模拟降雨条件下22种典型土壤镉的淋溶特征及影响因子分析

搞清模拟降雨条件下重金属在农田土壤中的淋溶特性,有利于阐释重金属的保蓄性能与迁移转化机制.本研究选取了全国22种典型土壤,通过室内土柱试验,探讨雨水作用下土壤镉的淋溶和释放特征,并对影响土壤镉淋溶特性的因子进行分析.结果表明,22种土壤Cd的释放过程大致分为两类,第1类包括吉林黑土、吉林暗棕壤、吉林黑钙土等7种土壤,此类土壤在整个淋溶过程中淋出液Cd2+浓度极低,未超过地下水水质Ⅲ级标准.第2类包括天津潮土、江西红壤、河北褐土等剩余15种土壤,其Cd释放分为两个阶段,淋溶量未超出4 L时,淋出液中Cd2+浓度较高,对地下水及环境威胁较大;超出4 L后,Cd释放速率明显变缓,浓度降低至Ⅲ级标准以下.逐步回归分析的结果显示,土壤中Cd含量、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量及pH对降雨作用下土壤Cd释放有重要作用,四者累计的决定系数达到了0.9609,其中土壤中Cd含量所占权重最高,且对累计释放量作用为正,其次为CEC,作用为负.游离铁和pH合计所占权重较低,作用也为负.     

黄土中矿物元素的淋溶释放研究

选取我国西北地区广泛分布的黄土进行模拟降水淋溶实验,研究了在动态淋溶系统中盐基离子和ＳｉＯ２、Ｃｌ－等黄土主要组份的释放规律及淋出液的ｐＨ值变化特点,在此基础上对黄土中各矿物元素的淋溶释放机制进行了探讨。结果表明,黄土中的Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－主要通过快速的无机盐溶解过程淋失,而Ｋ＋、ＳｉＯ２的淋溶释放则与缓慢的硅酸盐矿物风化有关。粗略的通量计算结果显示,在黄河流域,降水淋溶侵蚀作用每年可从黄土中淋失盐基离子４０．７ × １０９ｍｏｌ,占黄河溶解态物质入海通量的近２０%。     

梯度薄膜扩散技术(DGT)与传统化学方法评估黑麦草吸收Cd的对比

为研究不同方法评估黑麦草吸收Cd的效果,采集了16个不同理化性质实际Cd污染土壤,盆栽试验种植黑麦草,采用梯度薄膜扩散技术(DGT)测定黑麦草根际土Cd的生物有效性,并与离心法采集土壤溶液、乙酸(HAc)和乙二胺四乙酸二钠(EDTANa2)3种传统提取方法所提取土壤有效态Cd含量进行比较,研究其与黑麦草地上部和地下部Cd含量的相关关系.结果表明,DGT提取的土壤有效态Cd含量与黑麦草中Cd含量的相关性显著高于化学提取法.运用多元统计分析研究土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)和土壤颗粒组成等理化指标的影响,提取出两种主成分因子,建立了多元回归模型.第一主成分与OM和黏粒(clay)之间呈显著相关,定义为土壤中影响重金属生物有效性的"有机指标",第二主成分则与土壤pH和CEC相关程度较高,定义为土壤中影响重金属生物有效性的"无机指标".研究表明,第二主成分显著影响了3种化学方法构建的预测模型,而DGT技术综合了两种主成分对土壤有效态Cd含量的影响,所构建的模型几乎不受土壤基本理化性质的影响,说明DGT分析法是一种预测黑麦草吸收Cd的较好方法.     

呋喃丹和阿特拉津在土柱中的淋溶及其影响因素

通过室内柱淋溶试验研究呋喃丹与阿特拉津在河南潮土及2种太湖水稻土中的淋溶作用及其影响因素。结果表明:2种农药在河南潮土中的淋溶作用比在太湖水稻土中弱。在表土中添加2 mg农药、模拟1次降水200mm条件下,呋喃丹最大淋溶量峰值可达25—30 cm深处,阿特拉津最大淋溶量峰值可达15—20 cm。表明呋喃丹、阿特拉津2种农药在供试土柱中均表现出较强淋溶特性。土壤和农药性质对淋溶作用均有很大影响。土壤有机质和粘粒含量越高,对农药的吸附性越强,土壤中农药越不容易随水下移;土壤大孔隙越多,农药在土壤中淋溶作用也越强,且相邻大孔隙对农药淋溶存在协同作用。土柱中插入4根直形多孔玻璃管后,土壤淋出液中农药量比插入2根的高2.7倍,比不插玻璃管对照高10倍。土柱中插入扭曲(60°)形玻璃管与插入直形玻璃管相比,农药在土壤中持留性增强,淋溶作用减弱。同一土柱中农药水溶性越大,淋溶作用也越强。     

