好氧生物泥浆法降解土壤中三氯代多氯联苯的影响因素分析

采用好氧生物泥浆法处理多氯联苯（PCBs）污染土壤,基于五因素三水平正交试验探究葡萄糖、联苯、任意甲基化-β-环糊精（RAMEB）、土水比和降解菌剂5个因素对PCBs降解效率的影响.结果表明：在好氧生物泥浆体系中,仅三氯代PCBs含量显著下降（最高降解率为42.1%）,而四氯~七氯代PCBs含量无显著变化.以三氯代PCBs的降解率为试验指标,对正交试验结果进行极差分析,可知影响三氯代PCBs好氧降解率的主次因素依次为：土水比、RAMEB、葡萄糖、降解菌剂、联苯.其中,葡萄糖和联苯对三氯代PCBs的降解有抑制作用,而土水比、RAMEB及降解菌剂对三氯代PCBs的降解有促进作用.因此,通过提升泥浆体系传质水平、提高PCBs生物有效性及增加降解菌数量,有望进一步提高好氧生物泥浆法降解PCBs的效率.     

封闭式芦苇湿地处理钻井泥浆的可行性研究

研究了现场中试条件下芦苇湿地处理钻井泥浆的可行性及钻井泥浆对土壤和芦苇等湿地介质的影响。研究结果表明：在7个月运行期内，单位面积钻井泥浆施入量5kg/m^2,20kg/m^2和40kg/m^2的芦苇湿地对矿物油的迁移降解率分别为75％－85％，78％－90％和65％－90％；钻进泥浆中的矿物油对湿地土壤的污染基本局限于表层，对深层土壤的污染趋势并不明显，一般40cm以下矿物含量已低于对照区表层土的背景值；钻井泥浆能增加芦苇的生物量，对芦苇品质指标的影响很小。     

三峡库区消落带甲基汞变化特征的模拟

为探寻三峡水库消落带在干湿交替条件下甲基汞的变化规律,以库区典型消落带土壤为研究对象,采用模拟试验,研究了干湿交替条件下消落带土壤和水体甲基汞含量和动态变化趋势及其影响因素.结果表明:淹水过程会促进土壤无机汞向有机汞转化,土壤甲基汞含量在淹水和落干过程均呈现先增加后减少的趋势;随着干湿交替周期的增加,土壤甲基汞含量增加,第二次淹水后土壤甲基汞平均含量比第一次淹水增加了22.13%,第二次落干后土壤甲基汞平均含量比第一次落干增加了58.17%.第二次淹水过程土壤甲基汞占总汞的比例明显高于第一次淹水,土壤中汞的甲基化主要与干湿交替循环有关.土壤淹水后会迅速向水体释放甲基汞,水体中甲基汞含量明显增加,两次淹水过程增幅分别为119.42%和334.72%,水体甲基汞和土壤甲基汞之间无显著相关.干湿交替环境土壤甲基汞含量主要受pH值、有机质含量、Eh和土壤含水量等因素的影响;水体中甲基汞含量的影响因素则主要有水体pH值、DO、DOM、水温等.     

三峡库区消落带甲基汞变化特征的模拟

为探寻三峡水库消落带在干湿交替条件下甲基汞的变化规律,以库区典型消落带土壤为研究对象,采用模拟试验,研究了干湿交替条件下消落带土壤和水体甲基汞含量和动态变化趋势及其影响因素.结果表明:淹水过程会促进土壤无机汞向有机汞转化,土壤甲基汞含量在淹水和落干过程均呈现先增加后减少的趋势;随着干湿交替周期的增加,土壤甲基汞含量增加,第二次淹水后土壤甲基汞平均含量比第一次淹水增加了22.13%,第二次落干后土壤甲基汞平均含量比第一次落干增加了58.17%.第二次淹水过程土壤甲基汞占总汞的比例明显高于第一次淹水,土壤中汞的甲基化主要与干湿交替循环有关.土壤淹水后会迅速向水体释放甲基汞,水体中甲基汞含量明显增加,两次淹水过程增幅分别为119.42%和334.72%,水体甲基汞和土壤甲基汞之间无显著相关.干湿交替环境土壤甲基汞含量主要受pH值、有机质含量、Eh和土壤含水量等因素的影响;水体中甲基汞含量的影响因素则主要有水体pH值、DO、DOM、水温等.     

废弃泥浆对大豆有机物含量的影响

用大豆种子的盆栽实验,验证了大庆油田所用的水基泥浆对大豆中有机污染物含量的贡献,证明了农作物对石油总烃和酚类物质有较强的吸收作用,说明石油总烃、酚类物质和石油芳烃3种有毒有机物在大豆种子中有一定的富集作用.     

