云浮硫铁矿区土壤剖面的磁学性质研究

广泛分布的硫铁矿在开采利用过程中可通过多种途径对矿区及周边环境产生严重影响,污染物产生的机制和迁移途径等成为学术界关注的焦点。近年来,环境磁学以其快速、经济、无损等优点被广泛应用于环境污染、物源分析等研究领域。本文对云浮硫铁矿矿区附近一个菜地土壤剖面进行详细的磁学测试,得到低频磁化率、频率磁化率、非磁滞剩磁磁化率、饱和等温剩磁及S比值等一系列磁学指标结果,并分析这些指标的剖面变化特征及指标间的相关关系,探讨影响土壤剖面磁学性质变化的主要因素,结果表明：低频磁化率、非磁滞剩磁磁化率和饱和等温剩磁在剖面底部（30 cm以下）基本稳定并且其值保持在较低的水平,其平均值分别为5.32×10-8m3·kg-1、13.70×10-8m3·kg-1和3.66×10-3Am2·kg-1;上述指标在表层30 cm的平均值分别为32.97×10-8m3·kg-1、86.21×10-8m3·kg-1和5.39×10-3Am2·kg-1,土壤剖面30 cm以上部分土壤明显受外来细颗粒磁性矿物的影响,磁性被显著增强。不同深度土壤中磁性矿物种类存在明显区别,剖面中部的高SIRM/χ值（70～100 kA·m-1）指示有胶黄铁矿等铁硫化物的存在。磁学参数之间的相关分析发现,剖面土壤中的铁硫化物及其中的单畴磁性颗粒是影响土壤磁学性质的主要因素。由于磁性矿物可通过吸附、共沉积、晶格置换等多种形式使多种重金属在土壤中富集,较大范围、多手段针对多种环境介质的磁学深入研究有望为硫铁矿周边重金属污染的产生机制和迁移路径研究开拓新途径。     

高校室内降尘粒度、磁学特征与重金属污染垂向分布特征

以南通某高校为采样点,采集3个校区教学楼不同楼层室内降尘,测试并分析样品的粒度、磁学特征、重金属污染的垂向分布规律,讨论重金属污染影响因素.研究发现,样品的粒度特征在垂向上呈明显波动变化,在人流量大的教学层,粒度特征受教学活动影响;在人流量小的办公层,粒度大小与楼层高度有关,即随楼层增加,粒度逐渐减小,如校区3教学楼1-3、7、9层粒度分别为35.4、29.0、28.8、27.3、23.2μm.室内降尘磁性矿物主要以亚铁磁性矿物和不完整反铁磁性矿物为主,χARM值垂向变化趋势与χlf基本一致,指示单畴颗粒对样品磁化率贡献较大.各校区教学楼不同楼层Cu、Zn、Pb、As元素富集因子(EF)值由10降至接近1,指示随楼层增加重金属元素污染程度从严重污染到无污染;校区3教学楼1—5楼重金属污染程度均相对较高(内梅罗指数平均为20.08),6层及以上样品重金属污染程度较低(内梅罗指数平均为9.01),说明随着楼层的增加,重金属污染总体呈降低趋势.小于20μm粒径颗粒对重金属元素As具有较好吸附作用,大于20μm颗粒对重金属元素吸附作用较弱.饱和等温剩磁(SIRM)与重金属元素As具较好的正相关关系(R2=0.4351),用SIRM可快速指示室内降尘重金属元素As的污染状况.     

漳州市绿地有机质和磁化率特征及其相关性

对漳州市的公园绿地、道路绿地、单位附属绿地和居住区绿地的有机质含量和磁学特征进行了分析,结果表明漳州市城区绿地有机质含量波动范围较大,土壤样品有机质含量的平均值是12.47 g/kg,变化范围为2.27～27.79 g/kg,不同绿地功能区有机质含量为单位附属绿地道路绿地公园绿地居住区绿地。土壤样品的平均磁化率值为300.39×10-8 m3/kg,频率磁化率平均值为1.58%,土壤呈现明显的磁性增强,不同绿地功能区土壤磁化率值为居住区绿地道路绿地单位附属绿地公园绿地;有机质与磁化率的相关性较弱,基本上不存在土壤发生学上的联系。由于工业排放,汽车尾气等人类活动的影响,原始土壤已经严重破坏,土壤组成复杂,大量外来物质入侵,漳州市城市绿地表现出明显的人为扰动特征,并且可能受到一定程度的重金属污染。     

