表面活性剂对茭白生长影响及土壤残留分析

采用土培的试验方法,研究了在不同浓度阴离子表面活性剂——直链烷基苯磺酸钠(LAS)处理后,单季茭"美人茭"的生长、茭白叶片中叶绿素含量和抗氧化酶系统活性的变化情况,以及LAS在茭白叶片和土壤中的相对残留量.结果表明,10 mg.L-1、100 mg.L-1 LAS处理浓度对茭白的生长状态没有显著影响;1000 mg.L-1 LAS处理浓度下美人茭株高和最大叶宽均分别低于对照25.5%(p0.05)和27.0%(p0.05),处理过程中叶绿素总含量大幅下降.10 mg.L-1、100 mg.L-1 LAS处理浓度下美人茭的抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,1000 mg.L-1LAS处理浓度下美人茭的过氧化物酶(POD)活性受到严重的抑制.丙二醛(MDA)含量呈先上升后下降的趋势,并随着LAS处理浓度的升高而升高.茭白叶片中LAS残留量先下降后上升,10 mg.L-1处理浓度下美人茭叶片中LAS含量低;10和100mg.L-1处理浓度下土壤中LAS含量基本在0.1～0.5 mg.L-1之间,1000 mg.L-1处理浓度下土壤中LAS含量持续上升,达到2.0～3.0mg.L-1,且LAS含量在第28d比第7d时高54.0%(p0.05).与单纯的土壤环境相比,茭白-土壤系统能够更有效地降低土壤中LAS含量.     

表面活性剂对白腐真菌降解多环芳烃的影响

研究了4种表面活性剂吐温80(Tween80)、曲拉通100(Trition X-100)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)、十二烷基硫酸钠(SDS)对白腐真菌降解水溶液和土水系统中多环芳烃(PAHs)的影响.结果表明,表面活性剂的类型、浓度、PAHs的赋存状态以及体系pH值、温度等均影响着PAHs的降解.在水溶液中(无土),加入4种表面活性剂均降低溶液中PAHs的降解.在土水系统中,Trition X-100和SDS抑制PAHs降解,而Tween80和LAS对PAHs的影响则受到浓度的影响.低浓度Tween80和LAS对土壤中PAHs的降解没有促进作用,甚至有微弱的抑制作用,但适当浓度的Tween80和LAS促进PAHs降解,并且对土壤中PAHs降解的促进作用随着浓度的增大而逐渐增大,但过高浓度的Tween80和LAS没有表现出对PAHs降解更大的促进作用.     

洛美沙星对水中反硝化过程的影响模拟试验

水环境中硝酸盐的去除依赖于微生物在厌氧条件下进行的反硝化作用,已有研究发现,抗生素的存在会对反硝化细菌和反硝化酶活性产生一定影响,进而影响反硝化作用,但目前在水体中对于这三者之间关系的研究较少,作用的机理尚未完全明确.据此,本文以洛美沙星（Lomefloxacin,LOM）为典型抗生素,乙酸钠为碳源开展模拟实验,对反硝化过程、反硝化细菌和反硝化酶活性的影响进行探讨.实验结果表明,含有0,1,10,100 μg/L LOM的反应体系反硝化速率分别为10.42,8.83,8.50,6.62mg/（L·d）,脱氮率分别为79.5%,71.1%,70.0%,66.8%,LOM初始浓度为100μg/L时对反硝化细菌生长的抑制率高达30.5%.推测含有一定浓度LOM会对反硝化细菌的生长发育以及反硝化酶活性产生影响,导致反硝化过程中NO₃^--N的转化受到抑制,进而引起反硝化速率和总氮去除率降低,且LOM初始浓度越大,抑制作用越显著（P<0.05）.进一步分析结果表明,LOM影响反硝化作用主要表现在NO₃^--N还原至NO₂^--N这一过程,LOM初始浓度越高会使细菌生长速率和最大增长量减少,微生物的细胞膜完整性遭破坏程度增大.NO₃^--N和NO₂^--N的转化与反硝化酶活性有关,其中LOM浓度对硝酸盐还原酶活性的影响明显,浓度越大受到抑制程度也越大,但对亚硝酸盐还原酶活性几乎不产生影响.以上模拟试验条件虽距实际条件有所差异,但在一定程度上表明环境水体中低浓度抗生素影响反硝化作用的机理表现为抑制微生物生长和活性以及反硝化酶活性,降低脱氮率,导致硝酸盐污染的积累.     

