低有机碳含量表层土中Fe2O3对γ-666光解的催化作用

考察5种低有机碳含量天然土中Fe2O3光催化降解γ-666的光解动力学,γ-666的光解符合准一级动力学方程.从所得的γ-666光解动力学常数可知,随Fe2O3质量分数从0.40%增加到5.40%,γ-666的一级光解动力学常数也增大,且两者的线性相关系数为0.952,其在5种天然土中的半衰期随Fe2O3含量的增加依次为133.3h,82.5h,44.1h,28.5h,20.4h.由此可见,低有机碳含量天然土中Fe2O3对γ-666的光解具有明显的催化作用.     

低有机碳含量表层土中Fe2O3对γ-666光解的催化作用

考察5种低有机碳含量天然土中Fe₂O₃光催化降解γ-666的光解动力学,γ-666的光解符合准一级动力学方程.从所得的γ-666光解动力学常数可知,随Fe₂O₃质量分数从0.40%增加到5.40%,γ-666的一级光解动力学常数也增大,且两者的线性相关系数为0.952,其在5种天然土中的半衰期随Fe₂O₃含量的增加依次为133.3h,82.5h,44.1h,28.5h,20.4h.由此可见,低有机碳含量天然土中Fe₂O₃对γ-666的光解具有明显的催化作用.     

模拟可见光下土壤表面石油的光化学降解研究

在模拟可见光照射下,分析了土壤中的初始含油量、土壤类型和土壤pH值对石油在土壤表面光降解过程的影响,并利用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)和傅立叶红外光谱(FTIR)等方法对石油在光降解过程中的演变规律进行研究.结果表明,石油在土壤表面上的光化学降解行为符合准一级反应动力学,实验测得石油的光解速率常数为0.002 6～0.017 2 h^-1,半衰期为40～267 h.GC-FID分析结果表明,在光降解50 h后,石油的饱和烃组分中高碳数的烷烃相对含量降低,低碳数的烷烃相对含量提高;芳香烃组分的大部分色谱峰有明显地降低或消失.红外光谱分析发现,光照60 h后土壤萃取液中可能产生了羰基类化合物,说明石油在光降解过程中逐渐发生氧化.     

黄土高原典型土壤剖面有机碳物理组分分布特征

为阐明黄土高原典型区域土壤轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量随土壤类型、土层和土地利用方式的变化规律,分析了从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨凌)等典型土壤剖面(0~200 cm)LFOC和HFOC含量及分布特征。结果表明,从南到北,土壤LFOC和HFOC含量均显著下降 (P<0.05),整体来看,黄土高原典型区域土壤LFOC含量占有机碳比例偏低;LFOC含量及在土壤有机碳中的分配比例随土层加深而递减,其比例变化范围为1%~26%;土地利用方式对浅层土壤LFOC和HFOC含量影响较为显著,草地土壤0~60 cm土层LFOC和HFOC含量均高于同层次农田土壤(P<0.05),60 cm土层以下差异不显著;土壤LFOC和HFOC含量与微生物量碳、微生物量氮含量均呈极显著正相关关系(P<0.01),前者的相关性系数更高,分别为0.841和0.507,表明土壤LFOC与微生物关系非常密切,是土壤微生物重要的碳和能量来源,极易受土地利用方式和微生物活性影响,同时表明用LFOC的变化更能快速有效地说明土壤碳库的变化规律。     

POPs污染物莠去津在长期定位施肥土壤中的残留动态

在建立土壤中莠去津残留分析方法的基础上,采用室内培养法研究了该药在长期定位施肥处理土壤中的降解动态.土壤中的莠去津残留物用丙酮提取,经液-液分配和柱层析净化后,气相色谱检测.莠去津的最低检出量为6.4×10^-12　g,在土壤中的最低检出浓度为6.4×10^-9　g·kg^-1,土壤中0.11、1.1、11.0 mg·kg^-1这3个浓度的添加回收率分别为91.41%±4.36％、93.58%±4.54％、 90.35%±3.59％,符合农药残留分析要求.运用该残留分析方法研究了莠去津在长期定位施肥处理土壤中的残留动态.结果表明,莠去津在土壤中的降解遵循一级动力学方程,其在CK、NPK、NPK+M、NPK+S施肥处理土壤中的降解半衰期分别为20.6、 23.0、 28.5、 33.2 d,由LSR分析可知,NPK肥和有机肥的施入明显加快了莠去津在土壤中的降解.单独回归及逐步回归分析均证实莠去津在土壤中的降解半衰期与土壤中的碱解氮、有机质和全氮含量之间存在良好的正相关,其相关系数分别为0.998?3、0.982?6和0.952?1,原因可能是这些土壤养分为土壤微生物的活动提供了足够的碳素和氮素,微生物活性较高,从而致使莠去津在土壤中降解加快.     

