羟基磷灰石对棕壤和红壤铜吸附的影响

采用等温平衡法,观测了羟基磷灰石对红壤、棕壤铜吸附量的影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析了土壤铜的吸附特征。结果表明,棕壤对铜的吸附能力明显高于红壤。以n（磷）∶n（铜）=1∶1向棕壤与红壤中施用羟基磷灰石,会增加两种土壤对铜的吸附量。其中,羟基磷灰石影响红壤对铜吸附能力明显高于棕壤。增加羟基磷灰石的施用量,会增加红壤与棕壤对铜的吸附量,提高土壤铜的吸附能力。高量羟基磷灰石[n（磷）∶n（铜）=4∶1]的作用效果最为明显;与对照相比,铜的吸附量分别增加62.1%和28.4%。据此推测,在铜污染红壤或棕壤上,可以选用羟基磷灰石作为磷肥的肥源。     

大田条件下不同钝化剂对空心菜吸收镉的影响及机理

通过大田试验,研究4种钝化剂（赤泥、海泡石、钙镁磷肥和磷矿粉）对两茬空心菜（Ipomoea aquatica Forsk.）生长和镉吸收的影响。钝化剂施用量为：赤泥（0.5%和1.0%）、海泡石（0.3%和0.5%）、磷矿粉（450和900 kg.hm-2）、钙镁磷肥（450和900 kg.hm-2）。结果表明,各钝化剂均能显著降低土壤有效态镉质量分数,钝化能力大小表现为海泡石〉赤泥〉钙镁磷肥〉磷矿粉;钝化剂提高了空心菜地上部生物量,第1茬时（50 d）,施用高量赤泥、低量海泡石和高量钙镁磷肥处理生物量增加最为明显,地上部分别增加78.7%、75.2%和76.6%。第2茬（80 d）,高量赤泥与高量磷矿粉处理增加最高,地上部分别增加24.6%和34.5%。钝化剂对空心菜镉吸收影响不同,第1茬时对根系和地上部分别起促进和抑制作用,施用高量赤泥和高量海泡石最能抑制地上部镉累积,镉质量分数分别降低27.3%和23.2%。第2茬时,除海泡石外,钝化剂均显著抑制了根系和地上部的镉吸收,高量磷矿粉和赤泥效果最佳。总体来看,赤泥是保障农产品安全的最佳钝化材料,海泡石效果最差。     

可变电荷土壤和恒电荷土壤Cl-吸附特性的研究

对不同浓度KCl和不同pH下，3种可变电荷土壤和4种恒电荷土壤Cl-吸附量进行了测定。结果表明，土壤Cl-吸附量随平衡Cl-浓度C（e）增加而增大，恒电荷土壤呈线性，可变电荷土壤在添加Cl-0.5~5.0mmol/L下，符合Langmuir吸附等温式。同一浓度下的Cl-吸附量及其随浓度增加的速率均为砖红壤>红壤>赤红壤>黄棕壤>棕壤、暗棕壤和黑土，与这些土壤所带正电荷量顺序相一致。Langmuir方程K值较小且几种土壤差异不大。恒电荷土壤对Cl-的吸附量很小，在浓度较低时常出现负吸附，其吸附机理可能更多的是与K+吸附时的同时吸附。7种土壤Cl-吸附量均随pH增加而降低，但降低强度可变电荷土壤远大于恒电荷土壤。     