Sr在土壤-大豆间的迁移和分布特征

放射性Sr是目前土壤环境放射性污染的重要污染物。文章以温室盆栽为实验研究方式,通过在栽培土壤中添加不同浓度的Sr,探讨Sr在土壤—大豆系统间的迁移特征。大豆盆栽种植56 d后收获并检测果实、叶片、茎和根系中的Sr含量。结果表明,Sr主要累积在大豆的叶器官中,经外源添加Sr处理的大豆各器官中迁移系数(TF)均大于土壤本底中Sr在大豆各器官中的TF值。经外源添加Sr处理的大豆各器官的富集率(CR)随Sr添加量的增加而增加。应用Tessier连续浸提法分析各处理土壤中Sr形态的变化,随着土壤中外源加入Sr含量的增加,可交换态Sr所占土壤中总Sr含量的比重逐渐增加,残渣态Sr所占土壤中总Sr含量的比重逐渐减少,大部分外源加入的Sr以可交换态存在,使得土壤中Sr的可移动性比例增加。大豆各器官中的Sr含量与其土壤中可交换态,碳酸盐结合态和铁锰氧化态的Sr呈显著正相关关系,与残渣态的Sr呈负相关关系。     

城市生活垃圾热水解产物对土壤酶活性及菠菜生长的影响研究

通过两种预处理工艺生产营养土(城市生活垃圾经过热水解+高温好氧堆肥的营养土A和城市生活垃圾经过热水解的营养土B),采用盆栽对比试验法,研究利用营养土种植菠菜过程中土壤酶活性和菠菜生物量的变化及其对土壤理化性质和作物生长的影响。结果表明:营养土A和营养土B均能有效提高菠菜种植过程中土壤的脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性,并且其随着营养土施用量的增加而增加趋势;在菠菜生长的同一阶段,施用营养土A的土壤酶活性高于营养土B的处理组和对照组,其中脲酶最高值为9.10 mg/g,出现在土壤与营养土的质量配比为5:1的处理组(30 d)。两种营养土的施加均对中性磷酸酶活性有一定的抑制作用。施用营养土A和营养土B均可以显著提高菠菜的生物量,特别是施用营养土A时,土壤与营养土的质量配比为5:1实验组的菠菜鲜重为64.19 g,与未施用营养土的对照组相比,增加132.32%。施用营养土A和营养土B能够影响土壤酶活性,增加菠菜生物量,营养土A的增产效果更为明显。     

施用鸡粪和猪粪对2种土壤As、Cu和Zn有效性的影响

在水稻土和赤红壤中分别以质量分数2%和4%施人含As、Cu和Zn的鸡粪和猪粪,以不施肥为对照(CK)进行通菜盆栽试验,研究施入鸡、猪粪对土壤As、Cu和Zn有效性的影响.结果表明,施用鸡、猪粪几乎均比CK显著提高通菜地上部生物量,而且水稻土中生物量显著高于赤红壤.施用粪肥显著提高通菜As含量和As吸收量,呈高量处理>低量处理、猪粪>鸡粪处理且在水稻土>赤红壤的规律.除水稻土中Cu含量外,施用粪肥也显著提高通菜Cu、Zn含量及吸收量.通菜收获后,所有处理土壤总A6含量比试验前稍微降低、有效As含量及有效As占总As质量分数则大幅下降,但几乎所有粪肥处理土壤Cu和Zn的总含量、有效含量及有效质量分数均提高.与CK相比,粪肥处理土壤总As、有效As分别提高0.3～3.0 mg·kg-1和0.01～0.034 mg·kg-1,有效As质量分数增加0.033～0.178个百分点;总Cu、有效Cu提高3.1～30.4 mg·kg-1和5.2～19.4 mg·kg-1,有效Cu质量分数增加1.2～34.1个百分点;土壤总Zn、有效Zn提高-10.6～79.6 mg·kg-1和4.0～65.9 mg·kg-1,有效Zn质量分数增加1.0～64.2个百分点.如以土壤重金属有效含量增量及有效质量分数提高来评价其有效性变化,则粪肥提高土壤As、Cu和Zn有效性的作用为高量处理>低量处理且在赤红壤中作用大于水稻土.     