黑土真菌群落互作及其与梯度有机质碳分子结构的关系

真菌在土壤有机质积累、转化以及养分循环中发挥着重要功能.本文利用高通量ITS扩增子测序和固态~(13)C核磁共振波谱技术,比较低有机质(2%～5%)和高有机质(7%～9%)条件下,土壤真菌各类群间的互作关系及其与有机碳官能团结构的联系.~(13)C-NMR分析结果表明,O-Alkyl C占总有机碳的比例随着有机质含量的升高而增大(25.8%～35.9%).有机质含量越高,A/A-O(Alkyl C/O-Alkyl C)越小,有机质分解程度越低.真菌群落中粪壳菌纲(Sordariomycetes, 14.33%～28.17%)和被孢毛霉菌纲(Mortierellomycotina, 7.32%～23.14%)为优势类群,其相对丰度均随着土壤有机质含量的升高而显著增加(P0.05).网络分析结果表明,相比高有机质土壤,低有机质土壤中真菌生态网络的节点数、连接数和平均聚类系数较小,真菌互作关系更简单,且真菌与有机碳官能团联系更紧密,尤其与LOC联系更紧密.随机森林模型显示LOC对低有机质土壤真菌互作关系的解释量最高(10%),其次是难分解碳组分(ROC).相比LOC对高有机质土壤真菌互作关系的贡献相对较小(7.4%).在全球土壤碳损失日益严重的背景下,碳资源的限制,特别是LOC的减少,可能会降低土壤真菌群落的稳定性和多功能性.     

水分调控下旱地土壤中毒死蜱的消解研究

为探讨水分调控下旱地土壤中毒死蜱的消解特性,通过盆栽试验及通径分析方法,研究了不同水分条件下旱地土壤中毒死蜱消解速率及其与土壤性质之间的关系.结果表明:①土壤中毒死蜱的消解速率随时间的延长而逐渐减缓,并且不同水分条件下土壤中毒死蜱的消解速率不同,施药45 d后,5个水分处理（20% FC、40% FC、60% FC、80% FC和100% FC,表示田间持水量依次为20%、40%、60%、80%和100%）下毒死蜱的消解率分别为65.58%~85.56%、70.71%~89.64%、76.30%~95.33%、72.53%~97.60%和70.57%~90.80%,其中以80% FC下的消解速率最快,60% FC下次之.②一级动力学方程能较好地描述土壤中毒死蜱的消解过程（R2>0.88）,消解速率常数（k）最大为0.099 0 d-1.③土壤中毒死蜱的消解速率与w（有机碳）、w（DOC）（DOC为可溶性有机碳）和w（MBC）（MBC为微生物量碳）均呈显著相关.通径分析结果显示,水分条件的改变致使土壤中w（有机碳）、w（DOC）和w（MBC）发生变化,进而对土壤中毒死蜱的消解速率产生较大影响.④大豆、玉米和小麦根际土壤中毒死蜱消解速率均快于非根际土壤,根际土壤中毒死蜱消解速率表现为大豆土壤（0.099 0 d-1）>玉米土壤（0.080 6 d-1）>小麦土壤（0.069 6 d-1）.研究显示,改变土壤水分含量可有效调节土壤中毒死蜱的消解,并为农业生产中毒死蜱的安全施用提供参考依据.      

稻田转变为旱地下土壤有机碳含量及其组分的变化特征

采用土壤有机碳（SOC）物理分组与¹³C自然丰度相结合技术,研究了稻田长期（19 a）转换为旱地（玉米地）后土壤有机碳及其组分的响应特征,以及不同有机碳组分的周转和更新速率.结果表明,长期种植旱地作物后,农田土壤有机碳和总氮含量显著下降.相同历史背景下,稻田土壤总有机碳（TOC）和总氮（TN）的浓度分别比玉米田高76.7%和47.6%.水稻土包裹态颗粒有机质（oPOM）和矿物结合有机质（MOM）在土壤中的浓度均是玉米田的2倍,但游离态颗粒有机质（fPOM）差异不显著.稻田土壤oPOM和MOM自身碳的浓度均显著高于玉米地,fPOM则相反.特别是oPOM组分,稻田是玉米地的近6倍.表明水稻土团聚体保护碳的能力高于旱地.稻田转换为玉米地19 a后,各组分δ¹³C值显著升高.fPOM、oPOM和MOM中来自玉米新碳的比例分别达到了54.6%、 24.7%和19.0%,平均驻留时间（MRT）依次增大,分别达到24、 67和90 a.上述结果进一步证明了稻田土壤比旱地更具固碳潜力,其优势主要体现在土壤中oPOM和MOM组分碳的富积.     

