水溶性有机物对土壤吸附-解吸菲的影响

以Tween-80为对照,有机物料猪粪(pig manure, PM)、绿肥(green manure, GM)和污泥(sewage sludge, SS)为水溶性有机物(dissolved organic matter, DOM)的提取原料,菲(Phe)为多环芳烃(PAHs)的代表,采用序批试验研究了不同来源DOM对土壤吸附与解吸Phe的影响.结果表明,供试DOM均能明显降低Phe在土壤上的吸附.在DOM试验浓度范围内（0～300 mg·L^-1）,土壤对Phe的吸附量与DOM浓度之间呈极显著负直线相关关系(r_PM>=-0.988?8,r_SS>=-0.982?6,r_Tween-80>=-0.974?3,r_GM>=-0.990?5).菲的吸附等温线可用Freundlich方程定量描述.供试3种DOM抑制土壤吸附Phe和促进土壤吸附Phe的解吸的强弱顺序为:猪粪DOM>污泥DOM>绿肥DOM.本研究结果表明,农业土壤中水溶性有机物能明显活化土壤中的PAHs,增强其在土壤中的移动性.     

诺氟沙星在4种土壤中的吸附-解吸特征

采用批平衡吸附试验,研究了诺氟沙星在河南封丘潮土、江西鹰潭红壤、苏南常熟水稻土和南京黄棕壤等4种土壤中的吸附行为.结果表明,诺氟沙星的土壤吸附-解吸不同程度地偏离线性模型,但均可用Freundlich模型和Langmuir模型进行良好的线性拟合.其K_f值变化较大,分别为潮土82.0 L/kg、黄棕壤432 L/kg、水稻土5 677 L/kg和红壤8 790 L/kg,显示诺氟沙星在4种土壤中的吸附行为存在较大的差异.此外,诺氟沙星在4种土壤上的解吸过程存在滞后现象.其中,诺氟沙星在红壤中的滞后现象明显与其他3种土壤不同,其滞后系数至少大5倍以上.研究表明4种土壤中诺氟沙星的吸附参数K_f值与土壤pH呈极显著负相关,与土壤溶液中诺氟沙星阳离子形态比例则呈极显著正相关.在不同pH（5～9）下,红壤和水稻土的诺氟沙星吸附参数lgK_d随pH的升高先增加而后降低,黄棕壤和潮土中则不同程度地线性下降.可见,阳离子吸附可能是诺氟沙星土壤吸附的重要机理,而低pH下红壤和水稻土中诺氟沙星的吸附是阳离子吸附和土壤溶液共存阳离子竞争性吸附共同作用的结果.     

不同粒径纳米TiO2对大型溞的毒性效应及腐殖酸的调控作用

为评估纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险,选用大型溞作为模式生物,研究了不同粒径纳米TiO₂（20、40、60和100 nm）对大型溞毒性效应的影响,并探究了腐殖酸对不同粒径纳米TiO₂毒性效应的调控作用.结果表明,粒径是影响纳米TiO₂颗粒毒性效应的重要因素,以大型溞半数致死时间（LT₅₀）为指标,不同粒径纳米TiO₂对大型溞的毒性作用强弱顺序依次为：20 nm颗粒 > 40 nm颗粒 > 60 nm颗粒 > 100 nm颗粒（p<0.05）.腐殖酸的存在可以显著降低纳米TiO₂颗粒对大型溞的毒性作用,腐殖酸对小尺寸纳米TiO₂颗粒的毒性抑制作用更为明显（p<0.05）.大型溞体内ROS水平与抗氧化系统相关酶活分析表明,纳米TiO₂导致大型溞体内活性氧自由基（ROS）浓度升高是其产生毒性作用的重要原因,腐殖酸的存在可以显著降低大型溞体内由于纳米TiO₂暴露而引起的ROS浓度上升（p<0.05）,进而减轻纳米TiO₂对大型溞的毒性作用.此外,腐殖酸可以减小不同粒径纳米TiO₂之间的毒性差异.本研究结果可为纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险评估提供参考依据.     