两种景天修复Cd/Zn污染土壤效果的比较

为对比研究重金属超富集植物东南景天与伴矿景天对酸性Cd/Zn污染土壤的提取修复效果,利用盆栽及田间试验同时种植两种景天。结果表明,(1)盆栽试验为期两年,种植东南景天的土壤Cd质量分数从3.51 mg·kg~(-1)降到0.46 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从865 mg·kg~(-1)降为516 mg·kg~(-1);种植伴矿景天的土壤Cd质量分数从3.44 mg·kg~(-1)降到0.55 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从852 mg·kg~(-1)降为577 mg·kg~(-1)。(2)田间试验为期一年,韶关种植东南景天的土壤Cd质量分数从1.38 mg·kg~(-1)降为1.07 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从501 mg·kg~(-1)降为462 mg·kg~(-1);种植伴矿景天的土壤Cd质量分数从1.71 mg·kg~(-1)降为0.93 mg·kg~(-1),土壤Zn质量分数从585 mg·kg~(-1)降为505 mg·kg~(-1)。(3)在室内盆栽条件下,每年秋季种植的东南景天产量显著高于伴矿景天;东莞和韶关的伴矿景天在野外环境下均比东南景天具有更好的适应性及生长能力,生物产量远高于东南景天。(4)在盆栽试验条件下,东南景天重金属Cd、Zn修复能力与效果优于伴矿景天;而在野外田间试验条件下,伴矿景天对Cd、Zn的提取修复效果优于东南景天。综上,东南景天与伴矿景天对酸性Cd/Zn复合污染土壤均具有很好的提取修复效果。本研究对酸性Cd/Zn污染土壤的植物提取修复技术具有一定的参考意义。     

生物表面活性剂和化学螯合剂强化无柄小叶榕修复Cd、Cu重金属污染盐碱地

采用盆栽试验研究海洋细菌和酵母产生物表面活性剂、化学螯合剂对无柄小叶榕(Ficus concinna var.Subsessilis)修复盐碱地重金属Cd、Cu的强化效果.结果表明,强化试验下无柄小叶榕能耐受Cd、Cu胁迫正常生长,且体内重金属含量随生物表面活性剂投加浓度增大而升高,表现为根地上部分;300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂强化下,根部Cd含量最大值为313 mg·kg~(-1),1 mmol·kg~(-1)柠檬酸(CA)-300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂强化下,根部Cu最大含量为2156 mg·kg~(-1).强化剂添加下,能显著提高Cd、Cu在小叶榕体内的累积量,无柄小叶榕对土壤Cd、Cu的吸收富集能力显著提高,1 mmol·kg~(-1) CA—300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂强化下Cd的最大富集系数为(9.76±0.10),是对照组S1(1.1±0.02)的8.90倍,300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂单独强化下Cu的最大富集系数为(7.42±0.16),是S1(0.77±0.03)的9.60倍;无柄小叶榕向地上转移Cu的能力较弱,TF1,对Cu的提取修复潜能有限;300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂强化下Cd的最大修复率为2.56%,是对照组S1的4.70倍,300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂—1 mmol·kg~(-1) EDTA联合强化下Cu的最大修复率为1.80%,为S1的3.30倍.综上,无柄小叶榕对重金属污染的盐碱地有良好的修复潜力,生物表面活性剂和化学螯合剂的添加可有效提高小叶榕对重金属Cd和Cu的吸收富集效率.     

新疆若羌县绿洲带土壤硒含量的空间分布及影响因素分析

为研究若羌县土壤Se含量、分布特征与土壤性质的关系,在研究区采集434个表层土壤样品,分析了若羌县土壤Se含量及其影响因素.结果表明,若羌县表层土壤Se含量变幅为0.06—0.47 mg·kg~(-1),平均值为0.18 mg·kg~(-1),总体属于中等、边缘及缺硒土壤,不存在硒中毒土壤.不同土壤类型中草甸土Se含量最高(0.23 mg·kg~(-1)),盐土最低(0.13 mg·kg~(-1)).成土母质以洪积物发育的土壤Se含量最高(0.25 mg·kg~(-1)),湖积物最低(0.14 mg·kg~(-1)).不同土地利用方式下,水田土壤Se含量最高(0.32 mg·kg~(-1)).研究区土壤MgO、有机碳C_(org)、黏粒含量、TN和铁锰氧化物是影响土壤Se含量的主要因素.     