生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜特性的影响

锰氧化物作为改性材料应用于制造复合材料一直是环境领域的研究热点,锰氧化物改性的复合材料在水处理、空气清新剂等领域应用广泛。但目前,将生物炭-锰氧化物复合材料作为吸附材料改变土壤对铜吸持能力的研究还不多见。采用等温平衡吸附法,测定生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜的能力影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析红壤对铜的吸附特征。结果表明：不同用量的生物炭-锰氧化物复合材料加入后,均会明显提高红壤对铜的吸附量。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%生物炭-锰氧化物复合材料的红壤处理,其铜的吸附量较未添加处理分别增加了63.1%、130%,310%和509%。Freundlich吸附方程能较好的描述不同用量生物炭-锰氧化物复合材料影响红壤对铜的吸附特征。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%炭-锰材料处理的分配系数（Kf值）分别为0.176、0.286、0.653和0.800。生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,分配系数（Kf值）较对照红壤提高了5倍,生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后对红壤pH值影响不大,对CEC（阳离子交换量）有较大的影响;生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,CEC为5.59 cmol·kg-1,较对照增加了14.1%,温度升高,有利于提高红壤对铜的吸附能力。生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后,红壤在1034.63、537.22、471.45 cm-1处有吸收峰出现,红壤表面-OH、Mg-O、Si-O等活性官能团数量明显增加。生物炭-锰氧化物复合材料增加红壤对铜的吸附机制可能是红壤表面Mg-O、Si-O等官能团与铜形成了Mg-O-Cu-、Si-O-Cu-络合物,提高了红壤对铜的吸持能力。从土壤化学与土壤修复的角度出发,生物炭-锰氧化物复合材料可用于铜污染红壤修复。     

pH对黄棕壤重金属解吸特征的影响

对黄棕壤在pH 4~7不同吸附量下6种典型重金属(Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Co2+、Ni2+)的解吸进行了测定。结果表明,6种重金属的解吸量随吸附量增加而线性增大,解吸量随pH升高而增加,但解吸量占吸附量的比例随pH升高而降低。在试验条件下,黄棕壤吸附Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Co2+、Ni2+的平均解吸率分别为8.6%、14.3%、74.1%、9.2%、42.1%和36.9%,表明黄棕壤对6种重金属的专性吸附选择性和亲和力顺序为Cu2+、Pb2+ > Zn2+ > Co2+ > Ni2+ > Cd2+。     

可变电荷土壤和恒电荷土壤CI~-吸附特性的研究

对不同浓度ＫＣＬ和不同ｐＨ下，３种可变电荷土壤和４种恒电荷土壤ＣＩ－吸附量进行了测定。结果表明，土壤ＣＩ－吸附量随平衡 ＣＩ－浓度 Ｃ（ｅ）增加而增大，恒电荷土壤呈线性，可变电荷土壤在添加 ＣＩ－ ０．５－５．０ ｍｍｏｌ／Ｌ．下，符合 Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式。同一浓度下的ＣＩ－吸附量及其随浓度增加的速率均为砖红壤＞红壤＞赤红壤＞黄棕壤＞棕壤、暗棕壤和黑土，与这些土壤所带正电荷量顺序相一致。Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程Ｋ值较小且几种土壤差异不大。恒电荷土壤对ＣＩ－的吸附量很小，在浓度较低时常出现负吸附，其吸附机理可能更多的是与Ｋ＋吸附时的同时吸附。７种土壤ＣＩ－吸附量均随ｐＨ增加而降低，但降低强度可变电荷土壤远大于恒电荷土壤。     

改性土壤对模拟含硝基苯废水的吸附

研究了季铵盐阳离子表面活性剂四甲基铵离子（TMA）和十六烷基三甲基铵离子（HDTMA）改性的土壤（黑土、黄棕壤、红壤）对水中硝基苯的吸附作用。结果表明：改性土壤和改性土壤均能吸附水中的硝基苯。但改性土壤对水中硝基苯的吸附能力明显高于未改性土壤。改必土壤吸附硝基苯能力的顺序为1CEC－HDTMA黑土＞1CEC－HDTMA黄棕壤＞0．7 CEC－HDTMA黄棕壤＞1 CEC－HDTMA红壤＞0．7 CEC－HDTMA红壤＞1 CEC－TMA黄棕壤＞1 CEC－TMA红壤。未改性土壤和HDTMA改性土壤对硝基苯的吸附通过分配来进行，吸附等温线可用Henry方程表示，其lgKSOM为2．27，lgKHDTMA为2．87。     

