DDT在武汉地区三种典型土壤中的吸附和迁移特征

采取室内模拟试验方法,研究了滴滴涕（DDT）在武汉地区三种不同土质类型土壤中的吸附和迁移特征。结果表明：DDT在A、B、C三种土壤中的吸附符合线性吸附方程,在24h左右达到平衡,吸附过程为自发的物理吸附,Kd值在0.3~1.41mL/g之间,Kd值大小顺序依次为A种土〉B种土〉C种土;土柱淋溶试验表明一周后DDT在A种土、B种土和C种土中最大迁移深度分别为11.0cm、13.2cm、15.4cm;影响DDT在土壤中吸附的重要因素之一是土壤中有机质含量;土壤中的DDT对地下水污染存在潜在的风险性,应引起高度重视。     

改良型土壤渗滤系统处理生活污水脱氮除磷

为了研究土壤渗滤系统的净化效果,采用微纳米曝气预处理+土壤渗滤组合工艺处理模拟生活污水,考察其对脱氮除磷过程的影响。试验在2个尺寸均为300 mm×2 400 mm的有机玻璃柱R1、R2内开展,在R2反应器前设置微纳米曝气对进水做预处理。试验结果表明:在水力负荷为4 L/d的条件下,前置微纳米曝气改良型土壤渗滤系统处理生活污水取得了良好的处理效果,R2对化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的平均去除率分别可达83.7%、96.5%、66.4%和92.6%,优于R1的去除效率。微生物学试验证明:2个系统中均存在厌氧氨氧化细菌,且在土壤表层以下0~30 cm处硝化-反硝化及厌氧氨氧化等脱氮反应阶段最为剧烈。前置微纳米曝气改良型土壤渗滤系统克服了传统土壤渗滤系统易堵塞、处理负荷低、脱氮效果差等缺点,对于农村生活污水治理具有推广应用价值。     

土壤中La与P迁移的关联性初步研究

通过室内土柱淋溶试验和人工降雨模拟试验分别观察了元素P和La从土壤表层纵向和横向流失的特征,初步探讨了单一稀土元素La与土施畜禽肥料P随暴雨径流流失的关联性.淋溶试验结果表明,外源La和P在土壤中的纵向迁移都非常困难,La和P的迁移深度分别不超过土壤表层6 cm和8 cm;增加外源La可以降低土壤中水浸提P、NaHCO3浸提P和NaOH浸提P的量,提高HCl浸提P的量,增加残渣态P在TP中的比重;而人工降雨模拟试验结果表明,绝大部分La和总P都是通过径流沉积物相流失(占流失总量的95%以上),对于添加不同剂量的La系列,无论是从土壤表层的流失速率还是流失的总量,总P和La都存在良好的相关性.     

内蒙古河套灌区不同盐碱程度的土壤细菌群落多样性

采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对内蒙古河套灌区三种不同盐碱程度土壤(盐土,强度盐化土,轻度盐化土)不同深度(0~20cm和20~30cm)土壤细菌16S rDNA V3~V6可变区扩增片段进行分析,并对土壤理化性质进行了测定.结果表明:细菌群落多样性随土壤盐碱化程度的加深而减少(轻度盐化土 > 强度盐化土 > 盐土),随土壤深度的增加而降低(细菌群落多样性0~20cm土层大于20~30cm土层).细菌Shannon-Wiener指数在轻度盐化土中最大为3.36,在强度盐化土和盐土分别为3.05和2.49.不同盐碱程度土壤以细菌相似系数聚类,分为0~20cm层与20~30cm层两大族群,土壤细菌群落Shannon-Wiener指数在0~20cm层中(盐土为3.04,强度盐化土为3.29,轻度盐化土为3.36)均大于在20~30cm层(盐土为2.49,强度盐化土为3.05,轻度盐化土为3.14).相关性分析和典范对应分析表明,土壤w(EC)、pH值、w(SOC)、w(TP)是土壤细菌群落结构多样性的显著影响因素,不同盐碱程度土壤中细菌群落的Shannon-Wiener指数与土壤w(EC)(r=-0.542,P < 0.05)、pH(r=-0.526,P < 0.05)呈显著负相关,与土壤w(SOC)(r=0.700,P < 0.01)和w(TP)(r=0.805,P < 0.01)呈极显著正相关.w(EC)和pH对盐碱土壤细菌群落结构的影响力最大. 回收DGGE图谱中20个优势条带进行测序分析,结果显示,变形菌纲(α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲和δ-变形菌纲)是盐碱土壤的主要类群.     