北京典型灌区表层土壤与农产品酚类含量及人体健康风险评估

土壤是酚类存在的重要介质之一,土壤中残留的酚类能向作物迁移,直接关系农产品生产安全。北京市东南郊典型灌区是北京地区主要农业生产基地之一,为明确该典型灌区农产品和表层土壤酚类(壬基酚NP、辛基酚OP和双酚A-BPA)含量水平和人体健康风险,2015年利用气相色谱-质谱仪检测了该灌区20个表层土壤样品和28个作物样品中12种酚类含量,包括OP、NP1、NP2、NP3、NP4、NP5、NP6、NP7、NP8、NP9、NP10和BPA。结果显示,灌区表层土壤NP、BPA和OP质量分数分别为32.54～295.08、7.19～48.79和0.47～1.43μg·kg~(-1),采集的土壤中NP含量均未超过丹麦安全与毒理研究所提出的土壤壬基酚的限值标准(25 mg·kg~(-1))。冬小麦(Triticum aestivum L.)籽粒NP质量分数为202.19～446.16μg·kg~(-1),OP和BPA质量分数分别为3.40～25.33μg·kg~(-1)和1.36～33.27μg·kg~(-1)。夏玉米(Zea mays L.)籽粒BPA、NP和OP质量分数分别为165.59～543.67、140.39～406.47和0.77～10.83μg·kg~(-1)。果蔬OP、BPA和NP质量分数分别为11.39～204.53、93.42～893.86和220.33～392.07μg·kg~(-1),农产品BPA和NP含量均低于欧盟和丹麦安全与毒理研究所提出的相应含量限值。成人和儿童酚类非致癌指数分别为4.77×10~(-2)和1.02×10~(-1),均低于USEPA规定相应标准参考值(1.0)。总体上,北京东南郊典型灌区土壤和农产品酚类含量处于安全级别,人体健康风险也处于较低的水平。     

化学工业区周边土壤中多环芳烃含量、来源及健康风险评估

于2015年6月采集日照市岚山化工园区和临沂市罗庄华宇电解铝厂周围土壤样品,分析了16种多环芳烃(PAHs)的含量和组成,研究了距化工区不同距离的土壤中PAHs含量和组成的变化、来源及健康风险.结果表明,岚山化工园区周围土壤中PAHs总含量(∑_(16)PAHs)(2764.2—3435.9μg·kg~(-1))略高于华宇电解铝厂周边土壤中∑_(16)PAHs(2729.7—3047.5μg·kg~(-1)),均达到重度污染.两化工厂周边土壤中各环数PAHs所占比例大小顺序均为4环5环3环2环和6环,但各PAHs化合物的组成存在差异.距化工区越远,土壤中∑_(16)PAHs含量越低,但各环数PAHs含量变化不一致.同分异构体比值法结果表明,两化工厂PAHs主要来源是燃煤和石油燃烧.正定矩阵因子分解法表明,岚山化工园区周围土壤PAHs的来源中燃煤源占36%,汽油和柴油燃烧源占21.6%,生物质燃烧源占19.1%,石油源和焦炭燃烧混合源占19.3%.华宇电解铝厂周围土壤PAHs的来源中燃煤源占33.5%,汽油燃烧源占24.8%,柴油燃烧源占31.4%,生物质燃烧源占10.3%.岚山化工园区周围土壤PAHs来源中燃煤源所占比例高于华宇电解铝厂,汽油和柴油燃烧源所占比例低于华宇电解铝厂.岚山化工园区和华宇电解铝厂周边土壤中PAHs的总Ba P_(eq)平均值分别为326.7μg·kg~(-1)和441.1μg·kg~(-1),均低于加拿大土壤质量指导值600μg·kg~(-1).健康风险评估表明,华宇电解铝厂总ILCRs值(3.9×10~(-6)—6.0×10~(-6))高于岚山化工园区(2.9×10~(-6)—4.5×10~(-6)).两化工厂周围土壤总ILCRs值大于1×10~(-6),均存在潜在的致癌风险.     