抗生素磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在土壤中的淋溶行为研究

农业生产中畜禽粪污还田会将残留的抗生素带入农田土壤,并能通过淋溶作用迁移至深层土壤最终进入地下水. 该研究采用模拟土壤柱淋溶试验方法,研究了2种磺胺类抗生素——磺胺嘧啶(sulfadiazine,SDZ)和磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)在农田土壤中的淋溶行为,以及表层土抗生素含量、淋溶液pH和有机质对各土柱剖面SDZ和SMX残留水平的影响. 结果表明:①不同表层土抗生素含量下,SDZ和SMX在供试土壤中均呈向下迁移的趋势,但淋溶结束后上层土壤中二者含量明显高于下层,土柱各层抗生素的含量随表层土抗生素含量的增加而增加. ②淋溶液pH为3.00和5.00时,各层土壤中SDZ和SMX的含量均高于淋溶液pH为7.00时. 淋溶液pH较高时两种磺胺类抗生素多以阴离子形态存在,会与带负电荷的土壤颗粒产生静电斥力而易于向下迁移;随着淋溶液pH的降低,两种磺胺类抗生素阴离子形态占比减少,上层土壤中保留的抗生素含量变高,向下迁移的能力减弱. ③粪便添加组上层土壤中SDZ和SMX的含量明显高于未添加组,抗生素向下迁移的能力减弱,这与有机质的添加使得上层土柱吸附能力增强有关. 通过模型模拟,SDZ和SMX的地下水污染指数分别为3.50和4.45,均大于2.8,表明在供试土壤中这2种磺胺类抗生素的淋溶迁移性较强. 研究显示,淋溶试验结果与模型模拟结果一致,表明SDZ和SMX对地下水存在潜在污染风险.      

昼夜增温对大豆田土壤N2O排放的影响

通过田间试验,用静态箱-气相色谱法测定N2O排放通量,研究昼夜增温对大豆田土壤N2O排放的影响.结果表明,增温没有改变大豆田土壤N2O排放通量的季节性变化规律.整个生长季,与对照相比,增温土壤N2O平均排放通量增加了17.31%(P=0.019),累积排放量显著增加了20.27%(P=0.005).对照与增温处理土壤N2O排放通量与土壤温湿度均呈显著性相关关系,对照与增温土壤的N2O排放温度敏感系数分别为3.75和4.10.整个生育期,增温显著增加了植株地上和总生物量、叶片硝酸还原酶活性和全氮含量,显著降低了叶片NO3--N含量;显著增加了土壤NO3--N含量,但对土壤有机碳及全氮含量没有显著影响.本研究表明,昼夜增温显著增加了大豆田土壤N2O的排放.     

不同硒水平对大豆不同部位累积镉的影响

通过大豆盆栽试验,土壤中Se含量分别为1.56、2.56、3.56、6.56、11.56 mg/kg,研究硒对大豆生物量的影响,大豆茎、叶、果、壳富集Se以及累积Cd的规律。结果表明,适量的Se对大豆累积Cd起缓解作用,其中,除2.56mg/kg体现出硒镉的协同作用外,其它随着土壤中硒的含量的增加,大豆的茎、果、壳、叶累积Cd的含量逐渐降低。同时,大豆的豆粒具有良好的富硒能力,富硒能力的顺序依次是果>叶>茎>壳。     

组配改良剂对污染稻田中铅、镉和砷生物有效性的影响

选取湖南某矿区重金属和砷复合污染稻田土,以盆栽实验研究了施用组配改良剂LMF(碳酸钙+偏高岭土+钙镁磷肥)对土壤中Pb、Cd和As的生物有效性和水稻糙米中Pb、Cd和As累积效应的影响.结果表明:施用LMF能显著增加供试土壤pH值、交换性盐基总量(TEB)和阳离子交换量(CEC),对盐基饱和度(BS)和有机质(OM)含量无显著影响.施用LMF能显著降低土壤中Pb、Cd的交换态和酸可提取态含量,以及降低Pb的TCLP提取态含量,对Cd的TCLP提取态含量无明显效果.LMF施用使土壤中As的交换态和TCLP提取态含量呈现先下降后上升的趋势,且均在施用量为2 g·kg-1时含量最低.随着LMF施用量的增加,水稻糙米中Pb、Cd的含量分别降低了8.44%~99.6%、27.5%~74.1%,而水稻糙米中As含量呈现出先下降后上升的趋势.除Cd的TCLP提取态和酸可提取态外,Pb、Cd和As的其它提取态含量与其在水稻糙米中的含量均呈现出显著正相关关系(p0.05或p0.01).     

