土壤与沉积物对多环芳烃类有机物的吸附作用

吸附作用是疏水性有机物在土壤和沉积物环境中的重要迁移转化行为之一。多环芳烃是环境中一种重要的疏水性有机污染物。文章着重阐述了多环芳烃类有机物在土壤和沉积物中有机质和粘土矿物吸附机理，指出土壤、沉积物有机质的结构异质性是导致非线形吸附的重要原因；分析了影响多环芳烃吸附过程的诸多因素，并提出该研究领域存在的问题以及今后发展的方向。     

疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的赋存状态研究

土壤/沉积物是环境中有机污染物主要的汇,由于土壤-沉积物结构和性质的复杂性,有机污染物进入其中,会结合在不同的位点上,赋存状态发生分化,具有不同的物理流动性、生态风险和化学反应活性.对于土壤-沉积物中有机污染物吸附/解吸的研究是认识其赋存状态并预测其生态风险的重要手段.本文对于疏水性污染物吸附/解吸及赋存状态的国内外研...     

土壤和沉积物中疏水性有机污染物的锁定及其环境效应

大量研究表明,吸附到土壤和沉积物中的疏水性有机物只有部分能够较容易地解吸出来,而残留的部分很难解吸.这种现象常被称为"解吸滞后","不可逆吸附",或者"锁定".锁定会导致受污染土壤和沉积物修复效率的降低;但与此同时,锁定也会降低受污染土壤和沉积物的环境风险.本文综述了土壤和沉积物中疏水性有机污染物锁定的典型热力学和动力...     

天然有机质疏水性定量方法及吸附预测模型

天然有机质是有机污染物在土壤和水环境中的重要赋存相，显著影响有机污染物的传输、归趋和生物有效性.有机污染物的有机碳-水分配系数是污染物迁移积累模型的核心参数.如何准确、快速地评估有机污染物在天然有机质上的吸附行为是环境科学研究的一个重要科学问题.该方向的研究内容主要包括有机污染物和天然有机质性质定量描述、有机污染物-天然有机质作用机制解析和吸附预测模型构建三个环节.学界在有机污染物-天然有机质作用机制解析方向取得了丰硕的成果，在天然有机质性质定量描述和吸附预测模型构建方向仍有广阔的发展空间.本文系统评估了现有的天然有机质疏水性定量方法和天然有机质吸附预测模型.通过对方法和模型优缺点和适用范围的系统分析，揭示了现有研究的不足，展望了未来研究的主要方向.     

水溶性有机质对土壤吸附有机污染物的影响

在自然环境中,水溶性有机质(DOM)会对土壤吸附有机污染物产生影响.基于已有的成果,本文综合分析了DOM的有关因素对土壤吸附有机污染物的影响.研究表明,不同来源的DOM的亲疏水组分比例不同;随着腐解时间的增长,亲水组分减小,疏水组分增加.外源DOM的极性与亲疏水组分所含官能团的种类和数量、分子量均会影响有机污染物的吸附;DOM的临界值浓度与土壤有机质含量负相关.当DOM浓度大于临界值时抑制吸附,反之促进吸附.DOM具有酸碱缓冲作用,影响土壤溶液的pH,进而影响对有机污染物的吸附.由于土壤内源DOM对有机污染物具有增溶作用,会抑制土壤吸附有机污染物.论文最后对今后的相关研究方向提出了建议.     

重金属对药物和个人护理品在土壤/沉积物中吸附的影响机制:现状与展望

药物和个人护理品简称(PPCPs)是一类具有潜在累积效果的环境污染物,其广泛分布于水体与土壤环境中.在土壤/沉积物中,PPCPs将发生一系列的物理、化学和生物作用,其中吸附是PPCPs在土壤/沉积物中极为关键的环境行为,将影响PPCPs在环境中的迁移转化及其对生物体的危害程度.重金属作为一类常见的无机污染物,它们的存在会影响PPCPs在土壤/沉积物表面的吸附行为,对土壤/沉积物吸附PPCPs的吸附效果造成不同影响.本文归纳总结了重金属存在时,PPCPs在土壤/沉积物中的吸附机理,综合探讨了PPCPs官能团组成、重金属离子类型、pH、离子强度和有机质等因素对PPCPs吸附的影响,并针对以往研究存在的问题进行了展望.     

