城市交通绿地土壤磁性的空间变异特征及其环境意义

为揭示交通源等人类活动对土壤磁学性质和土壤环境质量的影响,选择城市交通绿地为研究区域,采集30个表土样品,采用地统计学和分形理论分析交通绿地城市土壤的磁性特征和磁性的空间变异特征,并探讨了其影响因素。结果表明,研究区内低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、硬剩磁(HIRM)的均值分别为62.75×10~(-8)m~3·kg~(-1)、191.91×10~(-8)m~3·kg~(-1)、9 249.86×10~(-6) Am~2·kg~(-1)、375.00×10~(-6) Am~2·kg~(-1),变异系数分别为0.44、0.32、0.49、0.53,均属于中等变异程度。半方差函数分析结果表明,土壤χlf、SIRM和χARM/SIRM的最优拟合模型是高斯模型,χARM、HIRM和S-300 mT是球状模型,6种磁学参数的块金系数大小依次为S-300 mTχlfSIRMχARMχARM/SIRMHIRM,均小于0.25,磁学参数具有强烈的空间自相关性。分形学分析结果表明,土壤S-300 mT、HIRM、χARM、χlf和SIRM的局部空间结构受到随机性因素影响。交通绿地土壤磁性矿物以亚铁磁性假单畴和多畴磁铁矿为主,同时含有少量的超顺磁性颗粒,且低矫顽力磁铁矿是土壤磁性增强的贡献者。交通绿地土壤χlf、χARM、SIRM和χARM/SIRM呈条带状与岛状分布,HIRM和S-300mT呈多岛状分布。条带状分布与汽车尾气中不同粒径磁性晶粒的结构型沉降有关,而岛状、多岛状则反映交通绿地土壤磁性参数空间变异影响因素的复杂性,交通源、工业源、道路基建等因素均影响土壤磁学参数的空间分布特征。     

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。     

热力学平衡模拟研究Am(Ⅲ)的人体毒性

模拟研究了Am3 在胃液、汗液、组织液、细胞液和尿液中的形态分布及pH值和[Am]对形态分布的影响.结果表明,在胃液中,当[Am]=1×10-7mol·1-1,pH＜2.9时,Am(Ⅲ)主要以水溶性Am3 ,[AmCl]2 和[AmH2PO4]2 形态存在,随pH值的增高,固相AmPO4含量逐渐占据主导地位,而且随[Am]的增加而升高.汗液中,当[Am]=1×10-7mol.1-1时,在pH 4.2-7.5范围内,Am(Ⅲ)主要以各种可溶的形态存在,在pH 6.5,[Am]＜3×10-10mol.1-1或[Am]＞5×10-3mol·1-1时,Am(Ⅲ)主要以Am3 和[AmOH]2 形态存在.组织液中,当[Am]＞1×10-12mol·1-1时,Am(Ⅲ)主要以AmPO4存在,但在组织液中加入EDTA后,Am(Ⅲ)便以可排出体外的[AmEDTA]-形态存在.细胞液中,当pH为7.0时,即使[Am]为4×10-12mol·1-1,Am(Ⅲ)仍主要以固相AmPO4存在,提示Am(Ⅲ)有高的细胞毒性,另外,随pH值降低,固相含量降低,说明肺巨噬细胞摄取的Am(Ⅲ)气溶胶可逐渐释放到人体组织液中.当[Am]=1×10-10mol·1-1,pH＜4.5时,尿液中的Am(Ⅲ)以可溶于水的形态存在,但当pH＞4.5时,则主要以固相AmPO4形式存在,说明可通过降低尿液pH促进肾脏.Am(Ⅲ)排泄.     

湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及其健康风险评价

为研究湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及健康风险,采集稻田和菜园土壤及对应的糙米和蔬菜样品,测定其砷含量,评价土壤和作物砷污染特征与人类健康风险.研究结果表明,66个稻田土壤样品中,砷含量均值为91.91 mg·kg-1;18个菜园土壤样品中,均值为69.06 mg·kg-1.对应的66个糙米样品中,砷(以无机砷计)均值为0.45 mg·kg-1;61个叶菜类蔬菜样品中,砷含量均值为4.89 mg·kg-1,8个根茎类蔬菜样品中,砷含量均值为1.03 mg·kg-1.单因子污染评价结果表明,稻田土壤样品中砷轻、中、重度污染的比例分别为36.36%、15.15%、28.79%;菜园土壤为:45.45%、39.39%、15.15%;糙米为:38.89%、22.22%、33.33%.蔬菜为:8.70%、18.83%、66.67%.人类健康风险评价结果表明,糙米、叶菜类蔬菜和根茎类蔬菜的日均暴露剂量(ADD)分别为:8.57×10-4、5.43×10-4、0.28×10-4mg·kg-1·d-1,其中糙米和叶菜类蔬菜超过了美国环境保护局(USEPA)和世界卫生组织(WHO)制定的成人砷允许摄入量3×10-4mg·kg-1·d-1.糙米的危险度(HQ)为2.86,叶菜类蔬菜为1.81,根茎类蔬菜为0.09.该工矿区土壤、水稻和蔬菜均存在不同程度的砷污染,对人体健康存在较大的潜在风险.     

不同灌水频率条件下设施土壤水盐运移特征

为了寻求防治设施土壤次生盐渍化的最适灌水频率,通过野外调查与室内土柱模拟试验相结合的方法,分析了不同灌水频率条件下设施土壤剖面水分、盐分及主要离子的变化特征。结果表明,各灌水处理土壤剖面水分变化主要集中在0~20 cm深度土壤,30和40 cm深度土壤为土壤水分的"过渡层",提高灌水频率可使上部土壤含水量增高至0.36 cm~3·cm~(-3)。当灌水总量一定时,1次·(5 d)~(-1)处理不利于土壤剖面水分蓄存。1次·(5 d)~(-1)处理对土壤剖面盐分的淋洗效果优于其他处理,但其质量中心深度为23.71 cm,存在返盐风险。就1次·(5 d)~(-1)处理而言,除对Na+淋洗率较低外,其余离子的淋洗率均高于其他处理,其中NO_3~-淋洗率可达65.68%。根据各灌水处理土壤剖面中的水盐分布状况,提出1次·(10 d)~(-1)为此次试验条件下的最适灌水频率。     

畜禽有机肥对典型蔬果地土壤剖面重金属与抗生素分布的影响

采集不同类型的畜禽有机肥及施用后的土壤,测定其重金属浓度,同时利用超声波提取-SPE—LC／MS／MS方法分析土壤中14种抗生素的污染特征,研究长期施用畜禽有机肥对典型蔬果地土壤剖面重金属与抗生素分布的影响。结果表明,猪粪、羊粪、鸡粪3种畜禽有机肥中最易造成土壤污染的是猪粪,Cu、Zn和Cd含量分别为197．0、947．0和1．35mg·kg-1。不同土地利用方式下,施用有机肥均使重金属在土壤剖面呈现表聚现象,以设施菜地最为突出,Zn和Cd积累明显,0—20cm土层含量分别为203和0．48mg·kg-1。不同土地利用方式下,14种抗生素的含量与组成在土壤剖面上存在明显分异,随土层深度增加含量迅速下降,但在〉80～100cm土层仍有检出;设施菜地表层土壤抗生素含量为39．5μg·kg-1,积累和残留明显高于林地和果园,特别是四环素类和氟喹诺酮类,含量分别为34．3和4．75μg·kg-1。可见,农田土壤长期大量施用畜禽有机肥可引起重金属和抗生素的复合污染,具潜在生态风险。     

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.     

HPLC法检测灭蝇胺在黄瓜和土壤中的残留

建立了高效液相色谱测定灭蝇胺在黄瓜和土壤中残留的方法,灭蝇胺的最小检出量为4×10-10g.对黄瓜样品,在005—50mg·kg-1时,平均回收率为762—862%;变异系数为04—20%,最低检出浓度为002mg·kg-1.对土壤样品,在02—50mg·kg-1时,平均回收率为854—881%;变异系数为06—14%,最低检出浓度为002mg·kg-1.     

噻嗪酮在番茄和土壤中的残留分析

建立了一种固相萃取-反相高效液相色谱检测噻嗪酮在番茄和土壤中残留的方法.方法的添加回收率为79.8%-109.2%,变异系数为2.8%-7.0%.最小检出量为6×10-11g,最低检测浓度为0.01mg·kg-1.消解动态研究表明,噻嗪酮在番茄中的消解半衰期为3.27-3.83d,在土壤中的消解半衰期为10.57-12.91d.最终残留试验研究表明,在嚷嗪酮含量为432g(a.I.)-ha-1与216g(a.I.)·ha-1,施药2次和3次的情况下,噻嗪酮在番茄中的最终残留2d为0.076-0.237 mg·kg-1,3d为0.013-0.105mg·kg-1噻嗪酮在土壤中的最终残留2d为0.067-0.294mg·kg-1,3d为0.044-0.197mg·kg-1.     