土壤中聚乙烯和聚苯乙烯微塑料对多环芳烃的吸附行为和机理分析

本研究旨在探讨微塑料对土壤基质中16种多环芳烃（PAHs）吸附的影响.通过批实验考察了PAHs在聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）微塑料上的吸附过程,系统地评价了pH和腐殖酸（HA）浓度等环境因素对微塑料吸附土壤PAHs的影响.结果表明,微塑料对土壤中PAHs的吸附动力学符合准二级动力学模型,且Freundlich模型对吸附结果的拟合程度（R²=0.9868~0.9931）明显高于Langmuir模型（R²=0.8638~0.8927）, 说明微塑料对PAHs的吸附过程主要为化学吸附.通过吸附热力学计算的ΔH均为正值,ΔG为负值,表明微塑料对土壤PAHs的吸附是自发的吸热过程.pH和HA对PE和PS微塑料吸附PAHs的影响显著,PE和PS微塑料对PAHs的吸附量分别在pH=5.0和pH=7.0时达到峰值;腐殖酸浓度的增加抑制了PAHs在PE微塑料上的吸附,吸附量从9363.95 ng·g^-1降到4877.42 ng·g^-1,但促进了PAHs在PS微塑料上的吸附,吸附量从9422.71 ng·g^-1增加到13259.73 ng·g^-1,这表明PAHs对腐殖酸的亲和力高于对PE微塑料的亲和力.微塑料对土壤PAHs的吸附主要与静电 作用、π-π作用和疏水作用有关.     

有机酸在金属氧化物上的吸附对催化臭氧氧化的影响

以苯甲酸(BA)、邻苯二甲酸(PA)、商品腐殖酸(CHA)和反渗透法提取的松花江水腐殖酸(SHA)为目标物,研究了臭氧氧化及羟基氧化铁(FeOOH)和二氧化铈(CeO₂)为催化剂时的吸附与催化臭氧氧化去除这些有机物的效果.结果表明,BA在FeOOH表面没有吸附,FeOOH对BA催化氧化的去除率比臭氧单独氧化高45%;PA在FeOOH上的吸附使其溶液中的浓度减少了5%,此时FeOOH对PA的氧化没有催化作用.CeO₂有助于催化臭氧氧化在其表面吸附较强的PA,且对氧化产生的草酸根有催化去除作用,但对不吸附在其表面的BA没有催化臭氧氧化作用.CeO₂对腐殖酸的吸附比FeOOH强,其催化臭氧氧化去除腐殖酸的作用比FeOOH更显著;当无机阴离子和腐殖酸竞争金属氧化物表面的吸附位时,催化作用受到抑制.     

乙草胺和丁草胺在土壤中的移动性

利用土壤薄层层析法研究乙草胺和丁草胺在土壤中的移动性以灌溉河水为展开剂,得到乙草胺和丁草胺在北京海淀壤土中的相对移动值Rf的平均值分别为0.121和0.031,在河北白洋淀砂壤土中的相对移动值R_f的平均值分别为0.147和0.032.采用不同的土壤试验,乙草胺的移动性存在一定的差异.说明乙草胺在土壤中的移动性与土壤的性质有关,特别是土壤有机质含量,土壤吸附性能越强,越不易移动.乙草胺属于移动性弱的农药品种,移动等级为Ⅱ级,丁草胺属于移动性很弱的农药品种,移动等级为I级乙草胺和丁草胺虽然同属于酰胺类除草剂,但是,由于它们的水溶解度的差异,它们在土壤中的移动性有较大的差别.以30mg·L^-1的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠水溶液(DDBS)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为展开剂,乙草胺在北京海淀壤土中的R_f的平均值分别为0.159和0.098.阴离子表面活性剂能够促进农药在土壤中的迁移,阳离子表面活性剂能够促进农药在土壤中的吸附,从而阻止农药在土壤中的迁移.     