土壤环境中活性X-3B红染料的吸附行为及影响因素

对土壤吸附活性X-3B红染料的速率进行了测定,表明可以划分为高速吸附、减速吸附、缓慢吸附和0(平衡)吸附4个阶段;但各土类在各不同的阶段,其吸附速率差异较大.通过对活性X-3B红染料的土壤吸附等温线的研究,发现其吸附行为与Langmuir方程相吻合;在此基础上的计算表明,该染料在土壤上的最大吸附量为:水稻土>红壤>棕壤>褐土.从环境因素的影响而论,模拟结果显示:当土壤有机质较低或气温下降,当土壤处于中性状态或水分过多和过少,均能通过减少其吸附量达到降低活性X-3B红染料在土壤环境中的积累.     

我国典型土壤对病毒等温静态吸附的数值模拟

通过室内等温静态批量平衡吸附实验,采用3种常见的等温线（Freundlich方程、Langmuir方程和Temkin方程）对2种病毒（MS2和X174）在2种处理（非灭菌和灭菌）条件下的6种土壤（红壤土、红粘土、乌栅土、黄泥土、沙质潮土和壤质潮土）中的吸附行为进行了回归拟合.实验结果和模拟结果均表明,土壤性质、病毒性质、土壤中的土著微生物对病毒在土壤中吸附行为均具有重要的影响.红粘土对MS2和X174的平均吸附比例几乎能达到100％,而2种潮土（沙质潮土和壤质潮土）相对较弱;总体来看土壤对X174的吸附能力高于MS2,但灭菌后的土壤对MS2的吸附能力却高于X174.在数值模拟中,Freundlich方程和Langmuir方程均具有理想的相关性.Freundlich方程能够表现出病毒浓度对其在土壤中吸附行为的影响;尽管Langmuir方程能够应用于土壤对病毒吸附能力的比较,但本研究中不能应用Langmuir方程来计算土壤对病毒的最大吸附量.     

木醋液对碱性土壤微生物数量及酶活性的影响

采用室内培养方法,研究了添加不同浓度木醋液对碱性土壤微生物区系和土壤酶活性的影响.结果表明:培养期内,添加木醋液可显著增加碱性土壤中真菌、细菌的数量,且在3d内有效激活土壤酶活性,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性均有不同程度的增加;添加高浓度木醋液,短期内抑制碱性土壤中部分微生物活性;添加木醋液使微生物生长对氮元素的需求增加,特别是培养后期,土壤营养状况变差,容易造成作物与微生物竞争营养物质.因此木醋液的施用要注意浓度的大小以及氮元素的供给.     

Cd、Zn、菲和多效唑复合污染土壤的微生物生态毒理效应

以土壤脱氢酶、呼吸强度和微生物生物量作为生态毒理指标,通过正交实验,在室内培养条件下考察了4种不同性质的有机与无机污染物（Cd、Zn、菲和多效唑）复合污染的土壤微生物生态效应。复合投加这4种污染物能使土壤微生物活性受到不同程度的抑制,且抑制率随时间的推移而下降;3种微生物生态毒理指标之间存在着很好的相关性,但脱氢酶活性在三者中最敏感;影响土壤微生物活性的主要因子依次为：菲＞Cd＞Zn＞Zn与菲的交互作用＞Zn与多效唑的交互作用;实验表明,Zn与菲的交互作用为拮抗作用,但Zn与多效唑的复合效应机制仍不明确     

旅游对张家界国家森林公园土壤酶及微生物作用强度的影响

为了探明旅游对张家界国家森林公园土壤生物性状的影响,为保护土壤生态平衡,合理开发生态旅游提供理论依据,进行了旅游人为踩踏对土壤酶及微生物作用强度的影响研究。结果表明:背景区土壤的酶活性>缓冲区土壤的酶活性>活动区土壤的酶活性。背景区土壤的氨化作用强度与微生物活度>缓冲区土壤的氨化作用强度与微生物活度>活动区土壤的氨化作用强度与微生物活度,而硝化作用强度的变化则正相反。旅游显著影响了0～5cm土壤的酶活性及微生物作用强度;在5～15cm土壤和15～25cm土壤层中,背景区和缓冲区的酶活性和微生物作用强度差异不显著,而与活动区的差异显著。有机质分解相关的微生物氨化作用强度、纤维素酶活性、木聚糖酶活性、蛋白酶活性的影响主要是由于土壤有机质的投入减少而造成,而硝化作用强度则主要与踩踏引起的土壤板结造成亚硝酸盐的积累有关,踩踏严重,硝化作用强度大。不同土壤层的微生物作用强度及酶活性强弱是:0～5cm土壤>5～15cm土壤>15～25cm土壤。张家界国家森林公园土壤微生物作用强度及酶活性受到了人为踩踏的破坏,生态系统抵御外界干扰的能力也受到了旅游活动的破坏。     