马铃薯和土壤中代森锰锌的气相色谱分析方法

建立了马铃薯和土壤中代森锰锌残留量的气相色谱分析方法.结果表明,空白样品的标准添加浓度为0.2-2.0mg·kg-1时,平均回收率为79.21%-106.96%,变异系数11.30%,样品中代森锰锌的最低检出浓度为1.429×10-6mg·kg-1.     

不同施肥模式对华北平原小麦-玉米轮作体系产量及土壤硝态氮的影响

为了探索培育高产粮田的施肥模式,实现氮肥资源的高效利用与环境效益,以华北平原的小麦（Triticum aestivum）-玉米（Zea mays L.）轮作体系作为研究对象,通过2007─2011年4个轮作季,探讨不同的施肥模式对作物产量和土壤硝态氮的影响。试验以处理A（当地传统管理）作为对照,从测土确定施肥量、按作物生长发育明确施肥时期、合理分配各时期的养分配比及增施有机肥等方面改变传统施肥模式,设置3种高产施肥培育模式,分别为处理B（现有高产田推荐管理）、处理C（高肥料投入管理）和处理D（水肥高效管理）,进行田间小区试验。4个轮作季的总产量以处理D为最高,达75430 kg·hm-2,其次是处理C为75166 kg·hm-2,当地传统的产量最低。冬小麦季的吸氮量为处理C和D显著高于A处理,分别高出444.78 kg·hm-2和310.20 kg·hm-2,但与处理B无显著差异;处理D在夏玉米季的吸氮量为776.75 kg·hm-2,显著高于处理A。处理B的氮肥偏生产力值最高为38.21,处理D为36.71,处理A和C均为28.33。各处理经过4个轮作季后,土壤硝态氮均在120-160 cm出现累积峰,A、B、C和D的硝态氮峰值分别为58.65、28.98、105.89、45.29 mg·kg-1。在0-100cm土层,处理B的硝态氮累积量达到144.22 kg·hm-2,显著高于处理A、C、D;所有处理在100-200 cm土层均出现较高的硝态氮累积,处理C高达1021.19 kg·hm-2;0-400 cm的土壤硝态氮累积量分别为724.27、711-92、1324.30、730.70 kg·hm-2。处理A、B、C、D在耕层土壤氮素的表观损失分别为1298.95、653.18、1236.39和718.43 kg·hm-2,处理B、D显著低于处理A、C,D和B间差异不显著。因此,处理D是培育高产的理想施肥模式,合理的施肥量、科学的施肥时期以及有机无机的合理配比是达到高产、提高肥效和环境友好的关键。     

白洋淀水陆交错带N20还原酶基因（nosE）与反硝化活性的垂直分布研究

为深入剖析水陆交错带N2O释放热区的机理,选择白洋淀一处典型水陆交错带为研究对象。通过对其纵剖面（0～80cm）分层土壤样品的理化指标、反硝化速率（DNR）、N2O产生速率及N2O还原酶基因（NosZ）丰度和多样性的分析发现,在水陆交错带陆域纵剖面中,表层土壤（0～10cm）的反硝化速率（DNR）和N2O产生速率均最高,分别为65．8和9．41nmol·g^-1·h^-1（以N及dw计）;表层（0～10cm）和亚表层（10～20cm）土壤的nosZ基因丰度最高（分别为1．00×10^10genecopies·g^-1dw和9．23×10^9genecopies·g^-1dw）且没有显著性差异（p〈0．05）。生物多样性指数表明,表层土壤的nosZ基因生物多样性高于底层;在系统发育树中,表层和底层土壤的nosZ基因序列并没有明显的界限。Pearson相关性分析表明,在典型水陆交错带陆域纵剖面中,nosZ基因丰度与N2O／N2O＋N2）呈负相关关系（r=0．766,p〈0．05）,表明在水陆交错带区域nosZ基因丰度是N2O转化的指示指标。     