DMPP对氮素垂直迁移转化及淋溶损失的影响

采用自制模拟原状土柱装置,进行新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐（3,4-dimethyl pyrazole phosphate ,DMPP）对氮素淋溶效应试验,探讨其对氮素垂直迁移转化及降低淋溶损失的影响.结果表明,尿素添加1%的DMPP后,与不添加DMPP尿素相比,在60 d内能有效抑制土壤铵氧化反应的发生,显著提高20 cm以上耕作层土壤水铵态氮的浓度,降低硝态氮和亚硝态氮的浓度;20 cm以下深层土壤水铵态氮的浓度与未加DMPP的处理无显著差异,并没有明显导致铵态氮的垂直迁移;深层土壤水硝态氮的浓度显著低于未加DMPP的处理,明显降低硝态氮垂直迁移的淋溶损失;随施氮量增加,添加DMPP尿素的处理,60 d内土壤水中铵态氮与硝态氮的浓度在40 cm以下深层剖面并没有明显增加,其垂直迁移的淋溶损失差别不大.常规尿素添加1%的DMPP,可以调控土壤氮素的迁移转化,有利于土水环境的保护,降低对地下水氮素污染的潜在风险,具有显著的生态效益.     

低铵污水灌溉下土壤中硝化作用试验研究

为模拟含低浓度铵的污水灌溉条件下土壤中硝化作用，采用了铵盐溶液(50mg/LNH4Cl)连续淋沥土壤，进行了垂向土柱试验研究，测定了土柱不同深度氮化合物的浓度。结果表明：低铵浓度污水灌溉下土壤溶液中的硝化作用主要是在30cm内发生的，NO3—N的浓度在30cm左右达到峰值。随后由于脱氮等作用，浓度迅速下降，在100cm处减小到10mg/L左右，在40cm以下土壤中未测出NH4—N。     

长期污水灌溉后林地土壤中磷的含量与移动

为尽可能地削减污水携带的N、P进入湖泊,处理后的城市生活污水被直接喷灌到新西兰罗托鲁阿市的Whakarewarewa森林,并建立了污水灌溉林地处理系统的长期定位试验地以评价生态系统对污水携带营养物质的同化能力.为查清长期污水灌溉土壤中P的数量、迁移淋失及其环境危机,对11a污水灌溉后火山灰土壤中磷的积累、再分布进行剖面分层采样测定.结果表明,土壤pH、TP、Olsen P、M3P、M3Ca和M3Mg在所有灌溉处理区的表层土壤(0～10 cm)均有显著(p0.05)增加,部分增加的显著性达到20～40 cm土层或更深层次土壤.大多数随灌溉而进入土壤的P被保存在上层土壤(0～40 cm)中.土壤Olsen P和M3P的浓度在中、高水平处理区的20 cm以上土层中超过了环境临界值(Olsen P为60 mg.kg-1;M3P为150mg.kg-1),磷饱和率(M3PSR)数值同时显示表层土壤对P的吸持已近饱和,预示土壤磷素有随下渗水向下移动的潜在可能.常规土壤采样以60 mg.kg-1 Olsen P测定值为环境临界值,可解决土壤剖面中磷的下移监测难题.以M3P与M3Al、M3Fe的摩尔比计算的磷饱和率(M3PSR)作为长期污水灌溉林地处理系统中土壤磷向下移动的环境危机临界值参数指标已不是很理想,对新的磷饱和参数的研究是今后的主要工作之一.     