降雨条件下纳米零价铁镍对污染土壤中六价铬迁移的影响

通过模拟降雨进行土柱淋溶实验来研究降雨条件下纳米零价铁镍(nZVI/Ni)对污染土壤六价铬迁移的影响,并测定淋溶液的Cr(Ⅵ)浓度、pH、电导率和累积释放量.使用改进BCR连续提取法测定淋溶后各层土壤的铬形态分布,分析施加nZVI/Ni对土壤中铬形态的影响.结果表明,降雨条件下六价铬的释放过程主要分为快速和慢速释放两个阶段.随着淋溶体积的增加,土壤淋溶液的pH逐渐升高后最后趋于平稳,电导率和Cr(Ⅵ)浓度迅速下降后趋于平稳.模拟降雨条件下,土壤中投加nZVI/Ni显著降低了淋溶液中Cr(Ⅵ)的累积释放量.投加0.10%nZVI/Ni土壤淋溶液的Cr(VI)累积释放量低于空白对照57.53%.在nZVI/Ni投加量相同时,模拟降雨的pH值越低nZVI/Ni的修复效果越好;降雨的淋溶次数对修复效果基本无影响;采用均匀混合的方式投加nZVI/Ni有着更好的修复效果.在土壤中nZVI/Ni对Cr(Ⅵ)修复过程中,纳米铁材料起主要作用,Fe(Ⅱ)的贡献很小.土壤经nZVI/Ni修复后,可还原态铬含量减少,可氧化态铬含量增加,表明纳米零价铁镍可以降低土壤中铬的迁移性,降雨条件下对六价铬污染土壤具有一定的修复效果.     

桑园地和玉米轮作地土壤pH变化的比较研究

随着桑园植桑年龄的增加,桑地土壤质量降低,桑树生物量减少,严重制约着养蚕业的可持续发展。这可能与土壤p H降低、营养元素的流失和有害元素的积累有关。选取广西宜州和贵州荔波的桑树(Morus alba)种植园和临近种玉米(Zea mays)轮作地的土壤,分析土壤可交换性盐基阳离子(Ca,Mg,K和Na),可交换性铝(Al)、土壤p H等土壤参数,研究土壤p H在桑树地和玉米轮作地之间的差异,讨论影响土壤p H变化的因素。实验结果表明,相对于玉米轮作地,桑园地土壤p H 5年下降了0.38个p H单位。相应地,桑园地土壤可交换性盐基阳离子(Ca,Mg和K)的含量略低于玉米轮作地,桑地土壤交换性Al的含量(2.35±2.68)mmol·kg-1却显著高于玉米轮作地(1.44±2.13)mmol·kg-1(P=0.002)。因此,桑园地和玉米轮作地土壤可交换性Ca和Al之间呈现出显著的负相关关系。桑园地土壤可交换性NH4+-N含量略高于玉米轮作地。得出结论:随着桑园经营年代的增加,土壤酸化的同时,营养元素(Ca,Mg和K)的流失和有害元素(Al)的积累,土壤质量下降。玉米轮作缓解土壤酸化。显然,不同的经营模式要影响土壤p H变化。导致土壤p H变化的主导因素是碳和氮的循环。在农业生产过程中,我们应该提倡不同作物轮作,以适当的方式将秸秆还田,以保持良好的土地质量。     

农牧交错带退耕还草地土壤风蚀影响因子分析

使用对比、回归分析和主成分分析的方法，研究影响农牧交错带退耕还草地土壤风蚀的因子。结果认为，试验地区土壤在3月-5月间潜在风蚀最强，相同气候条件下，退耕还草地比农田受风力侵蚀的几率低；被试范围内随土壤体积质量、植物基盖度、留茬高度、地表粗糙度和土壤非侵蚀性团聚体含量的增加，风蚀强度均呈下降趋势；构建的2个相互对立的土壤风蚀影响因子中，对土壤风蚀的影响最大的是留茬高度因子，其次为地表粗糙度因子。     

有机膨润土载体对乙草胺在土壤中迁移的影响

以季铵盐阳离子改性得到的有机膨润土做载体,调节除草剂乙草胺在土壤中的迁移.土壤层释放实验表明,有机膨润土负载后乙草胺释放减缓,与未负载时相比累计释放量减少1/2—3/4.土壤柱实验表明,有机膨润土可延缓乙草胺淋溶,减少淋溶量.其中采用样品100CTMAB-Bent为载体时,乙草胺10d累计淋溶量仅15%,而土壤表层剩余量占55%以上.说明有机膨润土做载体可延长除草剂药效、减轻对地下水的污染.     

