶红松(Pinus koraiensis)混交原始林为研究对象,在2009年生长季节(5月至10月)开展了人工模拟大气氮沉降增加的野外试验,氮沉降处理采用NH4Cl和KNO3两种形态,处理剂量为喷施氮素40 kg·hm-2·a-1。研究结果显示,人工模拟氮沉降增加对森林表层土壤的溶解性有机碳及无机氮素含量未产生显著性影响;在观测期间NH4Cl形态氮沉降处理导致森林表层土壤的pH值降低0.2个单位(p0.05),而且其土壤微生物量碳、氮含量比对照处理分别减少了18%(p0.05)和32%(p0.05)。在本研究的观测期间,KNO3形态的氮沉降增加对土壤微生物碳、氮库未产生显著性影响。通过分析不同形态氮沉降处理条件下土壤及其微生碳氮库之间的相关性,研究发现KNO3态氮沉降处理增强了土壤活性碳库与土壤微生物量碳、氮库间的关联性,而NH4Cl态氮沉降处理降低了这种关联性。此外,研究还探讨了不同形态的氮干扰影响森林土壤微生物碳、氮库的可能性机制,研究结果强调了在大气氮沉降研究中不应忽视氮素的形态效应。     

湖南省龙山县耕地土壤硒含量特征及其影响因素

硒是人体及动物必需的微量营养元素之一.在龙山县耕地区系统地采集了326件表层土壤样品进行分析测试,研究了区域内土壤硒含量空间分布特征、空间变异特性、垂向分布特点及其影响因素,分析了土壤有效态硒的影响因素.结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.33 mg·kg^-1,土壤有机质平均含量为20.7 g·kg^-1,土壤呈酸性.土壤硒含量呈中等空间变异,垂向分布呈表层富集的规律.研究区内硒含量主要受成土母质与土地利用的双重影响,有机质含量与硒含量呈显著正相关关系(P<0.01).土壤硒形态以腐殖酸结合态与强有机结合态为主,有效硒组分占比较低,土壤硒的生物有效性受硒全量和酸碱度影响较大,可以通过人为方式适当调整土壤酸碱度,提高硒生物有效性,有效提升土地利用价值.     

贵州省务川汞矿区汞污染的初步研究

对贵州省务川汞矿区的大气、地表水和土壤中汞污染的调查表明,务川汞矿区大气汞浓度为7-40000 ng·m-3,超出正常大气汞浓度1-4个数量级.地表水总汞为43-2100 ng·l-1,远高于对照区(15-29 ng·l-1);活性汞、溶解态汞和颗粒态汞含量也显著高于对照区,颗粒态汞是地表水汞迁移的主要方式.土壤总汞含量为1.3-360 mg·kg-1,远高于对照区土壤总汞含量(O.22-0.39 mg·kg-1),土壤剖面汞含量的垂向递减反映了大气汞的沉降是土壤汞的重要来源之一;同一地点不同土地利用类型的土壤,一般为稻田总汞含量高于菜地和玉米地;土壤pH值和有机质影响着土壤中汞的迁移和富集.     

磁性纳米羟基磷灰石对污染土壤中镉的吸附—移除效果

为从污染土壤中吸附移除重金属镉(Cd),将共沉淀法合成的磁性纳米羟基磷灰石(nHAP@Fe₃O₄)分别按0、0.1%、0.5%、1.0%、3.0%比例添加至土壤中,在修复21、30、45 d时,磁分离nHAP@Fe₃O₄与土壤,考察nHAP@Fe₃O₄对土壤Cd的去除、材料的回收效果及修复后土壤理化性质的变化。结果表明,w(Cd)为2.510 mg·kg^-1的重污染稻田土壤中添加1.0%nHAP@Fe₃O₄,修复21 d时土壤Cd去除和材料回收效果最好,Cd平均去除率和材料回收率分别为16.45%和85.33%;nHAP@Fe₃O₄能明显降低土壤Cd的可交换态,促使其向较稳定的形态转化;经nHAP@Fe₃O₄修复后的土壤pH值升高,CEC有所降低,土壤颗粒间孔隙增大。利用磁性将nHAP@Fe_3<...     

蒙脱石-OR-SH复合体修复剂对重金属污染土壤中Cd的钝化效果

利用溶剂分散法成功地将功能基团—SH嫁接到蒙脱石上,得到蒙脱石-OR-SH复合体材料,该复合体材料对Cd的饱和吸附容量可达37.82 mg·g-1(0.1 mol·L-1KNO3体系)和69.13 mg·g-1(不考虑离子浓度影响).通过小白菜盆栽和大田试验探讨了该复合体材料对Cd污染土壤的钝化效果.结果表明,在Cd污染土壤上施加蒙脱石-OR-SH复合体材料后,土壤中可交换态Cd形态占比分别低了64.51%(原土)和80.37%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),铁锰氧化结合态Cd形态占比分别提升了176.66%(原土)和418.31%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),降低了毒性元素Cd在土壤中的活性和可移动性,有效地固定了土壤中的Cd,小白菜中镉含量比对照分别降低了57.14%(原土)和60.64%(3 mg·kg-1Cd含量的成化土),同时能促进小白菜的生长.     