氧化石墨烯负载铁锰复合材料对镉砷污染土壤的钝化修复

为修复受到镉砷复合污染的农田土壤,将铁锰氧化物负载于氧化石墨烯表面,制备得到了新型氧化石墨烯负载铁锰复合材料.在此基础上开展了为期60 d土壤培养试验,通过对pH、DOC含量、土壤有效态Cd和As含量动态变化,以及土壤Cd和As形态的测定,探究了氧化石墨烯（GO）和氧化石墨烯负载铁锰复合材料（GO-FM）在不同添加比例下（0.1%、0.2%和0.3%）,对上虞和佛山两种理化性质和污染程度不同的土壤中Cd和As的钝化效果,并阐明其相应修复机制.结果表明,与空白对照相比,GO-FM提高了酸性上虞土的pH,但使佛山土pH降低.培养结束后,GO和GO-FM处理均增加了土壤DOC含量.GO-FM使佛山土可溶态Cd含量降低了5.08%~19.19%,有效态Cd含量降低了36.57%~42.8%,其主要钝化机制是静电吸附、络合和羟基化金属离子的形成.而酸性上虞土受静电斥力的影响使得GO-FM对Cd的钝化效果低于佛山土,但随着材料添加量的增加,GO-FM使氧化石墨烯增加土壤Cd有效性的趋势得到了抑制,添加0.2%和0.3%的GO-FM使上虞土有效态Cd含量降低了6.45%~13.56%.同时,复合材料通过锰氧化物对As的氧化作用以及As与铁氧化物表面羟基形成内表面螯合物的钝化机制,促使上虞土和佛山土的有效态As含量分别降低了4.34%~9.15%和0.87%~5.71%.总之,在佛山土中GO-FM对Cd的钝化效果优于上虞土,在上虞土中GO-FM对As的钝化效果优于佛山土.研究结果可为不同类型土壤镉砷复合污染防治提供理论依据和参考.     

三江平原土地利用方式变化对土壤锰形态影响

在充分调查三江平原不同土地利用方式下土壤中锰含量及其形态分布特征的基础上,探讨了环境因子与土壤中不同锰形态的关系,以揭示锰形态变化对土地利用变化改变的响应.湿地土壤中总锰(Mntot)含量处于较低水平.不同土地利用方式下,林地土壤中Mntot要高于湿地和农田.湿地垦殖为旱田,土壤Mntot有增加趋势;湿地垦殖为水田,土壤Mntot有减少趋势.三江平原土壤中锰主要以残渣态(Mnres)和可还原态(Mnred)为主,可交换态(Mnext)与可氧化态锰(Mnoxi)含量次之.湿地、旱田及水稻田这3种土地利用方式下,土壤中可氧化态锰含量占总锰比例差异显著.湿地垦殖方向不同,对土壤中可氧化态锰影响最大.三江平原土壤中Mntot及不同锰形态含量主要受到土壤中S、pH、DOC这3种环境因子影响.     

pH,有机质和石灰反应对土壤背景值的影响

从上海全市214个土壤剖面样品的13个元素的背景含量,探讨了pH、有机质和石灰反应对其之影响,并对几个主要土类、亚类和土属进行了详细阐述。调查表明,上海表层土壤中,pH和有机质都与Mn、Hg、Se呈中度相关:水稻土、潮土和盐土等3个主要土类之间的pH值、有机质含量都有极显著差异,一些相应元素也有显著差异:随石灰反应的强烈,含Cu量增加,而Zn、Cr、F、Se的含量减少。     

成都城郊典型蔬菜中重金属元素的富集特征

通过成都城郊典型蔬菜莴笋、红薯及其根系土的研究,探讨了重金属在蔬菜内的富集特征。研究表明:茎叶类蔬菜对重金属的富集能力总体上高于块茎类蔬菜,蔬菜中高富集元素为Cu、Cd、Zn,中等富集元素为Hg、As、Cr,低富集元素为V、Pb;蔬菜根系土除As外,红薯根系土中重金属平均含量高于莴笋根系土对应元素含量,其中莴笋根系土Cd、红薯根系土Cd,Zn超过国家土壤二级质量标准;对照无公害蔬菜质量标准,莴笋茎中重金属元素无超标,莴笋叶Pb,Hg部分超标,红薯Pb,Cr部分超标;与前人的研究对比,蔬菜叶中重金属含量有较大幅度的增加,显示大气环境污染有加剧的趋势。     