粤北阔叶人工林和次生林植物多样性与土壤理化性质相关性研究

为提升人工林林分质量,发挥人工林生态效益,以亚热带优良乡土树种壳斗科红锥(Castanopsis hystrix)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、深山含笑(Michelia maudiae)人工林和天然次生林为研究对象,分析不同林分林下物种数量、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数,Pielou均匀度指数,Margalef丰富度指数)和土壤理化性质等指标及其差异,明确土壤中制约人工林林下植被多样性的理化性质指标。结果表明,(1)灌木层中,红锥与含笑人工林林下植被Shannon-Wiener指数(1.61±0.51,1.23±0.30)低于天然次生林(1.95±0.40),且二者林下物种成分与天然次生林有显著差异,人工林植物优势种以(Maesa japonica)、石楠藤(Piper puberulum)为主,天然林优势种以广东润楠(Machilus kwangtungensis)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)等乔木幼苗为主。草本层红锥与含笑人工林的Shannon-Wiener指数(2.55±0.50,2.53±0.31)高于天然次生林(2.34±0.38)。(2)0-20 cm土层内,有机质、全氮、全磷含量均表现为红锥人工林[(34.74±13.29)g·kg~(-1),(1.56±0.49)g·kg~(-1),(0.43±0.13)g·kg~(-1)]含笑人工林[(28.20±9.97)g·kg~(-1),(1.27±0.34)g·kg~(-1),(0.30±0.10)g·kg~(-1)]天然次生林[(22.78±8.52)g·kg~(-1),(1.07±0.33)g·kg~(-1),(0.25±0.04)g·kg~(-1)];20-40 cm土层内,人工林与天然林土壤有机质、全氮、全磷仍表现为红锥人工林[(24.22±7.51)g·kg~(-1),(1.23±0.32)g·kg~(-1),(0.42±0.11)g·kg~(-1)]含笑人工林[(21.80±8.34)g·kg~(-1),(1.04±0.28)g·kg~(-1),(0.29±0.11)g·kg~(-1)]天然次生林[(16.15±6.42)g·kg~(-1),(0.83±0.23)g·kg~(-1),(0.24±0.04)g·kg~(-1)]。除硝态氮外,其余土壤理化性质均因林分类型不同而呈现显著差异(P0.05)。(3)有机质、氮、磷三者是影响林下植被多样性的关键因子。土壤有机质含量与林下植被多样性的相关性最强(P0.05),氮、磷含量与草本层的相关性显著(P0.05),草本层与灌木层相比,更易受到土壤理化性质的影响。     

某地区两个燃煤电厂周边农田土壤中多环芳烃污染特征及生态安全评价

为了解与评价同一地区2个燃煤电厂(A和B)周边农田土壤多环芳烃的污染状况,按照点源扇形布点原则,在电厂周边常年主导上下风向1500 m范围内布点,在远离电厂10 km以上的常年主导风向的上风向设置对照点,参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)共采集33个农田土壤样品.取经过处理的样品5.00 g,用乙腈超声提取、浓缩后,HPLC法测定15种PAHs的含量.描述其空间分布特征,采用特征污染物分析、环数分析法及聚类分析等方法分析污染来源,运用荷兰分级标准评价法进行生态安全评价.结果显示运行57年的A电厂周边农田土壤中BaP为30.3μg·kg~(-1)(0.668—81.5μg·kg~(-1)),15种PAHs总量为482μg·kg~(-1)(107—1000μg·kg~(-1)),TEQ(BaP)为43.5μg·kg~(-1)(2.27—124μg·kg~(-1)),明显高于运行8年B电厂的7.32μg·kg~(-1)(2.56—15.0μg·kg~(-1))、227μg·kg~(-1)(158—415μg·kg~(-1))和10.3μg·kg~(-1)(3.90—20.1μg·kg~(-1))以及对照区的9.62μg·kg~(-1)(0.347—23.9μg·kg~(-1))、193μg·kg~(-1)(76.1—329μg·kg~(-1))和12.7μg·kg~(-1)(0.499—31.9μg·kg~(-1)).A电厂周边的常年主导上风向农田土壤样本的BaP和TEQ(BaP)_(15)含量基本维持在对照区水平,下风向的超出对照区水平,最大值均位于1500 m处,超出荷兰土壤质量标准.B电厂周边的常年主导上、下风向农田土壤样本的BaP和TEQ(BaP)_(15)含量与对照区相当,且均不超标.A电厂周边农田土壤中具有致癌风险的7种PAHs占总∑PAHs的41.3%,远高于B电厂的20.7%和对照区的25.8%.A电厂周边农田土壤中33.3%的PAHs点位处于中度污染水平,TEQ(BaP)_(15)高于国内相似污染源,存在亟需关注的生态风险.B电厂周边农田土壤中PAHs整体处于轻微污染水平,TEQ(BaP)_(15)低于生物质电厂.     