套种条件下混合螯合剂对污染土壤Cd淋滤行为的影响

为了研究螯合剂对污染土壤Cd向下迁移的影响,对采自广东省乐昌市和清远市的2种铅锌矿废水污染水稻土（分别为中性和酸性土壤）进行100 cm土柱室外淋溶试验,研究在玉米与东南景天套种系统中,在5 mmol.kg-1土的混合螯合剂[MC∶柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KCl（摩尔比）=10∶1∶2∶3]的强化作用下对2种污染土壤中Cd的淋滤行为的影响.结果表明,施加混合螯合剂后第2 d,混合螯合剂能明显提高2种土壤各土层淋滤液Cd浓度;施后第8 d混合螯合剂仍能继续提高中性土壤20 cm以下土层和酸性土壤60 cm以下土层淋滤液Cd的浓度,但其活化作用均已迅速下降.施后第2 d和第8 d,2种土壤各土层的套种＋MC处理的淋滤液Cd浓度均超过国家地下水质量标准（GB/T 14848-93）.施加混合螯合剂可降低中性土壤表层全Cd量.不同处理的土壤Cd均有向下层迁移的趋势,尤其是酸性土壤,在20 cm和40 cm处不同处理的全Cd量与起始值比较分别下降了40%～58%和39%～49%,经过100 d的修复即可达到土壤环境质量标准（GB 15618-1995）.上述结果表明,施用混合螯合剂对Cd污染土壤的地下水水质存在一定的潜在污染风险.     

放射性核素60Co在土壤中的淋溶和迁移分布

采用模拟土柱法及同位素示踪技术研究了60Co在2种淹水土壤(小粉土、黄红壤)中的淋溶和垂直迁移.结果表明,淋溶后收集到的全部淋溶水中60Co的含量较少,小粉土及黄红壤淋溶水中60Co分别为总活度的5.61%和5.25%;滞留于土壤中的60Co绝大部分分布在土壤表层0~1.0cm范围内,小粉土及黄红壤中分别有69.74%~78.63%和75.77%~86.84%的60Co 滞留于0~1.0cm土层范围内;土壤中60Co 比活度与距土壤表层深度分布呈单项指数规律.     

折板波形流人工填料污水处理方法的实验研究

污水的土地处理是不同于活性污泥法的一种新型且高效的处理方法,利用土壤-微生物-植物系统的作用实现污水的无害化和资源化[1],该实验模拟了土地处理系统,研究了在固定化微生物的吸附分解作用下、在投加海绵铁填料和在不同的水力负荷(分别是5 cm/d、8 cm/d、12 cm/d)情况下,折板波形流反应器对生活污水的处理效果....     

三峡库区柑橘园施肥量对土壤氮淋失及残留量的影响

本试验以三峡库区秭归县生态站所在流域内的柑橘园土壤作为研究对象,通过0~20、0~40、0~60cm深度的原状土柱淋溶试验对不同施肥量对柑橘园土壤中氮素淋失及残留量的影响进行研究。试验中设置4种施肥处理,为不施肥处理(CK)、低氮施肥处理(T1:250kg·hm-2)、中氮施肥处理(T2:500kg·hm-2)、高氮施肥处理(T3:750kg·hm-2)。结果表明:(1)柑橘园土壤中氮素淋失的主要形态为硝态氮(NO3--N),占总氮(TN)淋失量的36.93%~60.07%,铵态氮(NH4+-N)的比例为4.40%~5.79%。土壤中NO3--N残留量占TN残留量的比例为11.31~45.66‰,NH4+-N残留量的比例为11.31~45.66‰;(2)相同深度的柑橘园土壤中,氮素的淋失量和残留量与施肥量呈显著正相关。不同施肥量下土壤中TN的淋失量和残留量分别为11.35~30.11 kg·hm-2和0.30~1.86 g·kg-1。其中,NO3--N和NH4+-N的淋失量占TN淋失量的比例在T2处理下达到峰值,NO3--N和NH4+-N的残留量占TN残留量比例峰值分别出现在T1和T2处理;(3)相同施肥量下,土壤中氮素不同形态的淋失量和残留量受土壤深度影响的差异较大。施肥后,NO3--N淋失量和残留量的峰值分别出现在20cm和40cm深度,NH4+-N淋失量和残留量的峰值主要出现在20cm深度。从试验中的结果推论,0~40cm土柱中的中氮处理更有利于肥料氮向无机态氮转化以供植物吸收并降低施肥后氮素淋失的风险。     