添加几种秸秆并淹水对海南土壤N2O和CH4排放的影响

利用室内培养试验研究了淹水条件下,不同种类的秸秆对退化菜地土壤修复过程中土壤N_2O和CH_4排放及其综合温室效应的影响.试验设大豆秸秆、花生秸秆、甘蔗渣、水稻秸秆和空白5个处理,试验培养条件为土壤淹水和30℃.结果表明,添加大豆秸秆、花生秸秆和水稻秸秆均能显著提高土壤的pH、有机质和速效钾含量,且能快速降低土壤氧化还原电位Eh.添加大豆秸秆、花生秸秆、甘蔗渣均能显著降低土壤N_2O的排放,其中,大豆秸秆的减排效果最佳.但添加大豆秸秆、花生秸秆、水稻秸秆会促进CH_4大量排放,从而导致综合温室效应增加.花生秸秆处理增加的综合温室效应最大,其次是水稻秸秆处理.甘蔗渣处理的综合温室效应显著低于空白,但甘蔗渣处理对土壤改良效果不佳,其不能快速创造强还原条件,未能提高pH与速效钾等.比较4种材料,添加大豆秸秆增加的综合温室效应较小,且改良土壤效果较佳,更适合作为强还原灭菌法的理想材料.     

城市生活垃圾堆肥对水稻生长和土壤的影响

利用城市生活垃圾堆肥作为肥料,采用水培法和土培法对水稻生长和土壤的影响进行了试验研究。结果表明,施用城市生活垃圾堆肥明显提高了水稻的生长量,增加了水稻植株茎叶中硅的含量;降低了糙米中有毒元素镉的含量;改变了土壤的酸度,增强了土壤的肥力;水稻植株和土壤中某些有害元素的含量略有增加,但远低于环境的允许值。     

含磷物质对水稻吸收土壤砷的影响

向砷(As)污染土壤中施用磷酸氢二钠(DSP)和羟基磷灰石(HAP),通过水稻盆栽试验研究含磷物质对水稻吸收土壤砷的影响.结果表明,DSP和HAP都显著增加了土壤pH值和土壤有效磷含量(P<0.05),活化了土壤中的砷,且DSP提高砷在土壤迁移的能力要强于HAP.DSP和HAP均使水稻根中总砷、糙米总砷、糙米无机砷含量显著降低,但HAP显著增加了水稻茎叶总砷含量.DSP和HAP降低糙米中无机砷的效果比总砷略好,DSP降低糙米中总砷和无机砷的效果与HAP基本相当.分析表明,水稻各器官中砷含量受磷砷拮抗作用和土壤中砷生物有效性增加这2个因素的影响,且在本试验条件下磷砷的拮抗作用在水稻根、糙米这两个部位中有明显体现.较低添加量(小于等于0.12 g·kg-1)的DSP和HAP使水稻总生物量和糙米产量有所增加,但随着添加量的继续增加,2种含磷物质明显抑制了水稻生长,且HAP的抑制作用相对较轻.     

盐结皮对艾比湖湿地土壤特性的影响及其自然要素分析

为探讨艾比湖湿地内土壤盐结皮(SSC)与土壤特性的相互作用关系,以及影响SSC厚度的自然要素。采用野外调查与室内试验相结合的方法,在湿地内选取30个具有代表性的样点,并在其周围选取无SSC的样点(30个)作对比,对研究区内有SSC和无SSC覆盖的土壤特性(有机质、容重、质量含水量、总盐、全氮、全磷和p H)进行对比分析,并结合气候要素(风速、气温、湿度和降水量)探讨其对SSC厚度的影响。结果表明:(1) SSC覆盖的土壤总盐平均含量为27.7 g/kg,质量含水量为16.8 g/kg,显著高于无SSC覆盖的土壤总盐(17.8 g/kg)和质量含水量(10.7 g/kg),有SSC覆盖的土壤有机质、全磷和全氮含量分别为6.9、0.88和0.63 g/kg,低于无SSC覆盖的土壤有机质(8.8 g/kg)、全磷(1.05 g/kg)和全氮(0.87 g/kg),有SSC覆盖的土壤碱性更强、容重更大;(2) SSC覆盖下的土壤总盐、容重和p H随深度增加而下降,质量含水量、全磷和全氮随深度增加而增加。SSC厚度与土壤总盐(0.676**)、质量含水量(0.513**)和容重(0.484*)成正相关,与有机质(-0.426*)、p H(-0.402*)、全磷(-0.233)和全氮(-0.303)呈负相关,随深度增加相关性逐渐减弱;(3)主成份分析表明SSC厚度3 cm时,土壤总盐、质量含水量和风速对其影响最大,权重分别为0.42、0.25和0.17。总之,SSC可以提高土壤保水性,增加土壤容重,但不利于养分的积累,会使土壤碱化、盐化更强烈。SSC的厚度受土壤总盐、质量含水量和风速的影响较大。