阿维菌素在不同类型土壤中的吸附研究

采用Freundlich吸附等温方程研究了阿维菌素在不同类型土壤中的吸附。结果表明:阿维菌素的吸附等温线均为直线,说明吸附可能与其在土壤有机质中的分配作用有关;土壤有机质含量是影响阿维菌素土壤吸附的最重要因子,吸附系数与有机质含量呈正相关;阿维菌素有机质吸附常数平均值为2 369.185,吸附自由能为17.25~20.59 kJ.mol-1;降低水土比可以增加阿维菌素在腐殖酸和土壤中的吸附。     

松花江腐殖酸的提取、表征及与重金属的络合作用

本文提得了第二松花江水及底泥中的黄腐酸(FA)和棕腐酸(HA),测定了总酸性基、羧基、醌基等官能团并进行了元素分析,研究了红外、紫外及荧光光谱,与一般水体腐殖酸的特征相同。 选用凝胶过滤法研究了腐殖酸与汞、镉、锌的络合作用,测定了水及底泥的FA和HA对Zn、Cd、Hg的络合容量,其趋势为Hg>Cd>Zn,计算了条件稳定常数,logA值显示出汞与腐殖酸的稳定性高于汞与水体中除S~(2-)及SH-外的其它配位络合物,合成了腐殖酸汞固体络合物,用红外光谱确定其络合作用,测定了腐殖酸汞在水中的溶解度。     

腐殖酸金属络合物的组成及其表观稳定常数的测定方法研究

采用差示脉冲阳极溶出极谱法测定了天然体系中溶解态腐殖酸每个分子中可键合金属位置的平均数。据此,并提出了其平均分子量及其金属络合物表观稳定常数的估算和测定方法。此法可在近于天然体系中的pH条件及痕量的金属离子浓度下进行,因而可用于实际水体及沉积物的模拟研究。运用此法估算了长江口底质溶解态腐殖酸的平均分子量及其金属络合物表观稳定常数的估算和测定,此法可在近于天然体系中的PH条件及痕量的金属离子浓度下进行,因而可用于实际水体及沉积物的模拟研究。运用此法估算了长江口底质溶解态腐殖酸的平均分子显约为800,共铝、铜络合物的表观稳定常数高达10~(11)—10~(12)数量级。     

两种低镉积累水稻镉含量与土壤镉的剂量-效应关系及调控

为探明低镉积累水稻(Oryza sativa L.)嘉33和秀水128在保障湖南湘阴地区镉污染农田生产功能上的应用潜力,通过田间试验研究其对土壤镉的含量效应以及精米安全输出的土壤镉污染临界值,同时探究土壤pH值和有机质含量对精米镉积累的影响。结果表明:这2种水稻精米中镉积累量与土壤有效态镉含量呈极显著正相关关系,R2分别为0.982和0.978;基于GB 2715—2012《国家粮食和食品安全标准》,嘉33和秀水128精米可安全输出的土壤有效态镉临界值分别为0.307和0.293 mg·kg-1。通过施用石灰和有机肥提高土壤pH值和有机质含量均可降低土壤有效态镉含量,减少土壤镉向水稻植株的迁移及其在水稻精米中的积累;精米镉积累量与土壤pH值和土壤有机质含量存在显著或极显著负相关关系。     

腐殖酸存在下镉和铅对土壤脱氢酶活性的影响

采用室内培养试验研究Cd和Pb污染红壤添加不同组分腐殖酸后,其脱氢酶活性的变化,结果表明,红壤遭受镉和铅污染后,脱氢酶活性显著降低,然而腐殖酸特别是胡敏酸的存在能够使脱氢酶活性得到显著回升,说明腐殖酸与重金属的相互作用对重金属污染土壤微生物活性的改善和修复功能,对土壤有一定的去污降毒作用.不同腐殖酸组分的效应大小为:灰色胡敏酸(GHA)>棕色胡敏酸(BHA)>富里酸(FA),表明分子量愈大、芳构化程度愈高的腐殖酸组分,其对重金属的钝化愈强,从而解除土壤重金属对生物毒害的能力愈强.     