模拟酸雨对山东主要土壤类型理化性质的影响

以ｐＨ２、３、４、５的模拟酸雨,对山东省棕壤,褐土,潮土,砂姜黑土,盐渍土等５种土壤进行了１－１０ａ室内淋洗土柱试验,结果表明,除棕壤在ｐＨ２的模拟酸雨淋洗第４ａ开始酸化以外,其余４种土壤１０ａ淋滤波ｐＨ值均大于７;模拟酸雨淋洗土壤１０ａ,土壤淋失盐基总量是褐土〉砂姜黑〉盐渍土〉潮土〉棕壤,盐基离子对酸雨的敏感性为Ｃａ＾２＋〉Ｍｇ＾２＋〉Ｋ＾＋,Ｎａ＾＋模拟酸雨对土壤中活化作用是除棕壤ｐＨ２出现活     

土壤质地和湿度对SVE技术修复苯污染土壤的影响

土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)是一种安全、经济、高效的土壤治理技术,广泛应用于包气带土壤中挥发性有机污染物的去除.本研究选取有机污染物苯为对象,通过一维土柱通风模拟,分析了土壤质地(壤砂土、粉壤土和黏土)和湿度(0%、10%和20%)对SVE技术修复苯污染土壤的影响.结果表明,由于受到粉壤土有机质和黏土的通透性影响,这两组实验的SVE修复效率(68.3%和43.4%)小于壤砂土实验组(98.5%);此外,20%和10%湿度条件下的壤砂土土柱模拟实验会出现拖尾现象,而且湿度越大,SVE的修复效率越低.     

养殖污水灌溉对土壤养分和重金属含量的影响

采用野外实地取样和室内测试分析的方法,研究了养殖污水灌溉对不同层次土壤养分状况与铜、锌、砷等重金属含量的影响,为畜禽养殖污水农田科学安全利用提供一定的技术依据。结果表明,长期养殖污水灌溉可明显增加表层土壤(0~20 cm)碱解氮、速效磷、速效钾和全铜含量,但对土壤全氮、p H和有机质以及土壤全锌、全砷含量影响不明显。对土壤垂直剖面样品的分析结果表明,长期养殖污水灌溉对20~60 cm土层碱解氮、速效磷、速效钾、全铜和全砷含量有一定的影响,对土壤全锌的含量及其垂直迁移的影响不显著。因此,养殖污水灌溉能导致土壤不同层次尤其是表层土壤有效养分的累积,为作物的生长发育带来养分,但同时也因引入的重金属引发一定的重金属累积及迁移的风险。     

淹水条件下种植水稻对氮元素渗漏的影响

为了探明淹水植稻条件下氮元素在土层中的垂直移动、渗漏情况，设置了模拟土柱培养试验。试验以淹水种植水稻为处理，以淹水不种水稻为对照，探讨植稻对模拟土柱（40cm埋深处）渗漏水硝态氮、铵态氮的淋出数量的影响。结果表明：硝态氮与铵态氮相比，硝态氮极易流失；在试验整个过程中，淹作种植水稻硝态氮总流失量流失远大于不种水稻，铵态氮则与之相反；从绝对数量看，种植水稻与不种植水稻氮的渗漏都以硝态氮为主。     