Cd对我国不同类型土壤硝化活性影响的主控因子研究

硝化作用是土壤中存在的一个重要生物学过程,其对环境条件的变化表现出极高的敏感性,其中包括重金属污染.本文选取我国10种不同类型土壤,采用室内模拟方法,研究硝化活性对不同Cd污染程度的响应特征以及影响Cd毒性的主要控制因素.结果表明:除红壤和黑土外,土壤硝化活性随外源Cd的增加而降低,采用Logistic模型和完全抑制模型可很好的表征两者之间的关系;通过Logistic模型获得的不同土壤ED25和ED50值分别为2.44~363.03 mg·kg~(-1)、10.99~553.64 mg·kg~(-1),由完全抑制模型拟合结果表明Cd对硝化活性的作用机理为完全抑制作用;基于土壤性质和ED50值建立的多元回归预测模型表明,pH和阳离子交换量(CEC)共同解释了回归模型变异的95.6%.综上表明在一定范围内土壤硝化活性可表征土壤Cd污染程度,土壤CEC和p H是影响Cd毒性的主控因素,可较好地预测土壤中外源Cd对硝化活性的毒性阈值.     

土壤微塑料与微生物的相互作用关系

作为新兴污染物,微塑料的生态和环境影响受到广泛关注.本文以近十年发表的文献为基础,系统分析和综述了土壤微塑料与微生物的相互作用关系.分析结果发现微塑料与微生物存在复杂的相互作用关系,例如微塑料携带外源微生物进入土壤环境,并通过释放添加剂和吸附物对土壤微生物产生影响,且微塑料通过改变土壤理化性质、土壤动物肠道微生物和植物根际微生物间接改变土壤微生物,包括改变土壤微生物的生物量、群落结构和功能,此外,土壤微生物对微塑料的降解也起到了一定的作用.基于这些分析结果,文章还展望了未来应该深入研究的关键科学问题,旨在促进土壤微塑料对生态系统和健康影响评估研究.     

环境材料对污染土壤中Pb、Cd和As的吸附解吸研究

通过模拟实验考察了环境材料沸石(FS)和蛇纹石(SS)在不同pH值下对土壤Pb、Cd、As的吸附与解吸结果,探索环境材料对土壤重金属的固化效果。结果表明:对于Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)污染土壤,土壤吸附量随pH升高而增加;在酸性条件下,SS促进土壤对Pb(Ⅱ)的吸附;在碱性条件下,FS促进土壤对Cd(Ⅱ)的吸附;同时SS与FS使土壤对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量大幅度降低。SS促进土壤对AsO-2的吸附,但该吸附量与pH变化无关;SS对AsO-2的解吸量影响不大,且该解吸量随pH升高而升高。SEM分析可知,FS与SS吸附重金属后形态变化显著。可见所用的环境材料对重金属Pb、Cd、As有明显的固化作用。     

土壤—植物系统对合成洗涤剂(LAS)净化功能的研究

通过水稻盆栽实验和沈阳西部污水生态工程土地处理系统试验,应用回归分析等方法研究了合成洗涤剂LAS在土壤-水稻系统中的净化规律和沈阳西部污水生态工程土地处理系统不同生态结构类型的土壤-植物系统对LAS的净化效果。其结果是:(1)LAS在土壤-水稻系统中的净化速率符合一级反应动力学方程,其半衰期为2S—30天,净化率达93—94％;(2)在目前沈阳西部原污水中LAS含量情况下,土壤—植物系统可使LAS浓度降低一个数量级。     