温度对外源性重金属镉在土-水界面间形态转化的影响

通过室内培养试验、采用逐级提取法研究了不同温度(-30℃、10℃、30℃)对土壤中不同剂量外源重金属镉形态转化的影响。结果表明:在30℃和10℃条件下外源加入土壤中的镉以交换态为主,且在30℃条件下镉的活性要强于10℃。在-30℃条件下,当土壤中镉总量较高时,冷冻导致镉在短期内存在形态以残渣态为主,而在培养后期交换态镉的分配系数较大;当土壤中镉总量较低时冷冻过程使镉活性增强,交换态镉的分配系数较大。冷冻过程中有机质结合态镉的含量未检测出来,说明有机质与镉的螯合作用减弱。土壤中镉含量越多,非残渣态镉的相对含量也随之增高,镉的毒性相对也增强。     

镉在土壤上的吸附和解吸特性研究

本文研究了土壤对镉的吸附及其解吸特性,结果表明:红壤、黄棕壤、黄红壤吸附镉的等温线符合Langmuir方程。吸附常数K为:黄红壤>黄棕壤>红壤,与土壤基本性质(pH、有机质和无定型铁、锰含量)呈正相关;土壤吸附镉的MgCl_2解吸率为:红壤(50.7—91.9％)>黄棕壤(72.2—80.8％)>黄红壤(63.4—65.5％)>黄潮土(39.0—46.5％),Cu(OAc)_2为:黄潮土(30.0—40.0％)>黄红壤(11.7—22.2％)>黄棕壤(6.9—12.6％)>红壤(2.1—8.0％)。土壤对镉的吸附以离子交换为主,兼有络合或沉淀。如果添加石灰、树脂及葡萄糖,会显著影响土壤对Cd的吸附和解吸状况。     

径流雨水中不同分子量溶解性有机物分布及其与Cu~(2+)相互作用

为了解径流雨水中溶解性有机物的分子量分布及其与重金属离子的相互作用,采集北京南三环一处典型住宅区的径流雨水样品,采用超滤技术对样品中的DOM进行分子量分级,并采用紫外-可见吸收光谱与三维荧光光谱对不同分子量区间的DOM进行表征.选取径流雨水中含量较高的Cu~(2+)作为重金属离子代表,与不同分子量区间的DOM进行滴定实验,运用荧光猝灭模型拟合与Cu~(2+)络合物的条件稳定常数(KM)及结合容量(CL).实验结果表明,小于1 k Da的有机物所占比例最高,其DOC占雨水样品DOC含量的41%;各分子量DOM的化学组成无明显区别,主要为紫外类腐殖质;分子量为1—3 k Da的DOM其芳香性有机碳或含共轭不饱和双键有机物所占比例相对较高,而3—5 k Da的DOM分子其芳环上一些含氧官能团(如羰基、羟基、羧基、酯类)的取代程度较高;此外,比较不同分子量区间DOM的与Cu~(2+)络合物的条件稳定常数及结合容量,可知1—3 k Da区间的有机物条件稳定常数值最大,3—5 k Da的DOM组分拥有更大的结合容量.实验结果表明,低分子量的有机物(5 k Da)是径流雨水中DOM的主要组成部分,其更易于与Cu~(2+)结合.     

土壤理化性质对草甘膦残留检测的影响

在土壤环境中草甘膦极易被土壤颗粒吸附,并与土壤中有机质、金属氧化物等反应,对草甘膦的检测造成影响。采用磷酸钠和柠檬酸三钠混合溶液超声提取、正己烷萃取净化、氯甲酸-9-芴基甲酯(FMOC-Cl)衍生化、液相色谱-荧光检测器测定的方法,分别探究了腐殖酸含量、重金属离子含量以及土壤pH值对草甘膦检测方法的影响。结果表明,随着土壤中有机质含量增加,草甘膦的回收率逐渐降低;在土壤pH值为3~11范围内,随着pH值增加,草甘膦的回收率总体呈增加趋势,在pH值为8~9时取得最大值,当pH值9时回收率又有所降低;土壤中的重金属离子Cu~(2+)、Fe~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)和Ni~(2+)可以与草甘膦形成稳定的络合物,使回收率降低,而重金属离子Co~(2+)和Mn~(2+)对草甘膦检测没有影响。该研究建立的土壤和沉积物中草甘膦的标准检测方法能够满足各种类型土壤和沉积物的检测要求。     

喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征

喀斯特石漠化是喀斯特背景下的土地退化.文章对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤重金属镉的含量变化及其空间分布特征进行了研究.结果表明:研究区土壤Cd含量在0.034～0.635 mg·kg-1之间,平均值为0.243 mg·kg-1.其中,黑色石灰土Cd含量普遍高于黄壤,且存在极显著性差异(p≤0.01).土壤Cd含量总体随石漠化程度的加深而呈降低趋势,但除强度石漠化和轻度石漠化之间有显著性差异外(p≤0.05),其他石漠化等级之间无显著性变化.不同干扰方式石漠化之间,土壤Cd含量表现为开垦＜放牧＜火烧＜樵采,其中,开垦与火烧、开垦与樵采在对土壤Cd含量的影响上存在显著性差异(p≤0.05).土壤Cd含量在不同坡位间无明显变化规律,也无显著差异.研究区土壤Cd含量受土壤组分、有机质、pH和CEC等诸多因素的影响,其中,土壤有机质、pH和土壤组分是其主要影响因素.     

水分梯度下若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质光谱特征

川西高寒泥炭地是中国乃至全球最大的高寒土壤碳库之一,目前正经历着干旱化和植被退化的影响。水溶性有机质(DOM)是有机碳中活性较高的组分,对土壤碳动态平衡乃至源汇转换具有重要意义,同时也是联系陆地土壤和水生生态系统之间碳交换的主要载体,对水环境质量有重要影响。为了解干旱化对若尔盖高寒泥炭地土壤可溶性有机质含量及结构特征的影响,以四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县高寒泥炭地不同水分环境下表层土壤(0-10cm)水溶性有机质(DOM)为对象,采用三维激发发射矩阵荧光光谱、平行因子分析(EEM-PARAFAC)以及荧光区域积分(FRI)等方法,对其数量和光谱学特征进行了比较研究。结果表明:(1)随着土壤干旱化程度加深,若尔盖泥炭地土壤总有机碳和水溶性有机碳含量而显著降低,降低程度分别为55.36%、28.77%;(2)川西高寒泥炭地DOM的荧光光谱特征参数表明,DOM的芳香性与腐殖化程度随着水分的增加而降低,土壤DOM稳定性降低,微生物可利用性降低;(3)平行因子分析结果显示若尔盖泥炭地土壤DOM中以小分子类腐殖质组分载荷最高,微生物活动和转化过程中蛋白物质类组分最低;(4)高原泥炭地土壤DOM中富里酸类有机质和腐殖酸类有机质占比最高,漫岗草甸土壤中腐殖酸占比高于湿地土壤,而湿地土壤富里酸组分占比高于漫岗草甸土壤。总之,若尔盖湿地干旱化将导致泥炭地土壤碳含量显著性降低,可能导致土壤有机碳将大规模排放。     

对比施用生物炭和肥料对土壤有效镉及酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了施用有机肥、菌肥、海藻肥及生物炭对土壤性质、土壤有效态镉含量、土壤酶活性、油菜Cd含量的影响.研究表明,使用4种修复材料均可降低土壤p H,增加土壤中有机质、速效N、速效P、速效K的含量;4种不同的修复材料均可降低土壤有效态镉含量及油菜中镉含量,其中有机肥的作用最为显著,可使土壤及油菜的镉含量分别降低25.5%—42.5%和16.4%—27.5%.添加有机肥、生物炭、菌肥可使土壤过氧化氢酶活性显著增加,而海藻肥的加入则降低了土壤过氧化氢酶活性.有机肥加入对过氧化氢酶的增加效果最为显著,增幅达34.2%—73.3%.有机肥可以使土壤磷酸酶活性降低22.2%—40.0%,而生物炭和菌肥对磷酸酶的活性无显著性影响.海藻肥低浓度时,土壤磷酸酶活性下降,高浓度时其活性增加.有机肥、菌肥、海藻肥的施入均可显著增加蔗糖酶的活性,而生物炭的施入会降低蔗糖酶活性.通过对土壤有效Cd、3种酶活性与土壤理化性质的相关性分析发现,土壤过氧化氢酶和磷酸酶活性与土壤速效N的含量在0.01水平上显著相关.     