水铁矿及其腐殖酸复合体对Sb(Ⅴ)的吸附行为研究

在实验室条件下制备了水铁矿和水铁矿与腐殖酸复合物,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱、Zeta电位及比表面积的测定对其基本性质进行了表征,并采用静态批处理吸附试验研究了水铁矿及其腐殖酸复合物对Sb（V）的吸附行为特征,探讨了吸附时间、初始pH值、初始浓度、不同干扰离子（PO₄^3-、CO₃^2-、NO₃^-和Cl^-）对水铁矿及其复合物吸附Sb（V）的影响.结果表明：腐殖酸与水铁矿结合后未改变水铁矿的晶型结构,但降低了水铁矿的零电点与比表面积.水铁矿及其复合物对Sb（V）的吸附过程符合Langmuir和伪二级动力学模型,腐殖酸的加入抑制了水铁矿对Sb（V）的吸附.随着pH的上升,水铁矿与复合物的去质子化能力增强,对Sb（V）的吸附量减小;溶液中共存离子PO₄^3-、CO₃^2-对水铁矿及其腐殖酸复合物吸附Sb（V）有较强的抑制作用.     

钙基磁性生物炭对Cr（VI）污染土壤钝化稳定化机制及微生物影响研究

生物炭改性材料因具有活性官能团众多、吸附效能高等优势被广泛应用于土壤重金属污染修复治理中.本研究以稻谷壳为原料,采用 共沉淀法及CaCO₃浸渍法制备了钙基磁性生物炭（Ca-Fe-B）,并使用电子扫描显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）进行表征.同时,通过梯度浓度Cr（VI）污染土壤实验考察Ca-Fe-B施入对土壤pH、Cr（VI）稳定化效果、土壤酶活性及微生物群落结构的影响,并阐述其钝化机理.结果表明：①Ca-Fe-B表面负载Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、Fe₃C及以方解石形式存在的CaCO₃,具有大量—OH、—O—C=O、Si—O—Si、C≡C及C≡N等官能团;②Ca-Fe-B可显著提升土壤pH,在Cr（VI）污染浓度为100、200、1000 mg·kg^-1时,90 d的 固定效率分别可达72.57%、67.07%及59.88%,并使土壤中部分可交换态Cr转化为可还原态及残渣态Cr;③Ca-Fe-B可促进土壤β-葡萄糖苷酶与几丁质酶酶活性,但磷酸酶对其响应不显著,也可显著提升土壤中Proteobacteria门菌相对丰度;④Ca-Fe-B表面形成Si—O—Ca—OH键可吸附Cr（VI）, Fe（Ⅱ）作为电子供体参与土壤Cr（VI）还原过程,并生成Cr₂O₃、Cr（OH）₃沉淀及（Cr_xFe_1-x）（OH）₃、Cr_xFe_1-xOOH络合沉淀,以—OH、 —C=C—、O—C=O为主的大量含氧官能团协同吸附络合土壤中的Cr（VI）.研究显示, Ca-Fe-B对Cr（VI）污染土壤具有良好的稳定性能,有望为土壤重金属污染修复提供一种新的研究思路和技术路线.     

温度对汞抑制土壤脲酶动力学影响研究

以不同施肥方式、不同有机质含量的草甸棕壤和黑土4个土样为对象,研究了不同温度条件下,汞(Hg)对土壤脲酶动力学特征的影响.结果表明,同一类型、有机质含量高的土壤脲酶活性、酶促最大反应速度(V_max)和V_max/K_m均高于有机质含量低的土壤,表明有机质对脲酶的吸附能力较强;黑土V_max和V_max/K_m值总体上大于草甸棕壤,但酶活性和米氏常数(K_m)值在不同土壤类型之间规律性较差,反映出酶活性由总酶量和酶-底物亲和力等因素共同决定;黑土K_m值大小与有机质含量相一致,而草甸棕壤则相反,表明有机质含量和施肥方式均会对K_m值产生影响;在最适温度以下,随温度升高,土壤的脲酶活性、V_max和V_max/K_m值均增加;Hg对土壤脲酶表现出典型的反竞争性抑制现象;Hg对脲酶活性的抑制作用及对K_m、V_max和V_max/K_m的负效应均随温度升高而有增加的趋势,揭示出土壤对脲酶的保护能力随温度升高而有所下降.     