生物炭对土壤外源镉形态及花生籽粒富集镉的影响

镉是存在于农田土壤中毒性较大且较普遍的一种重金属,而生物炭可以应用于重金属污染农田,对作物生长与污染土壤修复产生影响。通过盆栽试验,将生物炭作为镉污染条件下土壤的改良剂,研究不同用量生物炭、镉元素对土壤中镉形态及其含量的影响,进一步测定花生(Arachis hypogaea L.)籽粒镉含量,探明其吸收规律。试验镉施用质量分数(按纯镉计)分别为0、1、10 mg·kg-1,记为Cd0、Cd1、Cd10,在3种不同质量分数的镉污染土壤中分别添加生物炭质量分数0、3.3、6.6、10 g·kg-1,记为C0、C50、C100、C150,共12个处理。土壤镉形态参考Tessier连续提取法分离,镉含量采用原子吸收分光光度计(Z-5000 ASS)测定。样品相关测定分别于花生苗期、花针期、结荚期取土样,成熟期取籽粒样品进行。结果表明:当镉施用量一定时,土壤有效态镉含量与水溶态镉含量随生物炭用量增加而显著降低(P0.05),而其他各形态镉含量随生物炭用量增加而增加。苗期Cd1处理随生物炭施入量的增加,土壤有效态镉质量分数降低8.24%~20.24%;花针期,土壤有效态镉质量分数降低5.95%~38.46%;结荚期则降低6.23%~26.03%。Cd10处理下的3个生育时期,土壤有效态镉含量在C150取得最小值,镉质量分数分别下降12.56%、18.44%和15.52%。在土壤p H值方面,相同处理不同生育时期内出现先小幅降低再升高的趋势。成熟期花生籽粒镉含量随镉施用量的升高而增加;在镉施用量为1、10 mg·kg-1处理下,花生粒镉含量随生物炭施入量的增加而降低,C150Cd1处理的镉质量分数为0.29 mg·kg-1,为施加镉处理组含量最低,即当生物炭施加量为10g·kg-1时,土壤修复效果最佳,花生粒镉含量最低。     

夹皮沟金矿区土壤汞的赋存形态及污染特征

使用改进的BCR连续提取法和电感耦合等离子质谱(ICP-MS),测定夹皮沟金矿区土壤样品中汞元素的赋存形态及含量。结果表明,三个深度的土壤汞元素形态分布趋势相似,均以残渣态为主,其次为可氧化态和可还原态,酸溶/可交换态和水溶态所占比例较少,各形态汞的分配系数依次为:残渣态(48.28%)可氧化态(25.68%)可还原态(13.35%)酸溶/可交换态(8.38%)水溶态(4.33%)。垂直方向上,20~40 cm的中层土壤中的汞含量略高于0~20 cm的表层土壤,40~60 cm的下层土壤则含量最低。不同深度土壤中的有效态汞与总汞的含量具有较高的相关性,但三层土壤不具有相同的相关趋势。     

川东北大气沉降中水溶态重金属季节变化:自然和人为因素的影响

大气沉降地球化学研究对解释表生环境中元素地球化学行为具有重要意义.但以往对大气沉降地球化学的研究主要集中在城市或者受工业活动强烈影响的地区.本研究选择地处偏远、无明显工业活动影响的川东北地区,于2011年8月—2014年7月采集大气沉降样品,对其中水溶态重金属元素Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Cd和Pb进行了研究.结果表明,这些重金属元素的年平均沉降通量最大的为Zn,158μg·(10~2cm~2·a)~(-1),最小的为Ga,0.06μg·(10~2cm~2·a)~(-1),相差达到4个数量级.相对于我国城镇地区或受工业活动影响的偏远地区,川东北地区重金属元素沉降通量较低.总体上Co和Ni的沉降通量在冬-春季节较高,可能与这些季节的大气粉尘活动有关,Ga、Pb、Cr、Cd、Zn、As等则一般在夏季沉降通量较高,可能与降水增加和旅游旺季的人类活动加强有关.2012年12月—2013年9月的当地道路改建工程导致了重金属元素沉降通量的明显提高.     