呼伦贝尔沙区土壤细菌群落结构与功能预测

以呼伦贝尔沙区裸沙地、草地、沙地樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林和沙地樟子松天然林四种生境土壤为研究对象,采用野外调查、16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法比较分析不同生境土壤细菌群落结构和潜在功能组成特征.结果显示：呼伦贝尔沙区沙地樟子松天然林土壤细菌多样性最高,人工林土壤细菌多样性最低,Shannon指数分别为（8.623±0.193）和（7.432±0.028）,不同生境土壤细菌alpha和beta多样性存在显著差异.草地、沙地樟子松人工林和天然林土壤中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高,均值分别为29.83%±1.14%、34.73%±1.99%、31.95%±0.21%,裸沙地土壤放线菌门（Actinobacteria）相对丰度最高,均值为26.13%±0.43%.不同生境土壤细菌主要优势属为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、RB41,其相对丰度在四种生境中的均值分别为5.29%±2.24%、4.22%±1.23%.PICRUSt功能预测共得到6个一级功能层,40个二级功能层,土壤细菌功能较为丰富,土壤细菌群落在环境信息处理、代谢、遗传信息处理和有机系统方面功能活跃.沙地樟子松天然林核苷酸代谢、酶家族、氨基酸代谢、碳水化合物代谢功能基因较为丰富,保证了沙地樟子松天然林土壤细菌的存活,使其具有较高的多样性.呼伦贝尔沙区不同生境土壤细菌功能基因丰度波动,反映了四种生境的土壤细菌群落组成及多样性的变化,指示了不同生境功能基因对土壤细菌群落的影响规律,可为预测和理解沙区土壤细菌代谢潜力和功能提供参考借鉴.     

2甲4氯在土壤中吸附常数的测定

介绍２甲４氯除草剂在３种不同有机质含量的土壤中吸附常数的测定,利用批量平衡法建立了Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温线,获得了２甲４氯在土壤中有机碳吸附常数为１０８．２甲４氯在土壤中是单分子层吸附,其吸附行为属于物理吸附。     

敌敌畏在土壤中吸附特性的研究

研究了敌敌畏在2种土壤(东胜土壤和杭锦2#土)中的吸附特性,观察了土壤的性质如w(有机质),w(粘粒),CEC,pH和离子强度等因素对吸附的影响.结果表明:敌敌畏在2种土壤中的吸附过程符合一级动力学规律,可用线性等温式描述,分配常数Kd分别为0.119 0和0.369 3 mL/g;敌敌畏在杭锦2#土中的吸附量比较大,在东胜土壤中的吸附速率比较快.土壤性质与分配常数的相关分析发现:支配敌敌畏在土壤中吸附的主要因素是pH和离子强度,随着pH的增加和离子强度的降低,敌敌畏在2种土壤中的吸附量增大.      

黄土丘陵区土地利用变化对深层土壤活性碳组分的影响

土壤活性有机碳组分对土地利用变化的响应规律已成为当前土壤碳和养分循环研究的一个热点.本文以黄土丘陵子午岭林区为研究区,通过分析天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田,天然灌木林转变为农田以及撂荒后土壤活性有机碳含量及其在土壤剖面上分布的差异,与浅层(0~60 cm)土壤对比,分析土地利用变化对深层土壤(60~200 cm)活性有机碳组分的影响.结果表明:1土壤易氧化性碳(LOC)和土壤微生物量碳(MBC)含量主要集中在0~60 cm土层,分别占0~200 cm土层含量的49%~66%和71%~84%.不同土地利用类型0~60 cm土层LOC和MBC含量差异显著,深层土壤含量差异不显著.2土地利用变化对土壤活性有机碳影响显著,浅层比深层反映敏感.天然乔木林转变成人工乔木林和农田、天然灌木林转变成撂荒地和农田这4种土地利用转变方式下,浅层土壤LOC分别减少了10%、60%、29%、40%,深层分别减少了9%、21%、12%、1%;浅层土壤MBC分别减少了24%、73%、23%、56%,深层土壤MBC分别减少了25%、18%、8%、11%.3土地利用变化改变了活性有机碳占总有机碳的分配比例.天然乔木林和天然灌木林转变成农田浅层土壤LOC/SOC比例增加,深层差异不大;天然灌木林转变为农田,浅层土壤MBC/SOC降低,深层差异不大.结果说明土壤活性有机碳含量和分配比例受土地利用变化的影响,与浅层相比,深层土壤有机碳具有较大的稳定性.     