化学农药对生态环境安全评价研究——ⅩⅢ.农药在土壤中的吸附与解吸

本文详述了上壤对农药吸附与解吸的试验方法,并以呋喃丹、甲基对硫磷、γ—666三种农药,以及东北黑土、太湖水稻土、广东红壤等三种类型的土壤进行了农药在土壤中吸附与解吸性能的比较试验。结果表明:影响农药吸附与解吸的主要土壤因素为有机质的含量;以呋喃丹为例,其吸附常数k与土壤有机质含量的关系式为y=0.0205+0.4426x(r=0.9349,p<0.05),利用该方程式可预测呋喃丹在其它土壤中的吸附状况。农药在水体中的溶解度对吸附作用影响很大,其影响程度大于土壤性质的影响因素。     

酸性紫色土腐殖酸对毒死蜱的水解和吸附作用

土壤组分与农药的环境化学行为之间存在着密切的关系。腐殖酸是土壤有机质的重要成分,由于其复杂的结构和所含的多种功能基团,对各种污染物具有强烈的吸持作用,从而对农药的环境行为产生重要影响。采用平衡振荡法研究酸性紫色土腐殖酸对毒死蜱水解的影响和毒死蜱在酸性紫色土腐殖酸上吸附的影响因素。结果表明,酸性紫色土腐殖酸可促进毒死蜱水解,腐殖酸质量浓度从0mg·L-1增大到360mg·L-1时,毒死蜱的水解速率常数k增大了2倍。毒死蜱在腐殖酸上的吸附行为均可用Linear方程和Freundlich方程来描述,拟合效果均达到显著水平;试验条件下温度为15℃时的吸附量最大,随着试验温度的升高吸附量呈现出先降低后增大的趋势;pH减小,吸附能力增大;离子强度对吸附影响不明显;腐殖酸添加量增大,单位质量腐殖酸的吸附量减小。     

五氯苯酚与腐殖酸作用的荧光猝灭效应研究

通过对五氯苯酚与腐殖酸作用的荧光猝灭效应研究,探讨了五氯苯酚与腐殖酸之间的相互作用机理.结果表明,五氯苯酚可以有规律地猝灭腐殖酸的内源荧光,其猝灭机理可认为是五氯苯酚和腐殖酸形成复合物的静态猝灭,五氯苯酚与腐殖酸的结合常数较大,说明腐殖酸能够有效吸附五氯苯酚分子,形成复合物;并获得了不同温度下,五氯苯酚与腐殖酸作用的结合常数和热力学参数.根据所得结果可推断五氯苯酚与腐殖酸的主要作用力为氢键和范德华力.     

不同林分类型土壤对铜的吸附及其影响因素

测定了浙江安吉6种林分类型(茶园、毛竹林、湿地松林、灌木林、落叶栎林、常绿苦槠-青冈混交林)、4个层次(0—10、10—20、20—40、40—60 cm)土壤对Cu2 的吸附量,并探求土壤有机质含量、CEC、pH值及颗粒组成与Cu2 吸附量之间的关系。结果表明,落叶栎林对Cu2 的吸附量最大,灌木林次之,茶林与常绿苦槠-青冈混交林居中,毛竹林与湿地松林吸附量最小;不同层次土壤对Cu2 的吸附量随土层深度增加而减少。土壤有机质含量和CEC是影响供试土壤Cu2 吸附量的主要因素。建立了土壤有机质含量和CEC与土壤Cu2 吸附量的关系模型。     

蚕沙复合硼调理剂对酸性菜地土壤镉铅的钝化效应

针对华南地区酸性菜地土壤缺硼特性和重金属污染风险较高的现状,为解决如何保障缺硼土壤上的农产品高品质安全种植和农业废弃物资源的有效利用等问题提供数据支撑。以蚕沙为土壤调理剂,结合外源硼添加进行复合调控,探讨其对铅镉复合污染土壤的土壤理化性质、重金属铅镉有效态含量的影响。结果表明,2%和6%的蚕沙添加量在不同硼处理下都能使土壤pH值显著提高,增加幅度达49.5%;使土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和有效态硼含量等土壤理化性质也得到明显改善。而不同蚕沙添加量对土壤重金属有效态含量的影响效果与元素类别有关,其中对有效态镉含量的影响效果并不显著;对有效态铅含量的降低效果则十分显著。在铅镉复合污染土壤上进行蚕沙复合硼的处理表现为,在6%蚕沙添加量下,0.5mg·kg-1硼添加处理使土壤有效态镉含量较未添加硼时有所增加,而当硼添加量为2.0 mg·kg-1时,土壤有效态镉含量又显著下降;而其他蚕沙添加量处理下,土壤有效态镉含量在复合不同硼处理之间无明显差异。就土壤有效态铅含量而言,两种蚕沙添加量均使其较未加蚕沙时明显下降,降低量达98.9%。对不同因素的交互效应分析可见,"硼+蚕沙"二因素对土壤重金属有效态镉和铅含量存在一定的交互效应,且其影响作用大于单一硼处理,但单一蚕沙处理相对上述两种处理对土壤有效态镉和铅含量的影响更大。该研究结果将为解决农业废弃物资源利用、降低土壤重金属的生物有效性和提升耕地生产力提供科学的参考依据。     