环草隆对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化、基础呼吸及相关酶活性的影响

城市土壤重金属和有机污染物复合污染广泛存在,而城市草坪除草剂的应用使城市绿地土壤的农药污染问题成为了新的关注点。为了准确评价城市绿地重金属污染土壤的农药污染生态风险,选择不同重金属污染程度的土壤为研究对象,以土壤有机氮矿化量、基础呼吸以及土壤酶活性为指标,采用室内模拟试验方法,探讨了草坪除草剂环草隆污染对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:(1)土壤有机氮矿化、基础呼吸、芳基硫酸酯酶和碱性磷酸酶对重金属和环草隆污染响应较为敏感,脲酶和蔗糖酶对重金属和环草隆污染不敏感。(2)环草隆浓度为0~1 000 mg·kg~(-1)范围内,和污染较轻的样点N土壤的碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的线性相关关系显著,和污染较为严重的样点D和G土壤的芳基硫酸酯酶活性抑制(激活)率的线性关系显著。(3)土壤中环草隆对样点D和G土壤芳香硫酸酯酶活性、对样点N土壤碱性磷酸酶活性抑制(激活)率的EC10分别为568 mg·kg~(-1)、1 306 mg·kg~(-1)(抑制值)和56 mg·kg~(-1)(激活值)、99 mg·kg~(-1),EC50分别为1 901 mg·kg~(-1)、3 806 mg·kg~(-1)、2 321 mg·kg~(-1)。以上研究结果能够为城市土壤重金属和农药复合污染生态风险评价提供基础数据和技术方法。     

上海市崇明岛养殖场周边环境中氟喹诺酮类抗生素的含量特征

在上海崇明岛选取15个不同规模的猪场、禽场和奶牛场,分别采集粪肥以及距离养殖场50 m内的地表水、土壤和相应的蔬菜样品,利用液相色谱串联质谱(LC/MS-MS)技术进行氧氟沙星(OFL)、恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP)和诺氟沙星(NOR)4种氟喹诺酮类抗生素含量分析,以了解目前上海市崇明岛养殖场周边环境中氟喹诺酮类抗生素的含量水平特征。结果表明,上海市崇明岛养殖场粪肥中氟喹诺酮类抗生素总含量范围为9.00~950μg·kg~(-1),平均值为144μg·kg~(-1),4种抗生素的检出率均在70%以上。周边地表水中氟喹诺酮总含量为2.8~477.5μg·L~(-1),平均值为86.8μg·L~(-1),ENR的检出率为66.7%,OFL、CIP和NOR的检出率均为100%。土壤中氟喹诺酮类抗生素总含量范围为19.1~802μg·kg~(-1),平均值为144μg·kg~(-1),OFL、ENR和CIP的检出率均为100%,NOR的检出率为90.9%。蔬菜中氟喹诺酮类抗生素总含量为ND~110μg·kg~(-1),平均值为21.9μg·kg~(-1)。OFL和CIP的检出率为73.3%,ENR和NOR的检出率为53.3%。养殖场周边环境中氟喹诺酮类抗生素含量均值为粪肥土壤周边地表水蔬菜。对同种氟喹诺酮类抗生素在养殖场周边不同环境介质中含量的相关性分析表明,OFL在粪肥与地表水中的含量呈正相关关系,OFL、CIP、NOR在水样与蔬菜中的含量呈正相关关系。     