典型环境内分泌干扰物的来源、环境分布和主要环境过程

内分泌干扰物(EDCs)作为一种新兴污染物,具有憎水性、低剂量效应和半衰期长等特征,在全球的土壤/沉积物中已被广泛检测到,并发现已给环境带来了严重的威胁。本文重点综合评述了近10年来土壤/沉积物中EDCs的来源、浓度水平、空间分布及吸附特性的研究。结果发现,EDCs来源涉及农业、工业和生活等多个方面;空间分布上,一般呈近海地区沉积物中EDCs浓度水平较河流底泥及土壤低,而高度工业化、城市化地区土壤/沉积物中EDCs浓度亦较高;EDCs的吸附受土壤/沉积物理化性质、EDCs自身性质和环境条件的共同影响,一般土壤有机质的含量和成熟度、土壤颗粒的比表面积与其吸附能力呈正相关,黏土矿物类型对EDCs的吸附也有重要的影响;EDCs的吸附能力与其自身的疏水性和结构特征有关;温度升高和溶液p H值增加都不利于EDCs的吸附,而溶液离子强度的增加对其吸附起着促进作用。土壤/沉积物对EDCs的吸附是一个复杂的过程,因此对其吸附特性需要进一步的探讨。     

生物扰动对沉积物中污染物环境行为与生物可利用性的影响

疏水性有机污染物进入环境水体后易于与沉积物结合,对沉积物中的底栖动物造成危害。底栖动物引起的生物扰动作用可以通过改变沉积物的地球化学性质,对其中污染物的赋存形态、迁移转化和生物可利用性产生重要影响。在综述了国内外生物扰动影响沉积物中污染物环境行为和生物可利用性的最新研究进展基础上,重点讨论了沉积物颗粒交换、水体环境条件改变、疏水有机污染物解吸释放过程以及对生物扰动影响的定量化表征。最后对该研究方向进行了展望,指出应重点研究多种污染物及不同生物共存条件下的生态效应,以及造成沉积物扰动的影响因素的定量化表征等。     

土壤和沉积物中有机质对双酚A和17α-乙炔基雌二醇的吸附行为

研究了土壤和沉积物原始样品bulk及其有机质组分(非水解性有机质NHC、碳黑BC和腐殖酸HA)对17α-乙炔基雌二醇(EE2)和双酚A(BPA)的吸附行为.所有的吸附等温线都很好地拟合了Freundlich模型,除HA和bulk外,所有的吸附等温线都为显著的非线性(n值为0.46—0.76).对于EE2和BPA的吸附非线性因子n值都存在这样的关系:HA>NHC>BC.EE2以有机碳归一化的Freundlich吸附能力(lgKOC)有BC>NHC>bulk>HA的关系,说明有机质成熟度越高,对EE2或者BPA的吸附能力越高.在土壤和沉积物有机质SOM(NHC、BC和HA)对吸附BPA和EE2的贡献上,NHC、BC和HA对沉积物和土壤对BPA总吸附贡献上要明显弱于它们对EE2的贡献.除了内分泌干扰物(EDCs)的疏水性影响EE2和BPA的吸附能力的差异外,分子大小和带电子苯环数也影响它们的吸附能力差异.     

疏水性有机污染物在草甸土中的吸附和解吸行为

研究5种有机污染物在草甸土中的吸附和解吸行为.结果表明,污染物在土壤中的吸附主要受疏水性作用的影响,吸附数据基本符合传统的线性模型.解吸行为则表现出明显的滞后现象,解吸实验结果与"双元平衡解吸(DED)模型"的预测值相吻合.DED模型能够更加准确地定量描述疏水性有机污染物的解吸行为.     