城市不同类型水体有色可溶性有机物来源组成特征

过去几十年里,我国飞速的工业活动和城市化进程对城市地表水体生态系统产生巨大影响,地表水体水质变化直接影响城市居民用水安全、城市景观维护及城市热点区域碳循环过程.通过2020年6月采集长春市各类水体（城市河流、公园湖泊及水库）共50个样品,结合光谱吸收及三维荧光光谱-平行因子分析法（EEMs-PARAFAC）分析了各类水体的有色可溶性有机物（CDOM）光学特性、组成特征及潜在来源.结果表明,长春市城市河流DOC浓度显著高于水库水体（t-test,P<0.05）.城市河流水体的CDOM吸收系数a₂₅₄均值显著大于公园湖泊和水库（t-test,P<0.05）,表明城市河流水体中CDOM浓度最高.CDOM光谱吸收斜率S_275-295与光谱吸收斜率比S_R均值均表现为公园湖泊>水库>城市河流（t-test,P<0.001）.平行因子分析法解析三维荧光光谱得到3个荧光组分,陆源类腐殖酸C1（E_x=260 nm,E_m=452 nm）、微生物作用类腐殖酸C2（E_x=245/290 nm,E_m=388 nm）和类色氨酸C3（E_x=275 nm,E_m=340 nm）.城市河流水体各组分荧光强度均值均显著高于公园湖泊与水库（t-test,P<0.005）,水库水体陆源类腐殖酸C1荧光强度均值显著高于微生物作用类腐殖酸C2和类色氨酸C3（t-test,P<0.005）,城市居民生活污水排放对长春市城市水体,尤其是城市河道中有机碳贡献较大,且该部分有机质中微生物降解潜力强的类蛋白组分贡献率高.因此,应加强城市污水排放管控以有效保障长春市城市水体经济、环境与生态功能的发挥.     

Adsorption–desorption behavior of atrazine on agricultural soils in China

Adsorptionanddesorptionareimportantprocessesthataffectatrazinetransport,transformation,andbioavailabilityinsoils.Inthisstudy,theadsorption–desorptioncharacteristicsofatrazinein three soils (laterite, paddy soil and alluvial soil) were evaluated using the batch equilibrium method. The results showed that the kinetics of atrazine in soils was completed in two steps: a “fast” adsorption and a “slow” adsorption and could be well described by pseudo-second-order model.In addition,the adsorption equilibrium isotherms were nonlinear and were well fitted by Freundlich and Langmuir models. It was found that the adsorption data on laterite, and paddy soil were better fitted by the Freundlich model;as for alluvial soil,the Langmuir model described it better. The maximum atrazine sorption capacities ranked as follows: paddy soil > alluvial soil > laterite. Results of thermodynamic calculations indicated that atrazine adsorption on three tested soils was spontaneous and endothermic. The desorption data showed that negative hysteresis occurred. Furthermore, lower solution pH value was conducive to the adsorptionofatrazineinsoils.Theatrazineadsorptioninthesethreetestedsoilswascontrolled by physical adsorption, including partition and surface adsorption. At lower equilibrium concentration, the atrazine adsorption process in soils was dominated by surface adsorption;while with the increase of equilibrium concentration, partition was predominant.     

灭草松和莠去津在土壤中的竞争吸附

采用振荡平衡法测定了低浓度范围内(＜30 mg·L-1)灭草松和莠去津单、双溶质在4种土壤中的吸附等温线.单溶质吸附结果表明,4种土壤中灭草松存在不吸附、吸附2种类型,吸附等温线类型有L和C型;莠去津的吸附等温线有L、S和C型;有机质、矿物质及农药疏水性是影响灭草松和莠去津在土壤中吸附的重要因素.通过比较单溶质和双溶质溶液中灭草松和莠去津的等温吸附线,发现混合溶液中它们的吸附行为相互之间随土壤类型不同存在竞争、无影响和协同作用,并且竞争程度与溶质浓度有关.用理想溶液吸附理论(IAST)和单溶质吸附等温线参数,模拟了双溶质溶液中灭草松和莠去津的吸附等温线,结果显示,该模型不能很好的预测实验结果.进一步结合吸附机理分析认为,不同土壤中的竞争结果是由于2种农药在其中共同占有吸附点的情况不同造成的.     