退耕还林对土壤养分含量及其垂直分布的影响

退耕还林对生态系统生态过程的影响受到许多学者的关注,但关于不同退耕还林模式对土壤养分含量及其垂直分布的影响的报道较少。文章研究了南方红壤丘陵地区2种具有代表性的退耕还林模式在还林10年后,土壤铵态氮、有效磷、速效钾等养分含量及其垂直分布的变化。结果显示,退耕种植加拿大杨(Populus canadensis)后表土中有机质质量分数(29.25±9.93)g·kg~(-1)、速效K质量浓度(21.12±1.27)mg·L~(-1)均最低,而铵态氮质量分数量(111.60±3.82)mg·kg~(-1)最高,有效磷质量分数(13.710±1.42)mg·kg~(-1)低于水稻田表土中有效磷质量分数量(35.391±1.58)mg·kg~(-1),但显著高于池杉林表土中有效磷质量分数(5.320±0.42)mg·kg~(-1)。退耕种植池杉(Taxodium ascendens)后表层土壤有机质(59.38±1.013)g·kg~(-1)和NH_4~+-N质量分数(104.43±4.08)g·kg~(-1)均分别高于水稻田土壤有机质(47.56±1.01)g·kg~(-1)和NH_4~+-N质量分数(52.22±2.286)mg·kg~(-1),有效磷质量分数低于水稻田(35.391±1.580)mg·kg~(-1),速效K质量浓度(66.303±4.024)mg·L-1与水稻田接近,表明退耕还林降低了土壤中速效K和有效P含量,但促进了NH_4+~-N的积累。加拿大杨林和池杉林土壤中有机质、有效P和速效K含量均随着土层深度增加而下降。水稻田土壤中有机质、有效P含量也随着土层深度的增加迅速降低,NH_4+~-N含量先升高在40~60 cm土层中达到峰值(77.81±1.96)mg·kg~(-1),而后缓慢下降,土壤速效K含量总体上从表层向下逐渐降低,但垂直差异不明显。     

零价铁与腐殖质复合调理剂对稻田镉砷污染钝化的效果研究

稻田土壤环境中,重金属镉和类金属砷的行为受pH和Eh的影响强烈,这导致了稻田镉砷复合污染治理难度大。该研究研制了零价铁与腐殖质(质量比为12.5?87.5)的复合土壤调理剂(简称复合调理剂),在水稻早稻和晚稻种植前,分别向试验小区施加零价铁、腐殖质、复合调理剂,研究稻田镉砷的同步钝化效果。结果表明,与对照(不施加零价铁与腐殖质中的任何一种)相比,施加2 250kg·hm-2复合调理剂,水稻各部位砷和镉的质量分数显著降低,早稻稻米中镉质量分数从(0.35±0.04)mg·kg~(-1)下降至(0.19±0.04)mg·kg~(-1),总砷从(0.99±0.11)mg·kg~(-1)下降至(0.38±0.04)mg·kg~(-1);晚稻稻米镉从(0.50±0.05)mg·kg~(-1)下降至(0.25±0.02) mg·kg~(-1),总砷从(1.14±0.15) mg·kg~(-1)下降至(0.48±0.07) mg·kg~(-1);单独施加腐殖质,早稻和晚稻稻米总镉质量分数下降至(0.30±0.11)mg·kg~(-1)和(0.34±0.02)mg·kg~(-1),总砷下降至(0.68±0.05)mg·kg~(-1)和(0.83±0.01)mg·kg~(-1);单独施加零价铁,早稻和晚稻稻米总镉质量分数分别下降至(0.32±0.01) mg·kg~(-1)和(0.49±0.02) mg·kg~(-1),总砷下降至(0.48±0.03)mg·kg~(-1)和(0.64±0.13) mg·kg~(-1)。施加复合调理剂可改善土壤理化性质,水稻产量、土壤pH值、水稻根表铁膜中铁、镉和砷的含量显著升高;而土壤孔隙水中亚铁离子、镉离子和三价砷离子的浓度,土壤中磷酸盐提取态砷和二乙基三胺五乙酸(DTPA)提取态镉的含量则显著下降。其中,施加复合调理剂对土壤磷酸盐提取态镉的降低率(早稻和晚稻分别为37.8%和34.1%)远高于单独施加零价铁和腐殖质的降低率的总和(早稻和晚稻分别为15.1%和12.3%),表明零价铁和腐殖质之间的交互作用对抑制镉进入水稻具有协同作用。零价铁与腐殖质复合调理剂具有同步钝化稻米镉砷的功能,可改良土壤,对环境友好。     