稻草还田方式对双季稻田耕层土壤有机碳积累的影响

选择南方典型双季稻田,研究不同的稻草还田方式对土壤不同层次有机碳的积累、表土碳密度、C/N比值及水稻产量的影响。结果表明,不同的稻草还田和耕作处理对水稻产量无显著影响;不同稻草还田处理的土壤有机碳和C/N均随土层加深而减小;3个稻草还田处理0-5 cm土层土壤有机碳质量分数显著高于不还田对照,其中,以高桩免耕处理最高,比无草翻耕处理提高13.8%（P〈0.01）;5-10 cm土层表现为高桩翻耕处理显著高于其他处理,增加幅度为1.39-1.66 g kg-1;10-15 cm为翻耕处理（包括稻草不还田和还田）显著高于各免耕处理;稻草翻耕处理（0-15 cm）的耕层有机碳密度显著高于其他处理。因此,南方双季稻田采取稻草翻耕还田方式有利于增加土壤有机碳汇。     

马鬃岭自然保护区土壤碳蓄积的研究

以金寨马鬃岭自然保护区为研究对象,布置56个采样点,分析该区森林土壤有机碳质量分数时空分布特征和碳储量。结果表明：研究区有机碳含量丰富,随着土壤深度、植被类型、海拔高度的变化而变化。0~20cm土层有机碳质量分数最高为90.88 g·kg-1,平均为32.47 g·kg-1,土壤有机碳质量分数随着深度的增加而递减,表层有机碳变化幅度高于深层土壤,不同测点递减的程度不同;有机碳质量分数随海拔高度的增加呈递增趋势;土壤有机碳质量分数存在明显的季节变化,表层土壤秋季有机碳质量分数最高,冬春季次之,夏季最低,越往表层季节变化越明显。0~20 cm土层有机碳密度平均为6.52 kg.m-2,0~100 cm土层有机碳平均密度为23.26 kg.m-2,有机碳密度分布与有机碳质量分数分布基本一致。0~20 cm土层土壤碳储量为2.258×105~2.265×105 t,0~100 cm土层土壤碳储量为6.91×105~8.76×105 t,碳储量丰富。最后提出该自然保护区封山育林,对温室气体减排意义重大。     

典型电子废物集中处置场地及其周边土壤中多溴联苯的污染特征

采用快速溶剂萃取-凝胶净化-气相色谱质谱法（GC-MS）测定了浙江省台州市某典型电子废物集中处置场地及周边土壤中多溴联苯（polybrominatebiphenyls,PBBs）浓度,研究了10种PBBs（PBB-3、PBB-15、PBB-18、PBB-52、PBB-101、PBB-153、PBB-180、PBB-194、PBB～206和PBB-209）的浓度水平、组成特征和垂直分布规律。结果表明,处置场地及周边临近区域的PBBs污染程度相近,10种PBBs含量平均值分别为2．81×10^-3和2,50×10-1mg·kg-1,污染程度较轻,主要污染物为使用相对较多的PBB-153、PBB-194、PBB-206和PBB-209。PBBs含量的垂直分布规律表现为在〉40～60、0～20、〉20—40和〉60—80cm土层依次降低。PBB-209在10种PBBs中所占比例最高,在进行类似区域的PBBs监测时,可主要监测PBB-209含量,并用PBB-209含量乘以经验系数1．78来初步判断PBBs的污染状况。     

华北高产农田施用生物质炭对耕层土壤总氮和碱解氮含量的影响

基于华北高产农田3年的定位试验,探讨冬小麦-夏玉米轮作制度下,生物质炭与化肥配施对土壤耕层全氮与碱解氮质量分数的影响。试验设CK（单施化肥）,C1（施用化肥＋秸秆炭2 250 kg.hm-2）,C2（施用化肥＋秸秆炭4 500 kg.hm-2）;CN（施用炭基缓释肥750 kg.hm-2）4个处理,随机区组排列,3次重复。结果表明：施用生物质炭明显增加了土壤耕层全氮的质量分数,其中在0～7.5 cm土层,C2处理土壤全氮的质量分数最大,为1.7 g.kg-1,与CK处理相比差异显著（P〈0.05）;在7.5～15 cm土层,生物质炭的各处理虽能增加土壤全氮的质量分数,但差异不显著（P〈0.05）。在这2个土层中,施用生物质炭对土壤碱解氮的质量分数没有显著影响。结果初步表明,在华北高产粮区施用生物质炭对增加耕层土壤全氮量有积极意义。     