稻草生物炭对土壤中Cd2+和Pb2+的吸附特性

为了探究稻草生物炭对土壤中重金属Cd2+和Pb2+的吸附机制,采用水稻秸秆在500℃下热解制备稻草生物炭,设置不同吸附时间、Na+和Ca2+离子强度、pH等影响因素,拟合稻草生物炭对重金属的吸附动力学、吸附等温线;在此基础上,采用黄沙模拟土柱试验得出稻草生物炭固定Cd2+和Pb2+的穿透曲线,着重分析比较pH和Na+离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属的影响.结果表明:在高pH、低离子强度下,稻草生物炭对重金属的吸附效果较好;当pH为6时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附效率分别为92.58%、63.36%;当离子强度为10 mmol/L时,稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的最高吸附效率分别为97.58%、68.35%;准二级动力学模型能很好地拟合稻草生物炭对Pb2+、Cd2+的吸附规律,拟合系数（R2）均大于0.995 8,表明稻草生物炭吸附速率主要由化学吸附机制决定;此外,稻草生物炭对Pb2+的吸附规律适合采用Langmuir等温吸附模型进行描述,而对Cd2+的吸附规律采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能进行很好的模拟,表明稻草生物炭对Pb2+的吸附是近似单分子层吸附,而对Cd2+的吸附存在多分子层吸附.由黄沙土柱模拟试验结果得出,稻草生物炭对Pb2+和Cd2+的滞留率随着pH的升高和离子强度的降低而增强.在Pb2+和Cd2+同时存在条件下,当pH为6、离子强度为1 mmol/L、稻草生物炭按黄沙质量的0.5%投加时,稻草生物炭对土柱中Pb2+、Cd2+的滞留效果最好.研究显示,高pH对稻草生物炭吸附固定重金属起到促进作用,而高离子强度对稻草生物炭吸附固定重金属起到抑制作用.      

垃圾渗滤液中溶解性有机物对土壤重金属吸附

垃圾渗滤液主要组分为重金属和大量的溶解性有机物(DOM). 选取我国北方具有代表性的褐土,通过不同pH(5～9)和温度 (15,25和35 ℃)下的等温吸附试验,研究了垃圾渗滤液中DOM对Cu, Cd, Pb和Zn 4种重金属在土壤中吸附行为的影响. 结果表明:DOM对Cu和Cd在土壤中的吸附促进作用较明显,对Pb有微弱的促进作用,对Zn的吸附影响不明显;改变pH,DOM对4种重金属在褐土中的吸附也表现出不同的影响,吸附平衡后土壤溶液pH变化差异明显;25 ℃下Cu在土壤中的吸附量高于15和35 ℃条件下;有DOM时,Cd, Zn和Pb在土壤中的吸附量随着温度的升高而增大.      

Effects of temperature and surfactants on naphthalene and phenanthrene sorption by soil

Adsorption experiments were carried out to investigate the sorption behaviors of naphthalene and phenanthrene in six different soils and to determine the effects of temperature, linear alkylbenzene sulfonate (LAS) and cetylrimethyl ammonium bromide (CTAB) on sorption. The results show that for a given sorbent phenanthrene exhibited greater nonlinear and stronger sorption than naphthalene. There was a strong negative correlation for the Koc values with organic carbon content (foc). The increase of temperature was not favorable to sorption. Sorption decreased along with the increasing aqueous LAS concentration from 0 to 1000 mg/L. At low CTAB concentration (＜ 100 mg/L), the adsorption increased as CTAB hemimicelles formed on the soil surface. At high concentration, CTAB decreased the adsorption by occupying active hydrophobic adsorption sites and solubilization of naphthalene and phenanthrene.     

Effects of urea and (NH4)2SO4 on nitrification and acidification of Ultisols from Southern China

The mechanisms for the effects of ammonium-based fertilizers on soil acidification in subtropical regions are not well understood. Two Ultisols collected from cropland and a tea garden in Anhui and Jiangxi Provinces in subtropical southern China, respectively, were used to study the effects of urea and (NH₄)₂SO₄ on the nitrification and acidification of soils with incubation experiments. Nitrification occurred at very low pH with no N fertilizer added and led to lowering of the soil pH by 0.53 and 0.30 units for the soils from Jiangxi and Anhui, respectively. Addition of urea accelerated nitrification and soil acidification in both Ultisols; while nitrification was inhibited by the addition of (NH₄)₂SO₄, and greater input of (NH₄)₂SO₄ led to greater inhibition of nitrification. Ammonia-oxidizing bacteria (AOB) played an important role in nitrification in cropland soil under acidic conditions. Addition of urea increased the soil pH at the early stages of incubation due to hydrolysis and stimulated the increase in the AOB population, and thus accelerated nitrification and soil acidification. At the end of incubation, the pH of Ultisol from Jiangxi had decreased by 1.25, 1.54 and 1.84 units compared to maximum values for the treatments with 150, 300 and 400 mg/kg of urea-N added, respectively; the corresponding figures were 0.95, 1.25 and 1.69 for the Ultisol from Anhui. However, addition of (NH₄)₂SO₄ inhibited the increase in the AOB population and thus inhibited nitrification and soil acidification. Soil pH for the treatments with 300 and 400 mg/kg of (NH₄)₂SO₄-N remained almost constant during the incubation. AOB played an important role in nitrification of the cropland soil under acidic conditions. Addition of urea stimulated the increase in the AOB population and thus accelerated nitrification and soil acidification; while addition of (NH₄)₂SO₄ inhibited the increase in the AOB population and thus inhibited nitrification.     