梁子湖湿地土壤酶初步研究

在梁子湖湿地区域内分别采取稻田、沉积物、荒滩、藕塘的土壤样品,测定了与土壤碳、氮、磷转化相关的多酚氧化酶、磷酸酶和脲酶的活性及有机质、N、P含量,分析了湿地土壤酶的活性与土壤有机质、N、P的关系。结果表明:尿酶的活性(以NH3-N计)在0.084~0.255mg·g-1之间,磷酸酶的活性(以酚计算)在8.239~30.898mg·g-1之间,多酚氧化酶的活性(以I2计)在0.577~1.467ml·kg-1之间。脲酶可促进土壤全氮的降解转化。脲酶活性与土壤有机质、全N都呈显著正相关;磷酸酶的活性与土壤磷的转化关系密切。磷酸酶的活性与有机质、全P和速效P都呈正相关,但与有机质的相关性不显著;与速效P的相关性只在水田中达到显著水平;与土壤全磷的含量间相关性显著;多酚氧化酶的活性与土壤碳、氮、磷有密切关系。多酚氧化酶的活性与有机质、全N、全P的含量均呈负相关关系,与有机质的含量之间的负相关在水田和湖泊沉积物中达到显著水平。     

乌梁素海周边土壤溶解性有机质荧光特性及其与Cu(Ⅱ)的配位研究

应用三维荧光光谱研究了乌梁素海周边4种土壤的溶解性有机质荧光特性以及与Cu(Ⅱ)的相互作用.研究结果表明,土壤溶解性有机质具有两个明显的荧光峰(峰A和峰C),且峰A和峰C具有明显的相关性(R2=0.980,P0.001),表明它们具有类似的结构或相同的来源;土壤阳离子交换量(CEC)影响DOM的荧光强度,随着CEC的增加,荧光强度有逐渐增强的趋势.同时,CEC还与有机质的成熟度和结构有关,随着CEC的增加,土壤有机质的腐殖化程度增强;有机质的荧光指数f450/500值分布在1.55—1.79之间,总体而言,f450/500的值接近于1.6,说明土壤中的腐殖质既有生物源也有陆源,但主要来源为陆源;土壤溶解性有机质的两个类富里酸(峰A和峰C)与Cu(Ⅱ)的络合常数依次为lgKA=5.3107—5.8303,lgKC=5.0721—5.7924,配位荧光基团比例fA为44.20%—69.82%,fC为52.25%—81.88%,显示土壤溶解性有机质中荧光基因与Cu(Ⅱ)络合能力较大,能与Cu(Ⅱ)配位的配位基较多。     

环境条件对渗滤液中溶解性有机物分子构型的影响

采用同步荧光光谱,结合移动窗口二维相关光谱技术,研究了垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)在外界干扰下的分子构型变化.结果显示,填埋垃圾渗滤液DOM含有类蛋白、类富里酸和类胡敏酸物质,它们均含有羧基和酚羟基官能团,填埋3—5年垃圾渗滤液DOM酚羟基含量较高,且主要分布在类蛋白组分上,而填埋10年以上渗滤液DOM中羧基含量较高,但主要分布在类富里酸组分上.p H升高引起DOM分子构型改变不受Hg(Ⅱ)存在的影响,填埋3—5年垃圾渗滤液DOM在p H 3和p H 8—10时分别由于羧基和酚羟基解离分子构型发生了剧烈改变,而填埋10年以上垃圾渗滤液DOM仅在p H 3—4时由于羧基解离分子构型发生了变化.在Hg(Ⅱ)对DOM分子构型的影响上,填埋3—5年垃圾渗滤液DOM分子构型在溶液Hg(Ⅱ)浓度升至5μmol·L~(-1)和20—25μmol·L~(-1)时发生了两次剧烈改变,而填埋10年以上垃圾渗滤液DOM在体系Hg(Ⅱ)浓度为10—25μmol·L~(-1)发生了一次缓慢的改变.同步荧光光谱结合移动窗口二维相关光谱技术可以有效识别环境条件改变时DOM分子构型的变化及成因.