麻疯树对铅胁迫的生理耐性研究

通过盆栽试验研究土壤中不同浓度（0、200、400、800、1 600和3 200 mg.kg-1）Pb胁迫对麻疯树生长、Pb吸收及相关生理指标的影响。结果表明,当土壤w（Pb）≥800 mg.kg-1时,麻疯树生长受到明显抑制;麻疯树植株不同部位Pb含量随土壤Pb浓度的升高而增加,且各部位Pb含量从高到低依次为根、叶和茎;当土壤w（Pb）≥800mg.kg-1时,麻疯树叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,以及可溶性糖、脯氨酸和酸溶性巯基（SH）含量均显著提高,而谷胱甘肽（GSH）含量仅在土壤w（Pb）为3 200 mg.kg-1时才显著增加;可溶性蛋白质含量随Pb浓度的增加呈倒＂W＂型变化,当土壤w（Pb）为400 mg.kg-1时,其含量最大;上述生理指标的变化可缓解重金属Pb对麻疯树的毒害。主成分分析结果表明Pb胁迫处理的聚类结果与各处理麻疯树生物量及生理指标的变化规律相吻合,POD活性和可溶性糖含量对缓解重金属Pb毒害的贡献较大。可见,麻疯树在Pb污染土壤修复中具有一定的应用前景。     

氮沉降对华北落叶松叶特性和林下土壤特性的短期影响

以50 a生华北落叶松天然次生林为研究对象,采用全生长季野外多水平林地施氮对比试验的方法,结合树叶特性和林下土壤理化性质测定,设置对照（CK,0 g·m-2·a-1）、低氮（LN,8 g·m-2·a-1）、高氮（HN,15 g·m-2·a-1）3个施氮水平,进行短期氮沉降模拟试验,分析了短期氮沉降对华北落叶松针叶及林下0~10、10~20 cm两层土壤中土壤营养动态的影响,为华北落叶松林的群落结构优化调整、可持续经营管理提供理论依据。研究结果表明：为期一个生长季的短期施氮显著增加了华北落叶松林下0~20 cm土壤层中TOC、NH4＋-N、NO3–-N的含量,却未影响土壤pH值和TN含量,且对表层（0~10 cm）土壤的影响更明显,但整个生长季内月份间的变化较大。短期施氮也导致50 a生华北落叶松针叶的宽度（W）、长度（L）、氮含量（LN）、比叶面积（SLA）和投影面积（PA）显著增加,但未影响叶生物量（LM）和叶有机碳含量（LC）。同时,叶氮含量与0~20 cm层、10~20 cm层土壤中全氮含量以及10~20 cm层土壤中NH4＋-N含量显著正相关,叶有机碳含量则与0~20 cm层土壤有机碳含量和0~10 cm层土壤全氮含量亦呈正相关关系。以上结果说明,华北落叶松天然次生林处于氮限制状态,短期氮沉降可能会提高土壤肥力并促进树木的生长,有利于华北落叶松天然次生林生产力的提高。     

桂北地区桉树林及其他三种森林类型土壤有机碳含量及密度特征

以桂北地区桉树（Eucalyptus grandis×E.urophylla）林、杉木（Cunninghamia lanceolata）林、马尾松（Pinus massoniana）林和毛竹（Phyllostachys edulis）林的土层0~60 cm土壤为研究对象,对比分析了4种森林类型的土壤有机碳质量分数及密度分布特征。结果表明：（1）在4种森林类型土层中,有机碳质量分数的最大值[（49.49±1.16）g·kg-1]和最小值[（4.50±0.52）g·kg-1]分别出现在毛竹林土层0~15 cm和马尾松林土层45~60 cm。土层0~60 cm有机碳质量分数平均值按大小顺序排列为：毛竹林（28.16g·kg-1）〉杉木林（25.10 g·kg-1）〉桉树林（14.52 g·kg-1）〉马尾松林（9.56 g·kg-1）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳质量分数所占的比例分别为28.29%、39.14%、55.44%和43.94%。（2）4种森林类型土层中有机碳密度的最大值[（6.71±1.72）kg·m-2]和最小值[（1.14±0.11）kg·m-2]分别出现在杉木林土层0~15 cm和马尾松林土层40~60 cm。土层0~60 cm的有机碳密度平均值按大小顺序排列为：杉木林（19.60 kg·m-2）〉毛竹林（18.85 kg·m-2）〉桉树林（12.91 kg·m-2）〉马尾松林（8.47kg·m-2）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳密度所占的比例分别为25.12%、34.25%、52.07%和32.64%。4种森林类型土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随着土层深度的增加呈降低的趋势。