不同有机物料在潮棕壤中有机碳分解进程

用尼龙网袋法研究了特定年度中，不同月份间有机物料在潮棕壤旱田、水田中有机碳分解速率及C／N变化。结果表明，4种物料(玉米秸和玉米根，水稻秸和水稻根)在潮棕壤地区温度、湿度适宜的前3个月(1999年7—月)迅速分解，之后进入缓慢分解阶段，其中根的分解残留率始终高于秸秆。经计算约有2／3的玉米根和稻根腐解产物残留在土壤里；分解至试验结束。所有物料的C/N比都趋于一致，约在10—13之间，与土壤腐殖质的洲比非常相近，说明这些物料已基本完成其腐殖化过程，而成为较稳定的有机组分、这对增加土壤有机质、培肥土壤非常重要。     

可溶性有机物对土壤中主要有机污染物环境行为的影响

概括了环境中可溶性有机物的特点，并系统总结了当前国内外关于可溶性有机物对土壤中主要污染物环境行为的影响的研究进展。阐述了可溶性有机物对农药、多环芳烃在土壤中的吸附、解吸及分配等环境行为所起的作用。最后指出了该方面研究存在的问题及今后应加强的方向。     

Bioavailability of hydrophobic organic contaminants and quality of organic carbon

U.S. laws require that contaminant bioaccumulation potential be evaluated before dredged material can be recycled. Simple fugacity models, e.g. organic contaminant aqueous partition coefficient (K _oc)-derived theoretical bioaccumulation potential, are commonly used to estimate the partitioning of hydrophobic organic contaminants between sediment organic matter and organism lipid. K _oc-derived models, with or without the addition of a soot carbon term, did not accurately or consistently predict total polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and polychlorobiphenyls partitioning of eight sediments from ongoing dredging operations onto C₁₈-coated filter paper. These models also failed to predict the partitioning of individual PAHs from these eight sediments. These data underscore the trade-offs between the ease of using simple models and the uncertainty of predicted partitioning values.     

SOMPROF: A vertically explicit soil organic matter model

Most current soil organic matter (SOM) models represent the soil as a bulk without specification of the vertical distribution of SOM in the soil profile. However, the vertical SOM profile may be of great importance for soil carbon cycling, both on short (hours to years) time scale, due to interactions with the soil temperature and moisture profile, as well as on long (years to centuries) time scale because of depth-specific stabilization mechanisms of organic matter. It is likely that a representation of the SOM profile and surface organic layers in SOM models can improve predictions of the response of land surface fluxes to climate and environmental variability. Although models capable of simulating the vertical SOM profile exist, these were generally not developed for large scale predictive simulations and do not adequately represent surface organic horizons. We present SOMPROF, a vertically explicit SOM model, designed for implementation into large scale ecosystem and land surface models. The model dynamically simulates the vertical SOM profile and organic layer stocks based on mechanistic representations of bioturbation, liquid phase transport of organic matter, and vertical distribution of root litter input. We tested the model based on data from an old growth deciduous forest (Hainich) in Germany, and performed a sensitivity analysis of the transport parameters, and the effects of the vertical SOM distribution on temporal variation of heterotrophic respiration. Model results compare well with measured organic carbon profiles and stocks. SOMPROF is able to simulate a wide range of SOM profiles, using parameter values that are realistic compared to those found in previous studies. Results of the sensitivity analysis show that the vertical SOM distribution strongly affects temporal variation of heterotrophic respiration due to interactions with the soil temperature and moisture profile.     

