土壤铜铅锌复合污染对水稻的生态效应

采用４水平３因子正交试验设计，通过盆栽试验，用添加法研究了铜、铅、锌及其复合污染的红壤性水稻土对水稻生长、产量、品质的综合影响。结果表明，当土壤受铜、铅、锌单一污染时，三元素对水稻的危害作用依次为锌＞铜＞铅；当土壤中铜、铅、锌都存在时，三元素之间具有协同危害作用，其危害作用依次为铜－铅＞铅－锌＞铜－锌。为使生态环境中食物链不受污染，提出了铜、铅、锌复合污染情况下红壤性水稻土中铜、铅、锌的临界限值为５３、３０５和１６５ｍｇ／ｋｇ。     

土壤重金属复合污染对作物的影响

本文采用盆栽试验，研究了石灰性土壤中铜、镍、铅、锌复合污染对大豆和水稻的影响，并讨论了离子冲量在表征复合污染的综合效应及污染金属总量控制中的应用。结果表明：对于水稻，共存元素协同使产量降低，它们的影响顺序是：铜＞锌＞镍＞铅；对于大豆，铜、铅、锌的存在降低了镍的毒性，影响顺序了：铜＞铅＞锌＞镍。供试元素在作物体内的累积、分布和迁移除了受到本身性质和添加量影响外，还受到元素相互作用的影响，后者的影响很     

磷酸盐和石灰对污染红壤与黄泥土中重金属铜锌的钝化作用

采用外源加入重金属铜锌硝酸盐的方法,制成铜、锌单一及复合的三级污染红壤和黄泥土(Cu 200 mg·kg-1、Zn 400 mg·kg-1),平衡2个月;分别施入磷酸盐、石灰,稳定4个月后测定土壤中有效态铜、锌的含量,以阐明磷酸盐和石灰对重金属污染土壤中铜锌的钝化作用.结果表明,施入磷酸盐稳定120 d后,两种土壤中有效锌含量都显著降低,红壤中有效铜含量降低了8.3.6%,而黄泥土中有效铜含量变化不明显;施入石灰后,红壤中铜锌有效性含量降低了87.6?.3%,黄泥土中有效锌含量降低了90%,而有效铜含量最大降低幅度为47.4%.由此可见,磷酸盐对红壤中铜锌的钝化作用较强,对黄泥土中铜的钝化作用弱;石灰对两种土壤中铜锌的钝化作用都很强;磷酸盐和石灰对单一污染土壤铜锌的钝化固定作用要强于复合污染.     

噻虫胺在土壤中的吸附和淋溶特性

采用室内模拟试验方法,研究了噻虫胺在3种不同类型土壤中的吸附特性、移动特性及其影响因素.结果表明,噻虫胺在江西红壤、太湖水稻土与东北黑土中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为0.49、1.99和4.42,Kd值大小次序依次为:江西红壤<太湖水稻土<东北黑土.影响噻虫胺土壤吸附性的主要因素为土壤有机质.薄层层析试验显示,当溶剂展开至12.0 cm处,噻虫胺在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中最远移至10—12 cm、8—10 cm、4—6 cm处.土柱试验表明噻虫胺在红壤淋出液中质量分数为56.04%,太湖水稻土和东北黑土中的噻虫胺最远已移至20.0—25.0 cm和15.0—20.0 cm处.影响噻虫胺在土壤中吸附性和移动性的主要因素为土壤有机质含量.噻虫胺存在对地下水污染的潜在风险性,特别是在红壤环境下使用噻虫胺应该引起足够重视.     

改良剂对中国两种典型土壤铜锌有效性的影响及机理

研究了改良剂对土壤铜锌有效性的影响,以期对重金属复合污染土壤的修复有一定的指导意义。在红壤与黄泥土中施用石灰、重钙和沸石,观测土壤有效态铜锌含量及pH,并测定了不同pH值下土壤有效态铜锌含量,以阐明改良剂影响土壤重金属有效性的机理。向供试土壤中外源加入一定量的铜锌溶液,制成铜、锌污染土壤,稳定平衡30d,采用CaCl2浸提法测定土壤有效态铜锌的含量。结果表明,施用改良剂能显著降低土壤铜锌的有效性,其中石灰的效果最佳,沸石次之,重钙最差。两种土壤中,复合污染下铜锌有效态含量均高于单一污染,其中铜单一污染有效态含量与复合污染差异显著(P<0.05),而锌单一污染与复合污染差异不显著(P>0.05)。可能是因为锌比铜竞争力更强,更易于被土壤吸附固定。随着土壤pH升高,两种土壤的有效态铜锌含量均显著下降,且复合污染高于单一污染;而在相同pH值下,两种土壤中有效态铜锌含量的差异不显著。可见,pH值是影响土壤重金属有效性的关键因素。改良剂影响土壤重金属有效性的主要机理在于其能显著提高土壤pH值,致使有效态重金属含量明显下降。     