不同土壤环境中镉的形态分配及活性研究

本文研究了两种负荷水平(2,8ppm)的可溶性镉进入到三种不同土壤环境(酸性、中性及石灰性土壤环境)后的形态分配规律、影响因子以及各形态的活性。结果表明:酸性士壤、中性土壤及石灰性土壤交换态镉分别为40—50％,60—80％,10—20％。各类土壤松结有机态镉为5—20％,残留态10—70％,石灰性土壤中碳酸盐结合态为10—20％。土壤各组份对镉的富集作用因土壤类型与负荷水平而异。不同供试土壤中活性镉的形态是:中、酸性土壤主要为交换态与松结有机态,而石灰性土壤上则以交换态为活性镉的主要给源。     

不同部位梧桐生物质炭对水溶液中镉吸附的机理

为了探究梧桐不同部位废弃物所制备的生物质炭(皮、枝、叶)对Cd²⁺的吸附效率和稳定修复的机理,以此为园林废弃物炭化利用在重金属污染修复方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,通过高温煅烧法制备梧桐不同部位生物质炭,采用元素分析仪、比表面积及孔隙分析(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术研究不同反应时间、重金属浓度和溶液初始pH条件下生物质炭对Cd²⁺吸附效果的影响,并运用四步萃取法和脱附实验分析生物质炭上Cd²⁺的吸附形态和稳定性.3种生物质炭都在8 h左右达到吸附平衡,最终吸附量依次为树皮炭>枝条炭>叶片炭;溶液初始浓度为0.5—2 g·L^-1时Cd²⁺的吸附量呈增长趋势,在2.5—3g·L^-1时逐渐平缓;生物质炭Cd²⁺吸附量均随着pH的升高而升高,但在pH值为5—8时,吸附的趋势逐渐平稳;树皮炭的酸溶态和非生物利用态的稳定Cd形态要高于枝条炭和叶片炭;比表面积不是影响梧桐生物质炭吸附Cd²⁺的主要影响因素,吸附动力学,ATR,XRD和重金属形态萃取均证实Cd碳酸盐类矿物生成是主导吸附机理;3种生物质炭的脱附量在4 h后逐渐趋于平衡,其中脱附量最大为叶片炭,最小为树皮炭.梧桐不同部位的初始性质对生物质炭吸附Cd²⁺具有明显的影响,其中梧桐皮具备更高的吸附量和重金属稳定形态,并且相比其他种类生物质炭有明显优势.因此,从吸附效果和生产成本的角度,本研究建议以梧桐皮为主,枝条和叶片为辅的生物质炭对重金属Cd进行修复治理.     

夏、秋季长江口外海域沉积物-水界面溶解无机碳的交换通量

沉积物-海水界面是海洋中溶解无机碳(DIC)转移和储存的重要场所，长江口外海域拥有特定的沉积物-水界面交换的空间格局，研究其沉积物-水界面DIC的交换过程对于碳的循环和转化具有重要意义.本研究于2021年8月和2021年10月在长江口外海域采集沉积物样品及原位底层海水，通过实验室模拟培养法计算了该海域沉积物-水界面DIC的交换通量，并研究了沉积物间隙水-上覆水的DIC浓度差、温度、盐度和pH对DIC交换通量的影响.结果表明，夏季和秋季研究海域沉积物-水界面DIC交换通量平均值分别为(432.45±190.78)μmol·m^-2·h^-1和(223.05±110.39)μmol·m^-2·h^-1.夏季交换通量高于秋季，DIC扩散方向均由沉积物向上覆水释放，表明沉积物表现为DIC的“源”.此外，交换通量会随着DIC浓度差或温度升高而升高，随着盐度或pH升高而降低.     

青藏高原贡嘎山冰川区水体中Hg的空间分布及其源汇特征

通过测定青藏高原东北部贡嘎山冰川区流域尺度的雪样、冰川、地表水、地下渗透水的汞(Hg)含量及形态,发现流域水样的总Hg浓度介于1.74—17.8 ng·L~(-1)之间,其60%以上的形态为颗粒态汞;Hg的空间分布存在明显的海拔效应,即低温高海拔区域具有Hg的冷捕获和放大积累效应;从降雪到冰雪融化形成汇流河水再到地下渗透的过程中,Hg发生了重要的沉淀作用,土壤能够吸附大量的Hg.进一步通过主成分分析,建立多重线性回归模型,定量确定了水体环境中大气沉降的正贡献为163.3%,沉淀作用的负贡献为-69.8%.这些结果表明,大气沉降的颗粒物不仅是水体环境的Hg输入的主要来源,还是土壤Hg的重要来源,青藏高原可能是全球大气Hg循环中重要的沉降汇集区.     

锑矿土壤中As和Sb的分布、形态及生物可利用性

采用微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定了晴隆锑矿区土壤中总砷和总锑,利用Tessier连续提取法分析土壤中不同形态砷和锑.结果表明,各采样点土壤As、Sb含量分别为17.98—127.85 mg·kg-1、171.93—601.59 mg·kg-1,远高于贵州省背景值;土壤中砷和锑的存在形态均以残渣态为主,其次是有机结合态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态,可交换态很少;土壤中生物可利用态锑占总和0.33%—1.72%,其含量为0.60—3.91 mg·kg-1,而土壤中生物可利用态砷占总和0.09%—0.57%,其含量为0.15—0.48 mg·kg-1.