土壤溶解性有机质的生态环境效应

土壤生态环境是一个复杂的多介质多界面体系。现有的研究表明，DOM作为环境中重要的天然配位体和吸着载体，是一种非常活跃的化学物质，它将土壤中的矿物质、有机质与生物成分联系在一起，通过物理或化学作用改变金属与外源性化合物的环境行为，促进温室气体的排放，调节土壤养分流失，指示土壤质量，并对成土过程、微生物的生长代谢过程、土壤有机质分解和转化过程有着重要作用，已经成为土壤科学、生态科学和环境科学交叉领域的研究热点。文章系统地评述了DOM的组成特点及其环境效应，同时介绍了未来的研究方向及一些有待于进一步研究的问题。     

不同林分土壤有机碳密度研究

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,已成为森林生态系统碳循环研究的重点之一;而森林土壤有机碳在剖面上具有明显的垂直分布差异,根据土壤发生层次特点,分别研究各层土壤有机碳含量分布规律,对于准确确定森林土壤碳储量具有重要意义。2008年7月在北京西山妙峰山林区侧柏（Platycladus orientalis）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、栓皮栎（Quercus variabilis）林和侧柏、油松（Pinus tabulaeformis）混交林内,分别随机选取3个位置挖土壤剖面,然后根据土壤发生层次性特点,把各剖面划分为四个土层（0～10 cm,10～20 cm,20～40 cm和40～60 cm）,每层用环刀取样测定土壤容重,用土壤袋采集1 000 g的土壤样品,经除杂、风干、过筛等程序后,对土样的有机碳含量和碳密度进行了测定和初步研究。结果表明：4种林分下土壤有机碳平均含量和土壤有机碳密度不同,不同林分土壤0～10 cm有机碳含量和碳密度最高,并且均随土壤深度增加呈降低的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为：栓皮栎林〉侧柏、油松林〉侧柏林〉刺槐林。4种林分类型0～20 cm土层单位面积有机碳储量占总有机碳储量分别为：栓皮栎林51.1%,刺槐林44.2%,侧柏林43.0%,侧柏、油松混交林37.7%,平均为44.0%。     

生物修复中有机污染物的生物可利用性

论述了土壤和地下水生物修复中有机污染物的生物可利用性。污染物的可利用性对生物修复速率和生物强化效率有重要影响。生物可利用性是指土壤和地下水中的微生物或其胞外酶对有机污染物的可接近性，它受土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染接触时问等许多因素的综合影响。污染物的介质吸附、多相分配、老化和形成非水相基质，以及土壤微生物的吸附、过滤和沉降作用降低了污染物的可利用性。促进土壤中污染物和微生物的解吸附，增强非水相基质的溶解，加速土壤污染物与微生物之间的质量传递，可以增强污染物的可利用性和生物降解的速率。施用表面活性剂和电动力学方法可有效地增强污染物的生物可利用性。     

极性有机化合物整合采样技术在水环境有机污染物监测中的应用

极性有机化合物整合采样技术(Polar organic chemical integrative samplers,POCIS)适用于极性有机污染物的采集,随着新型极性有机污染物的不断出现,该技术已经引起了科学家的广泛关注.本文概述了几种常用的被动采样装置,重点介绍了POCIS采样器的一般结构、富集原理、环境因素如流速、温度、pH、溶解性有机质、盐度及膜的污染等对采样速率的影响,讨论了针对极性物质检测的质量控制和保证以及性能参考物质,综述了POCIS在水环境有机污染物监测中的应用.最后,本文对POCIS的应用前景进行了展望.     

Photochemical transformations of selected organic chemicals in two phase system

The photodegradation of some aromatic sulfur compounds dissolved in n‐hexane and spread as a thin liquid film on water was investigated. Dibenzothiophene and diphenylsulfide were found to be the most reactive towards photooxidation process among the compounds studied. The degraded compounds were investigated by HPLC and GC/MS.     

河流有机质生物地球化学研究进展

探讨了近年来河流中有机质的生物地球化学研究状况。大多数河流有机质的来源主要是外源即流域侵蚀而来的,经过河流的新陈代谢过程,把河流中的悬浮物分解为不同类型的有机质。在有机质分解过程中由于外部条件的差异,形成粒径大小不同的颗粒物和溶解有机质、无机质等。河流水体中的溶解有机碳(DOC)在全球不同纬度、不同区域,其含量差异较大,但目前对其生物地球化学控制的量级缺乏足够的理解和认识。另外碳氮同位素及其比值在当前的河流有机质生物地球化学研究中仍起着非常重要的示踪作用。