我国南方主要酸沉降区土壤中铝的释放与缓冲作用

本文研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下淋溶液ｐＨ值及Ａｌ离子释放特点，结果表明，石灰土和滨海盐土的阳离子淋溶量低于阳离子交换量，土壤主要处于阳离子交换缓冲范围和碳酸盐－硅酸盐缓冲范围，Ａｌ释放量一般低于０．４０ｍｍｏｌ·ｋｇ＾－１。     

模拟酸雨下自然红壤与污染红壤中Cd,Cu,Zn的释放特征

通过对2个自然红壤和2个污染红壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下红壤中重金属Cd,Cu,Zn的释放特征与影响因素,比较了自然红壤与污染红壤重金属释放特征的差异,结果表明,自然红壤中Cd,Cu,Zn的释放量均随酸雨淋溶量增加而线性增加,累积释放量有Zn＞Cu＞Cd的规律,并且随酸雨酸度增加而增加,3种重金属释放量之间存在显著的线性关系,在污染红壤中,Cd的释放随着酸雨淋溶量的增加呈现对数型增长,Cu的释放模式仍为直线型增长,而Zn的释放在弱酸性酸雨作用下为直线型增长,在强酸性酸雨作用下则为对数型增长,3种重金属释放鼍之间存在非线性关系,污染红壤中重金属释放量顺序为Cd＞Zn＞＞Cu,大约26%-76%的外源Cd和11%-68%的外源Zn被酸雨淋溶释放,但99%以上的外源Cu被土壤吸附,同时,3种重金属累积释放量均与淋出液中H+离子累积量呈现显著的对数关系;Cd和Zn与TOC累积释放量之间呈现显著的对数关系,Cu与TOC呈现显著的乘幂关系,在酸雨作用下,自然红壤由于重金属释放最很小,出现重金属污染的可能性较小;但污染红壤中大量Cd和zn的释放可能导致土壤,水体系统发生重金属污染.     

模拟酸雨对南方红壤镉释放的影响

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法，研究了酸雨对2种红壤镉释放的影响。结果表明，酸雨加速了红壤中镉的释放。在pH4．5的酸雨作用下，镉的平均释放水平是对照的1．6～1．7倍，在pH3．5的酸雨作用下，镉的平均释放水平是对照的2．0～6．5倍。经过相当于9150～10650mm降水量的淋溶后，pH4．5的酸雨使红壤镉的累积释放量提高63．0％～80．0％，pH3．5的酸雨使其提高102．7％～630．6％。红壤镉的释放与铝、铁的释放具有极显著或显著相关性。酸雨对镉释放的影响可增加水体中镉的负荷，从而加重镉对人类的直接或潜在危害。     

涕灭威农药污染地下水的影响因子分析

农药在土壤中的淋溶受许多因子的影响与制约。本文根据农药在土壤中的环境行为，建立了农药土壤残留动态与淋溶归宿的计算机模型，并用此模型计算了模拟各种不同环境条件下涕灭威农药在土层中的淋溶情况。结果表明：农药的使用量、土层中农药的降解半衰期、施药地区土壤的质地、降水或灌溉水量及其距施药后的时间对涕灭威在土层中的淋溶有较大的影响，而土壤有机碳含量则影响不大；地下水埋深对农药地下水污染的影响颇大。地下水埋深不足１ｍ的地区，极易受农药的污染。     

我国北亚热带白浆化土壤粘化过程的主组元分析

运用主组元分析方法，研究了白浆化土壤的粘化过程．认为粘粒的化学组成与粘粒的矿物组成相一致；在淋溶过程中，矿物分解可形成蒙脱石和高岭石，粘淀层是土体脱硅富铁铝化过程和粘粘形成、淋溶、淀积的结果．     

海南岛土壤铬含量的分布特性研究

根据实验分析结果，探讨了成土母质条件、淋溶作用、地貌类型、有机质含量、（游离）氧化铁含量、土壤质地和pH值等因素对土壤含铬量的影响，并指出了海南岛土壤中铬含量的分布特征。     

毒死蜱在土壤中的残留和淋溶动态

对土壤中毒死蜱的残留和淋溶动态进行了研究.结果显示,毒死蜱在土壤中的残留降解属于一级动力学反应,在土壤中的降解半衰期为63.0 d.通过土柱模拟淋溶试验,对毒死蜱在土壤中淋溶的影响因子进行了研究.结果表明,降水量对毒死蜱的淋溶影响较大,主要表现为降水水量增大, 毒死蜱在土层中的最大淋溶深度也随之增加, 出现浓度最高峰的土层深度也越大, 两者呈正相关关系.与降水量相比,降水强度对毒死蜱的淋溶的影响相对较小.     