生物炭与磷肥配施对棕壤中Cd形态及其有效性的影响

通过实验室模拟Cd污染棕壤,探讨单施不同量(20和40 g·kg~(-1))花生秸秆生物炭(PB)和棉花秸秆生物炭(CB)、20 g·kg~(-1)磷肥(P)以及两者配施对污染土壤p H值及5种形态Cd含量变化的影响,分析生物炭、磷肥及其联合作用对棕壤Cd生物有效性的影响机制。结果表明,单施磷肥可显著降低土壤p H值(较CK降低14.64%),单施生物炭以及两者配施均可提高土壤p H值(较CK增加0.99%~24.67%),以单施40 g·kg~(-1)花生生物炭处理土壤p H值增幅最显著。单施磷肥显著降低土壤可交换态、碳酸盐合态和铁锰氧化物结合态Cd含量,增加有机结合态和残渣态Cd含量;单施生物炭和配施处理均可使土壤可交换态Cd含量显著减少,碳酸盐结合态Cd含量显著增加(49.76%)。在相同施炭量(20 g·kg~(-1))下,配施处理土壤有效态Cd含量的降幅高于单施处理,且花生秸秆生物炭与磷肥配施处理效果优于棉花生物炭与磷肥配施,Cd活性系数分别为0.150和0.236,即20 g·kg~(-1)花生秸秆生物炭+20 g·kg~(-1)磷肥(P+PB_2)混合处理最有利于降低土壤Cd生物有效性。     

不同磷含量和秸秆添加量对褐土镉吸附解吸的影响

采用室内培养的方法,通过人为添加不同量的玉米干秸秆和磷,研究不同含磷量土壤对镉吸附解吸影响,以探讨磷—镉在土壤中的交互作用机制。结果表明,不同含磷量的土壤对不同质量浓度锌镉吸附解吸时,在低质量浓度镉（Cd3）条件下,土壤对镉的吸附量随磷质量分数的增加先升高后降低,解吸量随着土壤中磷质量分数的增加先升高后降低再升高;而在高质量浓度镉（Cd30）条件下,土壤对镉的吸附量随磷质量分数的增加逐渐升高,在相同磷水平下,随外加锌质量浓度的增加,镉的吸附量明显降低,而解吸量则逐渐升高。不同秸秆量土壤对不同质量浓度镉吸附解吸时,在Cd3条件下,土壤对镉的吸附量随秸秆加入量的增加先升高后降低,而在同一质量分数磷情况下,吸附量逐渐下降;土壤对镉的解吸量在磷质量分数为120 mg·kg^-1（P2）时最低,而后随着磷质量分数的增加而增加。在同一质量分数磷水平情况下,随着秸秆添加量的增加,土壤对镉的解吸量逐渐增加。而在Cd30条件下,土壤对镉的吸附量逐渐增加,在同一磷水平情况下,土壤对镉的吸附情况是低量秸秆（C1）〉高量秸秆（C2）,但在磷质量分数为240 mg·kg^-1（P3）水平下,不添加秸秆（C0）情况时镉的吸附量最大,而后降低。土壤对镉的解吸量随着磷含量的增加而增加。在同一磷水平情况下,随着秸秆添加量的增加,土壤对镉的解吸量逐渐增加。     

污泥施用对林地土壤基本性质及酶活性的影响

以无锡卢村污水处理厂厌氧消化的脱水污泥为有机肥源,采用土培盆栽试验的方法,研究了不同用量污泥施用后土壤基本性质的变化及对土壤酶活性的影响。试验设计5种处理,污泥施用量和占土质量的比例分别为0（不施污泥的对照处理,CK）,30（3%）,60（6%）,120（12%）和240（24%）g·kg^-1。结果表明,污泥使用提高了土壤中养分元素和有机质的含量;黄棕壤中过氧化氢酶的活性平均比潮土中的高5.2%,随污泥用量的增加潮土中过氧化氢酶活性提高,而黄棕壤中的无明显变化;与对照相比,土壤脲酶活性在两种土壤上分别增加55.6%～122%（黄棕壤）和46.2%～67.5%（潮土）,且与土壤全氮、全磷、水解氮、速效磷和有机质（黄棕壤）和土壤全氮、水解氮和有机质（潮土）呈正相关;结果还显示污泥使用增加了土壤蔗糖酶活性,但不同污泥用量之间无明显差异。     