喀斯特石漠化生态恢复过程中土壤质量变化分析——以古周生态恢复重建区为例

石漠化最突出的特征是水土和养分的流失,石漠化发展造成地表严重缺土。稀缺的土壤资源是生态恢复的重要限制性因素,其中,土壤质量是生态恢复重建的关键。研究石漠化生态恢复过程中土壤质量的变化特征,对石漠化区的植被重建和土壤养分的调控与管理具有重要意义。以环江古周生态恢复重建区为研究区,在野外调查和资料查阅的基础上,在研究区内选取具有代表性的人工任豆(Zenia insignis)林,分别在坡地和洼地按照石漠化的不同程度设置样地。采用野外取样与室内分析相结合的方法,采集土壤样品。研究了潜在、轻度、中度和重度石漠化土地及其分层土壤的容重、含水量、pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等土壤质量要素的变化情况并对其进行分析。结果表明,(1)石漠化生态恢复过程中,植被系统的恢复促使生物量增加,土壤有机质的来源变广,土壤养分含量增多。(2)石漠化生态恢复过程中,土壤质量不断变好,促进了地表植被的生长,石漠化治理效果明显。因此,土壤质量的向好与石漠化生态恢复过程形成相互促进的关系,并在生态恢复方向和阶段上具有一致性和同步性。(3)从重度石漠化到轻度石漠化,坡地土壤全氮平均含量从1.22 g·kg~(-1)上升到1.88 g·kg~(-1),增幅为54.10%;洼地土壤全氮平均含量从1.13g·kg~(-1)上升到1.36 g·kg~(-1),增幅仅为20.35%。坡地样地土壤碱解氮平均含量从84.55 mg·kg~(-1)上升到164.31 mg·kg~(-1),增幅为94.33%;洼地样地土壤碱解氮平均含量从41.90 mg·kg~(-1)上升到82.57 mg·kg~(-1),增幅为97.06%。坡地样地土壤速效钾平均含量从36.61 mg·kg~(-1)上升到58.52 mg·kg~(-1),增幅为59.85%;洼地样地土壤速效钾平均含量从15.02 mg·kg~(-1)上升到28.09 mg·kg~(-1),增幅为87.02%。(4)研究区内石漠化生态恢复过程与土壤质量状况关系密切,随着石漠化治理状况的好转,土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量呈现出上升趋势,土壤容重、pH值减小,土壤肥力增加。     

中国东部区域土壤活性有机碳分布特征及其影响因素

土壤活性有机碳是反映土壤有机碳响应环境条件变化的敏感指标。为了解大尺度区域土壤活性有机碳分布特征,选取中国东部区域72个土壤样本,分析其溶解性有机碳(DOC)和土壤水溶性有机碳(WSOC)的分布特征并探讨了自然因素以及土地利用方式对二者的影响,为土壤碳循环、改进土地利用管理和解释温室气体排放提供基础数据和科学依据。结果表明,不同土壤类型中,暗棕壤[(94.56±12.17)mg·kg~(-1)]和黄棕壤[(90.81±19.49)mg·kg~(-1)]的DOC质量分数显著高于红壤[(73.76±13.620)mg·kg~(-1),P0.05],棕壤WSOC质量分数[(63.83±20.49)mg·kg~(-1)]显著高于红壤[(50.54±4.50)mg·kg~(-1),P0.05];不同温度带下,中温带、暖温带和北亚热带土壤DOC含量分别为中亚热带的1.25、1.13和1.24倍(P0.05),中温带、暖温带和北亚热带WSOC含量分别比中亚热带高出20.18%、16.33%和24.12%(P0.05);不同湿度带中,半湿润区土壤DOC和WSOC含量分别是湿润区的1.12倍和1.21倍(P0.05)。不同地貌类型下,平坝区土壤DOC质量分数[(87.13±14.31)mg·kg~(-1)]显著高于丘陵区[(78.61±14.90)mg·kg~(-1),P0.05],且其最低值[(75.78±14.47)mg·kg~(-1)]位于海拔高度150~200 m区域内;土壤WSOC含量在不同地貌类型下无显著差异(P0.05)。不同成土母质中,黄土母质发育的土壤DOC质量分数[(95.70±21.07)mg·kg~(-1)]显著高于花岗岩发育的土壤[(76.99±13.67)mg·kg~(-1),P0.05]。不同土地利用方式中,林地土壤DOC含量为水田土壤的1.21倍(P0.05)。逐步回归分析结果表明,年平均气温和年平均降水量是土壤DOC空间变异的主控因子;而土壤WSOC的变异仅受年平均气温的影响。综上,在该尺度下,气候会显著影响土壤DOC和WSOC的含量分布。     