不同氧化还原条件下土壤中Cd/Zn/Cu共运移特征及数值模拟

以重金属离子镉（Cd）、锌（Zn）、铜（Cu）为研究对象,通过室内土柱混合置换实验和数值模拟方法,分析了5种不同氧化还原电位（E_h）对Cd、Zn、Cu在土壤中运移的影响.结果表明,不同E_h下,Cu的竞争吸附能力均大于Cd和Zn,移动性较小;并产生了“滚雪球效应”,导致出流液中Cd和Zn的浓度大于输入浓度.与原土相比,E_h的增加或降低均促进了Zn、Cd的迁移速率,但对实验周期内回收率的影响不同;E_h的增加促进了Cu的迁移.两点非平衡模型（TSM）和单点非平衡吸附模型（OSM）较好地模拟了重金属的迁移,且进一步表明了土壤对重金属的吸附受吸附反应速率的限制（f<0.7）.在复合污染土壤评价和防治中,不仅要考虑E_h的影响,还要关注由竞争吸附所产生的浓度叠加效应,避免低估重金属的污染风险.     

有机修饰塿土对苯酚的吸附及其热力学特征

研究了用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）单一修饰和十六烷基三甲基溴化铵＋十二烷基磺酸钠（CTMAB＋SDS）混合修饰填土耕层、粘化层后土样对苯酚的吸附及其热力学特征,并对其吸附机理进行探讨．结果表明,填土两层次土样表面修饰后均能显著增强对苯酚的吸附能力,耕层土样对苯酚吸附呈现100GCB（100％CTMAB修饰耕层土样）〉120GCS（100％CTMAB＋20％SDS修饰耕层土样）〉50GCB（50％CTMAB修饰耕层土样）〉GCK（耕层原土）的趋势,粘化层土样相应地呈现100NCB（100％CTMAB修饰粘化层土样）〉50NCB（50％CTMAB修饰粘化层土样）〉120NCS（100％CTMAB＋20％SDS修饰粘化层土样）〉NCK（粘化层原土）的变化趋势;耕层原土吸附苯酚能力高于粘化层原土,但修饰后粘化层土样对苯酚的吸附能力超过耕层;两层次原土对苯酚的吸附呈现增温效应,但修饰后耕层土样转变为随温度上升吸附量下降的增温负效应特征,而粘化层修饰土样呈现增温效应特征,证实耕层修饰土样对苯酚以物理吸附为主,而粘化层修饰土样以化学吸附为主;Henry模型可用于描述苯酚在供试土样中的吸附;供试土样对苯酚的吸附属自发性反应,耕层修饰土样的吸附属焙减、熵减过程,自发性取决于焙减,而粘化层的吸附属焓增、熵增过程,自发性主要取决于熵增．     

绿洲土Pb-Zn复合胁迫下重金属形态特征和生物有效性

通过对Pb-Zn复合胁迫下干旱区绿洲土壤中油菜种植进行盆栽试验模拟,探讨了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态之间的转化规律和生物有效性.结果表明,低浓度Pb、Zn处理下,油菜生长得到促进,茎叶生长优势大于根系.随着外源重金属的投加,土壤中Pb、Zn主要赋存形态较对照均由紧结合态向松结合态转化,重金属生物有效性提升;可交换态Pb、碳酸盐结合态Zn分别是油菜不同部位吸收Pb、Zn的主要贡献形态.油菜在低浓度胁迫水平对Pb、Zn的富集能力和转移能力强于高浓度胁迫水平,且油菜对Pb、Zn的富集、迁移系数均随土壤中对应元素或共存元素生物有效态含量的增大而减小.所有处理中,油菜茎叶中的Pb含量均超出了食品安全限量指标,建议在此类土壤种植叶菜类蔬菜前进行相关指标检测.     

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。