Adsorption and correlation with their thermodynamic properties of triazine herbicides on soils

IntroductionAdsorptionofherbicidesonsoilfromwaterisanimportantfactoraffectingtheirfate,biologicalactivity,andpersistenceinsoil watersystem .Itisoftenaffectedbyseveralpropertiesofsoil.Betterunderstandingofadsorptionanditsaffectingfactorswillmakeitpossibletoadjusttheherbicidedosageaccordingtosoilproperties,thusreducingtheenvironmentalpollutionofherbicidesintheenvironment.Fig .1　StructuresofthreetriazineherbicidesAmongthepost emergentherbicides,triazineherbicidesaremostcommonlyusedworldwideonco…     

Adsorption characteristic of bensulfuron-methyl at variable added Pb^2＋ concentrations on paddy soils

The combined pollution of heavy metal Pb²⁺ and bensulfuron-methyl (BSM), originating from chemical herbicides, in agroecological environments has become commonplace in southern China. The adsorption of BSM on three paddy soils in the presence of Pb²⁺ was examined using high-performance liquid chromatograph (HPLC). Results indicated that adsorption of BSM could accurately be described by a Freundlich isotherm equation with correlation constant (R) > 0.98, irrespective of the presence of spiked Pb²⁺. Of the various factors influencing BSM sorption, soil pH appeared to be the most influential. The constant K_f of Freundlich isotherm equation tended to increase with increasing Pb²⁺ concentration in soil which indicated that the spiked of Pb²⁺ in paddy soils would promote the sorption of BSM. ΔG^θ of BSM in three paddy soils was less than 40 kJ/mol in all treatments, indicating the adsorption of BSM is mainly physical in nature. The elution of soil dissolved organic matter (DOM) enhanced the adsorption of BSM in paddy soils. The mechanisms involved in the promotion effects of the spiked Pb²⁺ on BSM adsorption might be the modified surface characteristics of paddy soil solids due to the soil acidification and the increase of soil organic matter concentration because of DOM binding.     

除草剂草萘胺在土壤-水环境中的吸附行为及其机理

采用高效液相色谱法(HPLC)测定了土壤、胡敏酸及粘土矿物对除草剂草萘胺的吸附效应,并用FTIR图谱分析对其吸附机理进行了研究.结果表明,草萘胺在5种土壤上的吸附均很好地符合Freundlich方程,吸附常数Kf值在3.98～12.82之间.5种土壤对草萘胺吸附容量大小的次序为:黄泥土＞黑土＞黄棕壤＞红壤＞潮土.将吸附常数Kf与土壤的理化性质进行多元逐步回归分析表明,土壤有机碳含量与草萘胺吸附容量呈线性关系(R2=0.997,p＜0.05 n=5).红外光谱分析结果表明,草萘胺可能通过脂肪族分配及疏水吸附等形式与HA发生了结合.     

海河悬浮颗粒物影响阿特拉津对斑马鱼的急性毒性研究

悬浮颗粒物对有机污染物的吸附降低了其表观生物富集系数,这一过程是否同时能够减弱有机污染物对水生生物的毒性却少有报道.因此,本研究选取海河干流二道闸沉积物为悬浮颗粒物,以阿特拉津为目标污染物,斑马鱼为目标生物,进行急性毒性试验.结果表明,无悬浮颗粒物时,阿特拉津对斑马鱼的96 h半致死浓度(96h-LC50)为29.06 mg·L-1,95%置信区间为24.41~40.70 mg·L-1,悬浮颗粒物浓度为7500mg·L-1和15000 mg·L-1时这一指标分别为30.74 mg·L-1和39.51 mg·L-1,对应的95%置信区间分别为27.17~40.91 mg·L-1和30.43~126.93 mg·L-1.并且无悬浮颗粒物、7500 mg·L-1悬浮颗粒物、15000 mg·L-1悬浮颗粒物3组染毒系列中出现的最大无效应浓度分别为3、9和15 mg·L-1.研究表明,悬浮颗粒物的存在降低了阿特拉津对斑马鱼的急性毒性.     