ZVI/Air体系修复砷污染土壤的研究

采用ZVI/Air体系对模拟砷污染土壤与实际砷污染土壤进行修复。研究了ZVI投加量、Air曝气速率与pH对修复效果的影响,初步探讨了砷的稳定化机理,并应用于实际砷污染土壤的修复。研究结果表明,在20 g砷浓度为500 mg/kg的模拟污染土壤中加入0.3 g铁粉,固液比1∶20,曝气速度为0.02 m3/h,常温常压下反应50 min,模拟污染土与实际污染土中砷浸出液浓度均下降到5 mg/L以下,满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的要求。     

土地快速渗滤处理啤酒废水的土柱模拟试验

对啤酒废水进行了模拟土地快速渗滤处理的试验研究。模拟土柱经10个淹水期的生化培养期,其CODcr去除率达96％左右,BOD_5可达98％以上,且去除效果主要集中于系统上部约100cm厚的土层内。此外,还研究了影响快速渗滤系统净化效果的主要因素及其水力负荷周期、水力负荷率。     

垃圾渗滤液变组分浓度污染物运移耦合模型

基于非饱和溶质运移理论,建立了水分运移和溶质对流-扩散的动力学耦合模型,通过室内土柱试验拟合了垃圾有机污染物衰减曲线,在充分考虑垃圾污染物浓度衰减,土壤水环境吸附解吸、生物降解作用基础上,进行了污染物运移的数值模拟,模拟结果较真实地反映了污染物的运移规律,该模型可为定量预测垃圾场土壤中有机污染物的时空分布提供一定的理论依据。     

三峡库区柑橘园施肥量对土壤氮淋失及残留量的影响

本试验以三峡库区秭归县生态站所在流域内的柑橘园土壤作为研究对象,通过0～20、0～40、0～60 cm深度的原状土柱淋溶试验对不同施肥量对柑橘园土壤中氮素淋失及残留量的影响进行研究.试验中设置4种施肥处理,为不施肥处理(CK)、低氮施肥处理(T1:250 kg·hm~(-2))、中氮施肥处理(T2:500 kg·hm~(-2))、高氮施肥处理(T3:750 kg·hm~(-2)).结果表明:①柑橘园土壤中氮素淋失的主要形态为硝态氮(NO_3~--N),占总氮(TN)淋失量的36. 93%～60. 07%,铵态氮(NH_4~+-N)的比例为4. 40%～5. 79%.土壤中NO_3~--N残留量占TN残留量的比例为11. 31‰～45. 66‰,NH_4~+-N残留量的比例为1. 05‰～2. 07‰;②相同深度的柑橘园土壤中,氮素的淋失量和残留量与施肥量呈显著正相关.不同施肥量下土壤中TN的淋失量和残留量分别为11. 35～30. 11 kg·hm~(-2)和0. 30～1. 86 g·kg~(-1).其中,NO_3~--N和NH_4~+-N的淋失量占TN淋失量的比例在T2处理下达到峰值,NO_3~--N和NH_4~+-N的残留量占TN残留量比例峰值分别出现在T1和T2处理;③相同施肥量下,土壤中氮素不同形态的淋失量和残留量受土壤深度影响的差异较大.施肥后,NO_3~--N淋失量和残留量的峰值分别出现在20cm和40 cm深度,NH_4~+-N淋失量和残留量的峰值主要出现在20 cm深度.从试验中的结果推论,0～40 cm土柱中的中氮处理更有利于肥料氮向无机态氮转化以供植物吸收并降低施肥后氮素淋失的风险.     

污泥土地利用中重金属铜在土壤中的迁移行为

研究通过模拟土柱淋溶实验来研究污泥土地利用中重金属铜在土壤中的迁移行为。结果表明污泥土地利用会明显增加土壤中铜的总量,但大部分集中在40 cm以上的土壤中。通过BCR连续提取法发现,经淋溶后耕作层（0 cm~30 cm）土壤中的铜仍然以残渣态为主（占50%以上）,但能被植物利用的酸溶/可交换态和可还原态铜有了明显的增加。与去离子水相比,模拟酸雨（pH=4.5）会使土壤中铜的淋溶强度增加,并更能促使其向下迁移。