铜、砷在水稻－土壤体系中的迁移及其对水稻影响的研究

通过盆栽试验和现场布点试验，研究了铜、砷在水稻－土壤体系中迁移的规律。结果表明，该体系对铜、砷污染具有相当大的缓解作用；土壤中水溶性可交换态铜、砷含量很低；铜、砷主要累积在水稻根部；土壤中铜、砷相互有拮抗作用，确定土壤铜、砷临界值应考虑多因素综合作用。     

铜,砷在水稻—土壤体系中的迁移及其对水稻影响的研究

通过盆栽试验和现场布点试验，研究了铜、砷在水稻－土壤体系中迁移的规律。结果表明，该体系对铜、砷污染具有相当大的缓解作用；土壤中水溶性可产我换态铜、砷含量很低；铜、砷主要累积在水稻根部；土壤中铜、砷相互有拮抗作用，确定土壤铜、砷临临界值应考虑多因炭综合作用。     

土壤中镉铜复合污染对水稻生长效应影响

本文通过盆栽试验研究土壤中镉铜复合污染对水稻生长效应的影响,并探讨了有效态铜、镉的提取剂。结果表明,2.5％醋酸可作为酸性水稻土有效态铜、镉的提取剂,土壤含镉5mg/kg对铜的水稻产量效应未有影响,但糙米含镉量超标。     

土壤铅污染对青菜和蕹菜生长及脲酶活性的影响

通过温室盆栽试验研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为铅污染对青菜和蕹菜生物量、铅含量及土壤脲酶活性的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,青菜和蕹菜生物量在红壤中显著降低,在草甸棕壤和灰色石灰土中差异不显著;青菜地上部分和根中铅含量都有增加,根的含量大于地上部分。青菜地上部分铅含量与土壤pH值有较好的负相关性,在铅含量相同的条件下,青菜地上部分和根的铅含量在3种土壤中的顺序为:草甸棕壤<灰色石灰土<红壤。铅对不同土壤脲酶活性的影响不同,在草甸棕壤中有激活作用,红壤中有抑制作用,灰色石灰土中不明显。在试验条件下,以青菜为指示植物,按国家蔬菜食品卫生标准计算,草甸棕壤、灰色石灰土和红壤铅污染临界值依次为387、245和45mg·kg-1。     

除草定在土壤中的降解和移动特性研究

除草定是一种新型嘧啶类除草剂,其在环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了除草定在不同土壤中的降解性、吸附性和移动特性。结果表明,除草定在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中的降解半衰期分别为693.1、173.3、138.6 d,该药在土壤中降解较慢,影响其在土壤中降解速率的主要因素为土壤有机质。除草定在江西红壤、太湖水稻土与东北黑土中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为0.34、1.86和2.94;3种土壤对除草定的吸附过程为自发的物理吸附。薄层层析试验显示,当溶剂展开至11.5 cm处,除草定在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中最远移至8~10 cm处。影响除草定在土壤中吸附性和移动性的主要因素为土壤有机质含量。除草定存在对地下水污染的潜在风险性,使用除草定应该引起足够重视。     

2种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂在土壤中的降解吸附特性及对地下水的影响

采用室内模拟试验,以江西红壤、东北黑土和太湖水稻土为代表性土壤,研究了啶氧菌酯和肟菌酯在土壤中的降解、吸附特性,并利用地下水污染指数(GUS)分析了其对地下水污染的影响。结果表明,杀菌剂的降解速率因含有的官能团不同而差异较大,常温、好氧条件下,啶氧菌酯在江西红壤和东北黑土中为较难降解性,在太湖水稻土中为难降解性,肟菌酯在上述3种土壤中均为易降解性;常温、积水厌气条件下,啶氧菌酯在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中均为中等降解性,肟菌酯在3种土壤中均为易降解性。积水厌气条件有利于啶氧菌酯和肟菌酯的降解,厌氧微生物是影响甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂降解的重要因素。啶氧菌酯在江西红壤、东北黑土和太湖水稻土中的吸附均较好地符合Freundlich吸附等温方程,土壤有机碳分配系数(Koc)分别为811、613和926,属较难吸附等级,土壤有机质含量是影响啶氧菌酯在土壤中吸附性能的主要因素。采用高效液相色谱法估算可知,肟菌酯Koc20 000,属易吸附等级。啶氧菌酯在3种土壤中的GUS值介于1.8~2.8,具有一定的淋溶性,对地下水具有一定的潜在污染风险;肟菌酯在3种土壤中的GUS值均1.8,不淋溶,对地下水的潜在污染风险较小。     