天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素

以天津市蓟州富硒区土壤为研究对象,对土壤中硒含量、有效硒含量及硒的形态特征进行分析,并对土壤有效硒的影响因素进行研究.结果表明,蓟州富硒区土壤总硒的含量范围0.14—0.65 mg·kg~(-1),均值为0.37 mg·kg~(-1),高于蓟州区环境背景值0.23 mg·kg~(-1)和全国土壤硒元素的平均值0.29 mg·kg~(-1).土壤有效硒的均值为0.021 mg·kg~(-1),有效度为5.63%.研究区土壤硒元素以强有机结合态和残渣态为主,两种形态的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)和0.11 mg·kg~(-1),占总硒的比例分别为44%和35%,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的硒含量较少,仅占总硒含量的4.6%,1.7%和0.9%.土壤中有效硒的含量近似等于水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态硒的含量之和,且两者的差异性检验结果显示并无显著性差异.土壤中有效硒与硒全量、pH和有机质均呈显著的正相关关系,偏分析结果表明有效硒主要受土壤硒含量和pH的影响.     

赣南典型稀土矿区周边土壤和动植物产品中稀土元素组成特征及其健康风险评价

通过野外取样调查和室内ICP-MS测定,研究了赣南典型稀土矿区周边土壤、动植物产品中稀土元素的组成特征,并评价了稀土元素对人体的健康风险.结果表明,赣南稀土矿区周边土壤稀土平均含量为402.74±200.03 mg·kg~(-1),分别是全国土壤稀土含量均值及世界土壤稀土中值的2.28倍和2.08倍;植物产品稀土平均含量为343.48μg·kg~(-1);动物产品稀土平均含量为460.00μg·kg~(-1);土壤、植物产品和动物产品中Ce含量最高,占总稀土比重分别为34.22%、35.31%和62.95%;其中轻稀土元素所占比重分别为75.29%、75.17%和75.82%.当地居民每日通过动植物产品摄入稀土元素日量为3.95—30.49μg·kg~(-1)·d~(-1),均值为10.36μg·kg~(-1)·d~(-1),均远低于稀土元素对人体亚临床损害剂量的临界值(110μg·kg~(-1)·d~(-1)),表明赣南矿区周边动植物产品中稀土元素不会对消费者产生健康风险.     

不同类型固化材料对Cu污染水稻土的修复效果差异

通过室内实验,比较有机肥、钙镁磷肥、海泡石和石灰石等4种固化剂对铜污染土壤的pH和铜赋存形态的影响,从而筛选出最优的固化剂及其添加量.实验结果表明,添加钙镁磷肥、有机肥与石灰石均能显著提高土壤pH值,提高幅度依次为石灰石钙镁磷肥有机肥,海泡石对土壤pH值几乎无影响.依据作物生长最适pH值,石灰石和钙镁磷肥的添加量分别控制在4 g·kg~(-1)、8 g·kg~(-1)以下为宜;钙镁磷肥、有机肥和石灰石对土壤中Cu赋存形态的影响均表现出可交换态比例下降,有机结合态比例升高;3种固化剂的固化效果为:4 g·kg~(-1)石灰石8 g·kg~(-1)钙镁磷肥≈8 g·kg~(-1)有机肥,而海泡石的固化效果较差,不宜用于改良该Cu污染的土壤.     

基于我国物种毒性数据的多溴联苯醚预测无效应浓度分析

采用多溴联苯醚(PBDEs)对我国广泛分布生物物种的生态毒性数据,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件,对不同环境介质中PBDEs预测无效应浓度(PNEC)进行了推导。结果表明:我国淡水环境PBDEs(四溴、五溴、八溴)的PNEC水分别为50μg·L~(-1)、0.53μg·L~(-1)、0.017μg·L~(-1)。沉积物环境PBDEs(四溴、五溴、八溴和十溴)的PNEC沉积物分别为823.35 mg·kg~(-1)wt、1.55 mg·kg~(-1)dw、12.72 mg·kg~(-1)dw、38.41 mg·kg~(-1)dw。土壤环境PBDEs(四溴、五溴、八溴和十溴)的PNEC土壤分别为668.3mg·kg~(-1)wt、0.38 mg·kg~(-1)dw、147 mg·kg~(-1)dw、98 mg·kg~(-1)dw。次生毒性PBDEs(五溴、八溴和十溴)的PNEC经口分别为0.3~0.7 mg·kg~(-1)、0.56 mg·kg~(-1)、2 500 mg·kg~(-1)。该数值期为我国PBDEs的环境风险评价提供科学基础。