不同来源腐殖酸的光解及过氧化氢对其影响

为探讨腐殖酸在环境中的行为及光解除去腐殖酸的可能性，利用大于２９０ｎｍ的模拟日光辐照，探讨了大骨节病病区、非病区腐殖酸和泥炭腐殖酸的光解过程和光解机理及过氧化氢对其光解的影响，发现随着光照时间的延长，腐殖酸水体系的总有机碳（ＴＯＣ）含量降低，ｐＨ值下降，过氧化氢可以促进腐殖酸的光解，其光解过程遵循一级动力学规律。计算了不同来源腐殖酸光解的速率及光解半衰期，发现土壤和泥炭腐殖酸比大骨节病病区饮水中腐     

炔雌醇和壬基酚在土壤中的吸附-解吸特征

通过吸附动力学研究和批量平衡试验,以炔雌醇(EE2)和壬基酚(NP)为代表,考察内分泌干扰物在3种不同性质的天然土壤中的吸附-解吸特征.结果表明,双室一级动力学模型比单室一级动力学模型更适合描述EE2、NP在土壤中的动态吸附过程.快吸附过程在吸附初期占据主导地位,之后慢吸附室的相对贡献逐渐增大,直至达到吸附平衡.土壤对NP的吸附速率是EE2的2.0～4.7倍.Freundlich模型和DA模型均能较好地拟合EE2与NP的吸附等温线,但DA模型拟合效果更佳.饱和吸附容量与土壤有机质含量呈显著正相关,EE2的饱和吸附容量(0.85～7.67μg·g-1)明显低于NP(10.47～110.15μg·g-1).吸附自由能计算表明,土壤对EE2和NP的吸附以物理作用为主.此外,3种受试土壤对EE2和NP的解吸附均存在滞后现象,需要预防其潜在的环境风险,其中有机质含量最高、比表面积最大的土样滞后性最明显.     

铸铁还原氯乙酸的影响因素与机制研究

氯乙酸是地表水与饮用水中一种常见的微量氯代有机污染,具有致癌性,浓度较高时对人体健康会产生一定的危害.为了更经济地去除水体中的氯乙酸,研究了铸铁废料去除氯乙酸的可行性,讨论了铁类型、预处理方法,振荡方式以及溶解氧等条件对还原效果的影响.结果表明传质过程比铁类型与酸处理对氯乙酸还原速率的影响更大.铸铁无氧去除三氯乙酸(TCAA)的主要产物为二氯乙酸(DCAA)而有氧存在时为一氯乙酸(MCAA).在纵向翻转下铸铁对氯乙酸的去除过程符合伪一级动力学,TCAA、DCAA与MCAA的无氧速率常数分别为0.46 h-1、0.03 h-1与0,有氧速率常数依次为1.24 h-1、0.79 h-1与0.28 h-1.不同氧含量环境中铸铁对氯乙酸的去除机制不同,无氧时为连续氢解,有氧时可能包括连续氢解与直接转化过程.     

农药在光照土壤层的迁移和降解

光照条件下 ,农药在土壤层中的降解速率不仅决定于光解本身 ,而且还是土层厚度、迁移过程的函数 .为此 ,描述了理解这些不同过程复合效果的理论框架 ,提出了允许实际光解过程和扩散过程分离定量的实验方案 ,同时进行了除草剂苄嘧磺隆在不同厚度土壤中的光解实验 ,并用数学模型评价了实验结果 .实验中确定了苄嘧磺隆在土壤中的实际光解速率常数 ,这个常数是不依赖于迁移动力学的 .     