湘南第四纪红壤吸附SO^2—4的机理研究

本文研究了湘南第四纪红粘土及其发育地旱地和水田表层土壤对ＳＯ＾２－４的吸附，结果表明这三种土壤吸附ＳＯ＾２－４的顺序为：红粘土＞旱地红壤＞红壤性水稻土，而且随介质ＰＨ的升高，ＳＯ＾２－４吸附量减少，吸附机理也发生改变，当介质ＰＨ＜ＺＰＣ时，以置换水合基（－ＯＨ２）的方式进行，ＰＨ在３．５－６．５之间时，以置换羟基（－ＯＨ）的方式为主，ＰＨ＞６．５以后，解吸占优势。     

干旱区绿洲灌漠土Cu、Zn和Pb的吸附解吸特征

土壤重金属吸附解吸是影响土壤系统中重金属移动性和归宿的主要过程,影响重金属的生物有效性以及重金属在食物链中的传递等.配制一系列不同浓度的重金属,灌漠土对重金属溶液进行吸附实验24 h以达到平衡,再用硝酸铵和乙酸铵进行解吸实验24 h以达到平衡.利用热力学吸附平衡法,对西北干旱区绿洲灌漠土重金属Cu、Ni和Pb的吸附解吸行为进行序批实验研究.实验结果表明:(1)灰漠土在常温下对铜、锌和铅重金属离子的吸附等温线符合Freundlich型吸附模式,灰漠土对重金属铜、锌和铅的吸附能力由强到弱的顺序为:铅,铜,锌.(2)硝酸铵和乙酸铵解吸重金属的量与灰漠土吸附重金属量呈现出线性正相关,乙酸铵解吸重金属的量比硝酸铵解吸重金属的量大,两种解吸剂对铜、锌和铅重金属离子的解吸能力由大到小的顺序都为:铜,锌,铅,说明了一般外源的铜、锌和铅进入土壤以后,铜和锌可能比铅容易向四周转移.(3)硝酸铵和乙酸铵的解吸率呈谷形曲线,开始时硝酸铵和乙酸铵解吸重金属量的百分比随灰漠土吸附重金属量的增加而减小,在吸附量达到某一特定值时,解吸率随吸附量的增加而增加.灰漠土对铜、锌和铅的吸附作用以专性吸附为主,被灰漠土吸附的铜、锌和铅重金属离子较难解吸.     

土壤对铜离子专性吸附特性的初步研究

本文就苏南水稻土(黄泥土)、江西进贤红壤和广东徐闻砖红壤进行了对铜离子专性吸附特性的探讨。专性吸附铜量以黄泥土和砖红壤较大,红壤较低。这与土壤氧化铁,有机质含量密切有关。在本试验条件下,土壤专性吸附的铜,可区分为两种:一为Na~+离子不能置代,但可为1M NH_4Cl所置代;另一是只能为0.1M HCl所解吸,后者称为固定态铜。我们设想土壤对铜的吸附,从交换吸附—NH_4Cl可置代的专性吸附一固定态的专性吸附,三者处于一种连续的和逐渐过渡的情况。三种土壤对铜离子的自净作用有明显差别。     

青霉素钠在土壤中的吸附和淋溶特性

分别采用振荡平衡法和土柱淋溶法分析了青霉素钠在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素。结果表明,25℃以下,3种供试土壤对青霉素钠的吸附特性能用Freundlic模型进行较好的拟合,江西红壤、太湖水稻土和东北黑土的吸附常数KF分别为30.73、39.26和64.58 m L·g-1。偏最小二乘法(PLS)分析表明土壤黏粒含量和有机质含量是影响土壤吸附青霉素钠的主要因素。供试土壤对青霉素钠的吸附自由能变化值均40 k J·mol-1,该吸附过程主要属于物理吸附,吸附能力由大到小依次为东北黑土、太湖水稻土和江西红壤。土柱淋溶试验结果显示,土壤有机质含量和黏粒含量亦是影响淋溶过程的主要因素,青霉素钠在土壤剖面中的迁移能力较弱,3种土壤淋溶性能由大到小依次为江西红壤、太湖水稻土和东北黑土。     