石漠化地区豆科植物根瘤菌降解碳酸钙、镁能力研究

微生物对岩溶地区岩石风化、成土具有明显的促进作用,为了筛选出能够促进碳酸盐岩风化、加快成土速率的优势根瘤菌菌株,将其与豆科植物建立共生体系,进行石漠化地区修复与治理,实验以分离自云南石漠化地区的9株豆科植物根瘤菌为研究对象,将9株根瘤菌接种于加有难溶性碳酸钙或碳酸镁的液体培养液中,28.5℃、160 r·min-1摇床培养15 d,于0、1、3、6、10、15 d取样2 mL,每个样3个平行;将样品加入到10 mL体积比5∶1的硝酸高氯酸消化液中浸泡过夜,放在电热板上缓慢加热至溶液澄清透明,分别用含La3＋2%的盐酸溶液定容至10 mL,空白用同样方法处理;最后采用原子火焰吸收方法测定样品中Ca2＋和Mg2＋含量,筛选出对碳酸盐岩主要成分碳酸钙和碳酸镁具有强降解作用的根瘤菌菌株。结果表明：热带根瘤菌Rhizobium tropici （SWFU09）和根瘤菌Rhizobium sp.（SWFU02）对碳酸钙降解作用最强;对碳酸镁降解作用最好的菌株为根瘤菌Rhizobiumsp.（SWFU03）、热带根瘤菌Rhizobium tropici（SWFU05）和慢生根瘤菌Bradyrhizobium sp.（SWFU01）。溶液pH值对碳酸镁降解作用具重要的影响,对碳酸钙降解作用影响不大,说明根瘤菌代谢产生的酸性物质（有机酸、氨基酸）对碳酸钙和碳酸镁降解作用有一定影响,但不是唯一影响因素;也可能是微生物代谢产生的有机配体（基）吸附碳酸钙和碳酸镁表面,与水体中的成分形成复合物,改变溶解的平衡,置换出Ca2＋和Mg2＋。     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

秸秆还田下改良剂对水稻生长和Cd吸收积累的影响

土壤中的镉（Cd）易在水稻中积累而威胁人体健康,秸秆还田下不同化学改良剂对水稻Cd 吸收累积特性的影响效应值得关注.选取成都平原德阳市旌阳区Cd 污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆（油菜、小麦）直接还田下添加石灰、钙镁磷肥、海泡石3 种改良剂对水稻生长和Cd 吸收累积的影响.结果表明：与对照相比,油菜秸秆＋钙镁磷肥和小麦秸秆＋海泡石处理均能增加水稻株高、分蘖数和产量,其中产量提高了6.34%和12.64%,达显著水平（P〈0.05）.秸秆还田下,配施改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）均能显著降低（P〈0.05）水稻糙米Cd 含量,较对照降幅分别为21.65%-36.75%（油菜秸秆还田）和21.11%-33.87%（小麦秸秆还田）.油菜秸秆＋改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）促进了土壤Cd 向茎叶的累积,较对照增加1.31-2.41 倍,这对水稻秸秆（茎叶）还田利用有不利影响.小麦秸秆＋石灰或海泡石处理均显著降低了茎秆、谷壳Cd 积累,较对照降幅为6.28%-19.63%和70.16%-78.68%.综合水稻产量及其对土壤Cd 吸收累积效应,油菜秸秆配合改良剂（海泡石、石灰和钙镁磷肥）、小麦秸秆＋海泡石是较为理想的秸秆还田与改良剂配合处理技术.     