磺胺嘧啶在作物根际土壤中的吸附/解吸特性研究

采用根际袋盆栽实验,研究了在小麦和玉米根际效应作用下,土壤对磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD)吸附/解吸热力学与动力学特性.结果表明,小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附/解吸均较快,描述2种作物根际与非根际对SD吸附过程最优动力学方程皆为Elovich方程,其次是双常数方程和抛物线方程.在实验所采用的SD浓度范围内,不同处理小麦和玉米根际与非根际对SD的吸附量均随着SD浓度的增加而增加,但根际对SD的吸附能明显高于非根际.用Freundlich方程描述小麦和玉米根际与非根际对SD等温吸附行为最为适宜.SD在小麦和玉米根际与非根际的解吸过程都是非线性的,且在根际的解吸能力明显低于非根际.此外,将小麦和玉米根际与非根际的平均吸附常数(Kf-ads)及平均解吸常数(Kf-des)与土壤有机质、pH、黏粒3种理化性质关系进行逐步回归分析发现,有机质是影响根际SD吸附/解吸行为的关键因素.     

UVA/Fe3O4活化过硫酸盐降解阿特拉津

为了解SO₄-·（硫酸根自由基）对阿特拉津的降解能力,以Fe₃O₄为K₂S₂O₈活化试剂,以阿特拉津为研究目标污染物,运用UVA/Fe₃O₄/K₂S₂O₈体系系统探讨阿特拉津在不同环境因素下的降解过程,并对催化剂的稳定性和重复利用进行了考察.结果表明:UVA/Fe₃O₄可以有效活化K₂S₂O₈来降解阿特拉津,最佳c（K₂S₂O₈）为1 mmol/L,反应6 h阿特拉津降解率可达到90%.淬灭试验表明,SO₄-·是该体系中的主要活性物种,贡献率约为96%;HO·的作用比较弱.初始pH为3时,阿特拉津6 h的降解率为98%,总铁的溶出量达到0.9 mg/L;而初始pH为7时,体系对阿特拉津的降解率达到85%,基本没有总铁的溶出,表现出了一定的稳定性.在腐殖酸存在的条件下,UVA/Fe₃O₄/K₂S₂O₈体系对阿特拉津的降解效果优于UVA/Fe₃O₄/H₂O₂体系.对Fe₃O₄催化剂进行3次循环测试,阿特拉津的降解率分别为90%、89%和86%.研究显示,UVA/Fe₃O₄能用于活化K₂S₂O₈的高级氧化体系中,可有效降解除草剂阿特拉津.      

Investigation of the effects of humic acid and H2O2 on the photocatalytic degradation of atrazine assisted by microwave

A solution of atrazine in a TiO₂ suspension, an endocrine disruptor in natural water, was tentatively treated by microwave-assisted photocatalytic technique. The effects of mannitol, oxygen, humic acid, and hydrogen dioxide on the photodegradation rate were explored. The results could be deduced as follows: the photocatalytic degradation of atrazine fits the pseudo-first-order kinetic well with k = 0.0328 s⁻¹, and ·OH was identified as the dominant reactant. Photodegradation of atrazine was hindered in the presence of humic acid, and the retardation effect increased as the concentration of humic acid increased. H₂O₂ displayed a significant negative influence on atrazine photocatalysis efficiency. Based on intermediates identified with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS) techniques, the main degradation routes of atrazine are proposed.     

北京郊区几种典型土壤对硼的吸附性能

采用室内模拟法,研究了石灰性土壤中硼的吸附及其与土壤各化性质的关系,对北京郊区不同海拔高度５种土壤吸附硼的几种影响因素研究结果表明,和种土壤对硼的吸附符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温吸附方程,其吸附量随土壤ＰＨ值的增加而升高,