天津地区土壤有机碳和粘粒对PAHs纵向分布的影响

研究了天津地区土壤中有机碳(TOC)和粘粒含量对多环芳烃(PAHs)纵向分布的影响,利用相对富集系数分析了PAHs在不同土壤深度的富集趋势.结果表明,土壤剖面中PAHs含量峰值一般在土壤的表层和次表层,并随着土壤剖面的加深而减少.土壤中有机碳含量、土壤粒度、PAHs性质和扰动、淋溶等均是影响PAHs纵向迁移的重要因素.PAHs相对富集在有机碳和粘粒含量较高的土壤中.高环PAHs主要是以与土壤有机质胶体结合的形式发生迁移,不易迁移到土壤剖面的深部,而低环PAHs则主要是以溶解态形式发生迁移,相对较易发生迁移.      

太湖地区3种水稻土不同温度培养中有机碳库变化及其对升温的响应

全球变暖下土壤有机碳储存的变化是土壤与全球变化研究的热点问题.本研究选择了3种太湖地区代表性水稻土的表层土壤,分别进行20℃和25℃的室内恒温培养,监测培养过程中总有机碳、溶解性有机碳和微生物量碳的变化动态,试图了解这些土壤的有机碳分解过程对全球变暖的响应特点.结果表明,这些土壤培养中总有机碳变化可以用一级衰变动力学方程或对数衰减方程描述,但动力学特征依培养温度的不同而异.升温大大促进了铁渗水耕人为土和潜育水耕人为土中有机碳的分解与呼吸损失,而铁聚水耕人为土没有显著变化.供试土壤总有机碳损失的Q₁₀系数分别为:潜育水耕人为土(11.1～14.1)＞铁渗水耕人为土(4.4～6.4)＞铁聚水耕人为土(0.63～0.73).这一方面说明温度敏感性在同一地带的不同土壤间的差异超过文献上报道的不同气候带的差异,但另一方面揭示了水稻土可能是一类对全球升温敏感响应的人为土.溶解性有机碳和微生物量的碳的变化还提示不同温度培养下水稻土微生物群落结构可能改变,因而影响到土壤有机碳库的生物有效性在温度条件下的变化.可以认为,土壤升温下有机碳的变化不但与土壤有机碳的性质有关,而且与土壤性质控制下的生物条件的改变有关.故土壤升温下有机碳的损失不仅仅是温度对分解过程的反应速度的影响.当然,对于不同土壤间的这种差异还需从有机碳-土壤环境-土壤生物的相互关系上做进一步的工作.     

芘在土壤中的长期吸附和解吸行为

研究了芘在6种不同性质土壤中长期吸附解吸及不可逆吸附行为.实验结果表明:长期实验中芘在土壤中的吸附和解吸都存在快过程和慢过程2个阶段.不同吸附平衡时间下,有机质含量高于1%时,不同土壤的吸附平衡常数随有机质含量的增加而增加;有机质含量低于1%时,黏粒含量对土壤的吸附能力有着重要影响;平衡时间由2d增加到180d后,6种土壤的Kd值增加了35.1%～557.9%,其中土壤有机质对Kd值有不同程度的影响,而黏粒对Ka值影响最大,平衡时间对部分土壤Kd值影响不容忽视.长期解吸过程中,6种土壤慢解吸部分占总解吸量的12.05%～41.00%,有机质含量越高,慢解吸对解吸过程的贡献越大.不考虑老化的影响,有机质含量对不可逆吸附容量的贡献明显高于黏粒的贡献,与有机质对慢解吸过程的影响有一致性.     

土壤组分对四氯乙烯吸附解吸行为的影响

吸附和解吸作用是影响四氯乙烯(PCE)在土壤环境中迁移、归趋的主要过程.采用总有机碳(TOC)含量为2.23%的原土及经H2O2、375℃、600℃处理后所得的3种土样为吸附剂,通过批量平衡实验,考察了TOC含量、软碳、硬碳、初始液相PCE浓度c0等因素对PCE吸附解吸行为的影响.结果表明,当反应温度为16℃且c0为5~80 mg·L-1时,Freundlich方程能较好地拟合PCE在土样中的吸附及解吸等温线(r2>0.96);原土对PCE的吸附以土壤有机物(SOM)的贡献率(>60%)为主,且硬碳是其主要影响因素;原土中SOM与矿物质对PCE的解吸贡献率相当,但在SOM对PCE解吸的贡献率中,软碳占80%以上;硬碳对PCE的吸附贡献率以及软碳和矿物质的解吸贡献率随c0的增加而升高.PCE在4种土样中都表现出一定的吸附解吸异质性,且硬碳是导致原土异质性的主要原因.