不同钝化材料对红壤中铜有效性的影响及机理

选取3种钝化材料（赤泥、硼泥、钙镁磷肥）,通过盆栽试验,观测了在不同铜污染水平红壤上,3种钝化材料对小油菜（Brassica campestris,L var Conmunis）吸收铜的影响。结果表明：在铜污染红壤上,3种钝化材料降低土壤EDTA提取态铜含量的效果显著。其中,在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、硼泥处理降低效果最为明显,较污染对照降低了41.48%、44.44%。在低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥处理降低效果最为明显,较对照处理降低了35.83%。施用3种钝化材料均能促进小油菜生长,增加小油菜的生物量,降低小油菜对铜的吸收量。其中,低铜污染水平红壤上,施用高量赤泥、高量硼泥与硼泥-赤泥联合施用处理降低铜含量的效果最为明显,与污染对照相比,小油菜铜含量分别降低82.64%,72.71%,85.14%;在高铜污染水平红壤上,施用高量赤泥与硼泥、赤泥联合施用处理降低小油菜铜含量的效果最为明显,小油菜铜含量分别为36.37,36.32 mg.kg^-1。结果表明,用量为45 000 kg.hm^-2的赤泥是最佳的功能钝化材料。     

蕉园土壤因子与香蕉枯萎病发病的相关性研究

香蕉枯萎病（Fusarium oysporum f.cubense）是当前严重威胁我国华南地区香蕉生产的重要土传病害,目前尚未找到有效的防治方法。于2010年采集了3个典型香蕉枯萎病患病样地（尖峰、冲坡、十月田）和2个健康样地（临高、广州）的根际与非根际土壤样品共46份,采用常规分析方法测定了19项土壤理化指标含量。旨在从农艺措施的角度考虑香蕉枯萎病的防治提供理论依据。结果表明：健康蕉园的大多理化性状和养分含量高于患病蕉园。尤以土壤粘粒、有机质、CEC、全N、全P、有效P、有效Cu、有效Fe、有效B和交换性Ca含量表现更为明显,其在健康蕉园中的含量均为患病蕉园的1.5倍以上。同一患病蕉园根际土壤中的pH值随植株感病级别增加而上升,而有效P和有效B含量随植株感病级别增加而降低。由此可以推论,在蕉园适当增施P肥和B肥有助于抑制香蕉枯萎病发生。     

改良剂对土壤-芦蒿系统中镉行为的影响

开展了硅肥、钙镁磷肥、石灰和骨炭粉等对镉污染土壤的固定修复研究,结果表明,施用固定剂后不同程度地缓解了芦蒿吸收Cd,其中硅肥和钙镁磷肥的效果最好,在1%的施用量下,两种固定剂可使芦蒿可食部位的Cd含量降低到卫生限量标准水平以下,而其它处理在本研究条件下未能使芦蒿Cd含量降低到安全范围,固定剂抑制芦蒿吸收Cd的效果从大到小的顺序依次为:硅肥≈钙镁磷肥＞石灰≈骨炭粉＞高炉渣≈钢渣,形态提取分析表明,施用固定剂处理使土壤Cd的水溶态、可交换态和碳酸盐结合态减少,而有机结合态和残渣态增加,说明促进Cd从有效态向缓效/迟效态转化是固定剂抑制芦蒿吸收Cd的重要机制.     

Environmental benefits of using magnesium carbonate minerals as new wildfire retardants instead of commercially available,phosphate-based compounds

A serial batch leaching experiment has been carried out to evaluate the release of elements from the ash of Pinus halepensis needles burned under two test conditions—with and without treatment of the forest species with the carbonate minerals (huntite and hydromagnesite) in aqueous solution (pH 6). The ash (before and after leaching) and leachates were analyzed using atomic absorption spectroscopy and X-ray diffraction. Compared with data from samples treated with the commercially available, phosphate-based fire retardant diammonium phosphate (DAP), we found that use of huntite or hydromagnesite was much more successful in obstructing the release of the toxic elements present in the ash, probably because of the alkaline conditions resulting from decomposition of the minerals during burning. In contrast, DAP tended to be more able to facilitate the extraction of some toxic metals (e.g., Zn, Cu, Mn), probably because of the acidic conditions resulting from its decomposition to phosphoric acid. Data from this study thus lend strong support to the use of magnesium carbonate minerals as new wildfire retardants, because they were shown to be more friendly to the environment (e.g., soil, ground, and underground water streams) than those currently in use (e.g., phosphate or sulfate salt type).