燃煤烟气脱硫副产物的重金属环境行为

通过理化分析、盆栽生物试验及土壤淋溶试验，探讨了脱硫副产物的重金属农业环境行为。结果表明：燃煤烟气脱硫副产物中的总Pb、Cd、Cr、As、Se、Ni、Cu等指标，基本上都低于国标最高容许量和土壤环境质量二级标准，符合国家控制标准，但普遍高于土壤自然背景值含量。8～10g／kg土的供试物量处理，花生、萝卜、甘蔗和水稻的可食部分重金属均无超常累积现象，未导致农产品重金属的富集残留污染，不影响农产品安全品质。在表土层供试物量达到40g／kg条件下，土壤淋溶试验结果表明，施脱硫副产物未导致土壤淋滤液重金属污染，不可能通过降雨淋溶过程，渗透过1m左右的土层而污染地下水源。     

辽东楤木活性成分与生态因子的相关性研究

辽东楤木(Aralia lata (Miq.) Seem)是一种药食两用植物,其嫩芽是一种可食用的山野菜,其根皮、茎皮是一种中药材,中药名"刺龙芽",主要活性成分为三萜皂苷、黄酮和多糖。研究辽东楤木活性成分与生态因子的相关性可以为辽东楤木人工栽培和药材产区的选择提供参考依据。该研究以黑龙江省8个不同产区的辽东楤木为试材,分析了辽东楤木总皂苷、黄酮和多糖含量与19个气候因子和10个土壤因子的相关性,并建立了逐步多元回归模型。结果表明:阿城和佳木斯的楤木皂苷含量最高;东宁地区辽东楤木黄酮含量最高,伊春产地的辽东楤木多糖含量显著高于其他产地。相关性分析结果表明,7月最高气温和土壤全氮是影响辽东楤木总皂苷含量的主导生态因子,分别与楤木皂苷含量呈显著正相关和显著负相关;7月最高气温、土壤碱解氮和土壤速效P是影响辽东楤木黄酮含量的主导生态因子,黄酮含量与7月最高气温和土壤碱解氮呈显著负相关,与速效P呈正相关关系;多糖含量与年平均气温和土壤有机质含量呈负相关,与年降水量呈显著正相关关系,年平均气温、年降水量和有机质含量是影响辽东楤木多糖含量的主导生态因子。     

不同甘蔗基因型光合特性的数值分类

对30个甘蔗基因型光合性状进行数值分类、主成分、聚类和判别分析研究认为，甘蔗基因型间光合性状存在较大差异；利用主成分分析选出3个主成分，方差累计贡献率达到98．5％，蒸腾速率、气孔导度为第一主成分的主导因子，而净光合速率和气孔导度分别为二、三主成分的主导因子；经系统聚类将30个基因型分为三大类，在聚类分析基础上用判别分析选出对甘蔗光合性状数值分类有显著影响的4个光合参数，建立3个判别能力较高的判别模型．表5图1参22     

松茸的适宜生态因子

以全国22个松茸(Tricholoma matsutake)主产县的气候、植被、地形、土壤因子为研究对象,通过主成分分析法,对松茸生长环境进行适宜性评价,寻找影响松茸生长与分布的关键生态因子.结果发现:所分析的20个生态因子中,海拔和砂粒含量的权重最高,分别是0.079和0.077,而交换性锰、郁闭度的权重最低,分别为0.000和0.011;综合评价表明在调查的22个主产县中,四川九龙和康定的主成分得分最高,分别为1.24和1.00,更适合松茸生长,而吉林珲春和吉林龙井主成分得分最低,为-1.21和-0.95;系统聚类发现,中国松茸可划分为4个生态区:东北生态区,川西及西藏生态区,川南及云南生态区,西藏波密生态区.本研究表明海拔和沙粒含量是对松茸生长影响最大的生态因子,四川九龙和康定更适合松茸生长,结果可为松茸的科学保护及保育促繁打下基础.     

典型铜尾矿库周边土壤重金属复合污染特征

应用了Hakanson潜在生态风险指数法、相关分析法、主成分分析法对德兴铜矿尾砂库周边土壤Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和Cd复合污染特征进行研究,定量确定了铜尾矿库潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。结果表明：铜矿尾矿库周边土壤受到不同程度的重金属污染,该地区平均潜在生态风险污染指数超过600,具有极高的潜在生态风险;各重金属潜在生态风险参数由高至低顺序为Cd、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn,其中Cd为主要潜在生态风险因子。进一步通过主成分分析法研究了重金属的污染特性,发现前3个主成分贡献率分别为：65．033％、18．825％、6．243％,第一主成分反映了Zn、Ni、cr的信息,第二主成分反映了Cu和Cd的信息,第三主成分反映Pb的信息。