壬基酚在土壤中的吸附和淋溶特性

为探究壬基酚在土壤中的吸附迁移规律,分别采用振荡平衡法和柱淋溶法研究了壬基酚在南京黄棕壤、江西红壤、常熟乌栅土、太湖水稻土、东北黑土5种不同土壤中的吸附特性、移动特性,并通过比较其在不同土壤中的吸附和淋溶来分析壬基酚在土壤中吸附和淋溶性的影响因素。吸附试验表明,壬基酚在南京黄棕壤、江西红壤、常熟乌栅土、太湖水稻土、东北黑土中的吸附性均较符合Freundlich方程,Kd值分别为18.89、26.64、44.15、47.49、69.92;吸附性大小次序为:南京黄棕壤江西红壤常熟乌栅土太湖水稻土东北黑土;以有机碳含量表示的土壤吸附常数KOC在2 534.50~4 860.65之间;影响壬基酚土壤吸附性的主要因素为土壤有机质含量,土壤有机质含量增加,吸附增强;壬基酚在5种土壤中的吸附自由能为-21.02~-19.77 k J·mol~(-1),表明吸附机理主要是物理吸附。土柱试验表明,壬基酚在土壤中具有难淋溶性质,壬基酚在5种供试土壤的1~3 cm深度的淋溶滞留量最大;影响其在土壤中淋溶性的主要因素为土壤有机质含量,与吸附试验相一致。壬基酚在土壤中易吸附难淋溶,移动性弱的特点对地表土壤层具有潜在的污染风险,应该引起足够重视。     

施用氮肥对不同肥力红壤性水稻土硝化作用的影响

通过室内培养试验,研究了施用尿素、硫铵条件下不同肥力红壤性水稻土的硝化作用变化特征,以明确土壤肥力和施用氮肥对红壤性水稻土硝化作用的影响.结果表明,不施氮条件下,不间肥力红壤性水稻土硝化作用表现为高肥力土壤<低肥力土壤.施用尿素条件下红壤性水稻土硝化作用显著增强,120和360 mg·kg-1施氮量下,高肥力土壤平均硝化速率分别比不施氮对照升高了75.8%和357.1%,而低肥力土壤则分别升高了52.0%和146.9%,硝化作用强度表现为:高肥力土壤>低肥力土壤,360 mg·kg-1施氮量>120 mg·kg-1施氮量.施用硫铵条件下红壤性水稻土硝化作用强度降低,120和360 mg·kg-1施氮量下,高肥力土壤平均硝化速率分别比对照降低了41.8%和74.7%,低肥力土壤则分别降低了3.1%和65.3%,硝化作用表现为:低肥力土壤>高肥力土壤,120 mg·kg-1施氮量>360 mg·kg-1施氮量.     

土地利用方式对中亚热带红壤碳矿化及其激发效应的影响

土地利用方式的变化对陆地生态系统碳贮量及固碳效应均具有重要影响,土地利用方式对土壤碳周转的影响是当前全球变化生态学的重要研究内容之一.以中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发生态站的试验样地为研究对象,选取了当地广泛分布的农田(水稻田)、果园(柑橘园)和马尾松林样地,通过添加葡萄糖和3个温度(5、15和25℃)的培养处理,探讨了不同土地利用方式对土壤碳矿化及其激发效应的影响.结果表明:土地利用方式、葡萄糖添加、培养温度对土壤碳矿化量具有显著影响,且不同因素间存在显著的交互效应.土壤碳矿化量表现为红壤性水稻土果园红壤马尾松林红壤(P0.001).添加葡萄糖后土壤碳矿化表现出显著的激发效应,红壤性水稻土和果园红壤的激发效应显著大于马尾松林红壤;此外,培养温度对激发效应具有显著的影响.在培养前7天,果园红壤和马尾松林红壤的激发效应随温度升高而升高(25℃时最大),而红壤性水稻土的激发效应在15℃时最大;随着培养时间的延长,在培养后期,果园红壤的激发效应随温度的升高而降低,红壤性水稻土和马尾松林红壤的激发效应在15℃时最大.因此,不同土地利用方式对土壤碳矿化及其激发效应的影响具有较大的差异,可能是解释中亚热带地区土壤碳收支及其碳贮量变化的重要机理之一.     

施肥对不同农田土壤微生物活性的影响

采用室内恒温培养研究了施肥对不同农田土壤微生物活性的影响。结果表明，在红壤，水稻土和潮土中，土壤微生物量，土壤活性大小顺序均为有机肥配施无机肥处理〉单施有机肥处理〉单施无机肥处理，但对脲酶来说，其活性大小中顺序为有机肥配施无机肥处理〉单施无机肥处理〉单施有机肥处理。     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。