Mn(Ⅲ)在水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)反应中的作用

环境中的氧化锰矿物是可氧化Cr(Ⅲ)的唯一天然无机氧化剂,氧化锰矿物与Cr(Ⅲ)相互作用的反应速率与机制备受关注.本研究以水钠锰矿为对象,采用批量动力学方法研究了其结构中Mn(Ⅲ)在氧化Cr(Ⅲ)反应中的作用及动力学特点.结果表明,水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)符合准一级动力学方程,表观速率常数Kobs为0.0313 min-1,以Na4P2O7预处理水钠锰矿可络合出结构中的部分Mn(Ⅲ),使其Mn的平均氧化度升高.当处理Na4P2O7浓度为10、20、50 mmol/L时,其Mn氧化度由3.50升高至3.63、3.73和3.78,处理后的水钠锰矿对Cr(Ⅲ)的平衡氧化率增加,但初始氧化速率变化并不明显,其相应表观速率常数分别为0.0351、0.0325和0.0309 min-1.水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的反应历程中,Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅲ)的电子转移过程生成的Mn(Ⅲ)显著影响水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的速率.当新生成Mn(Ⅲ)被Na4P2O7络合后,反应速率降低45%~88%,且水钠锰矿的氧化度较低时,结构中Mn(Ⅲ)含量高,反应中被络合的新生态Mn(Ⅲ)多,反应速率降低幅度相对较大.因此,反应新生成的Mn(Ⅲ)具有较高的反应活性和较快的电子转移速率,而Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅲ)的电子转移速率较慢,可能为水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的反应速率控制步骤.     

不同植被下土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环的影响

土壤是陆地生物生长、发育、繁殖的最佳场所,也是岩溶发育最为活跃的部位。土壤～岩石(土箱)、草本植物(麦冬)-土壤-岩石(草箱)、木本植物(黄杨)-土壤-岩石(树箱)体系中碳循环的模拟试验显示,黄杨具有较大的树冠可截获更多的降雨,根系的呼吸作用、分泌作用和土壤微生物活力的提高,使土壤环境中CO2浓度提高,树箱比土箱、草箱分别提高148.08%、75.01%,而土壤呼吸排放CO2的量则分别提高175.75%、171.14%;随水排泄的无机碳浓度分别提高77.78%、72.49%,排泄的总量分别提高166.49%、153.81%。碳循环强度的增加,使土下碳酸盐岩的侵蚀能力加强,树箱比土箱提高2.84倍、比草箱提高1.36倍。     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd^2＋的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd^2＋的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd^2＋初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd^2＋吸附率的影响。结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd^2＋的吸附过程。Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd^2＋的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd^2＋最大吸附量为6．22 mg·g^-1 Cd^2＋去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd^2＋吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4．0-7．5时,pH值变化对Cd2’吸附量的影响不显著。采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd^2＋时,控制溶液Cd^2＋初始质量浓度30mg·L^-1,粒径小于0．25mm,投加水平8g·L^-1,反应温度25℃,反应时间1-2h,Cd^2＋去除率可达80％。人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd^2＋的吸附剂。     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd2+的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd2+的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd2+初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd2+吸附率的影响.结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd2+的吸附过程.Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd2+的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd2+最大吸附量为6.22mg·g-1.Cd2+去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd2+吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4.0～7.5时,pH值变化对Cd2+吸附量的影响不显著.采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd2+时,控制溶液Cd2+初始质量浓度30mg·L-1,粒径小于0.25 mm,投加水平8g·L-1,反应温度25℃,反应时间1～2h,Cd2+去除率可达80％.人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd2+的吸附剂.     

施用生物质炭基肥对水稻产量及氮素利用的影响

利用小麦秸秆、玉米秸秆、花生壳、猪粪炭堆肥和生活废弃物这5种原料的生物质炭与化肥混合制作炭基复混肥,进行水稻生产的田间试验,分析不同生物质炭基肥处理下水稻产量与氮素利用率的变化.结果表明,与常规复混化肥比较,炭基肥处理施氮量减少19.94％,但水稻的经济产量提高6.70％以上,其中小麦秸秆炭基肥处理增产幅度最高,达39.34％.炭基肥处理可显著提高水稻每穗总粒数和单穗重,水稻籽粒与茎叶吸氮量比值提高11.64％(花生壳)～59.91％(生活废弃物),说明施用炭基肥可促进氮素向水稻籽粒的分配.施用炭基肥料可明显提高水稻的氮素偏生产力、氮素收获指数和氮素稻谷生产率,其中氮素偏生产力较常规复混化肥提高33.41％(玉米秸秆)～74.09％(小麦秸秆).生物质炭基复混肥是一种可以替代传统有机无机配合施肥的节氮肥料,小麦秸秆炭基肥在减少肥料投入、提高水稻产量和氮肥利用率方面具有较好的推广潜力.     

外加芘在2种水稻土及其团聚体培养中的老化及其可浸提性和生物有效性的变化

老化是指有机污染物进入土壤后,随着时间的增加,其生物有效性、毒性和可浸提性会逐渐下降的现象.采用室内培养法研究了外加多环芳烃芘在2种水稻土乌栅土(潜育型水稻土)和黄泥土(潴育型水稻土)及其不同粒组团聚体中的老化现象,并采用二氯甲烷提取和蚯蚓吸收试验比较了培养老化后外加多环芳烃芘的可浸提性和生物有效性的变化.结果表明,培养90d后芘的浸提率下降了15%~23%,蚯蚓的摄食量也下降了37%~67%,说明外加有机污染物进入水稻土后发生了显著的老化现象,从而降低了其环境移动性和生物有效性.但不同粒径团聚体中老化程度没有差异,不过对蚯蚓的生物有效性存在差异.因此,并不能根据土壤中有机污染物的含量来预测其环境风险和生物有效性.     

LAS对土壤环境理化性状和生物活性的影响

以太湖地区黄泥土为例 ,通过土壤物理性质测定、毒性物质吸附实验以及实验室微生物培养 ,研究了不同浓度LAS对土壤环境理化性质和微生物活性的影响 .表明LAS显著影响土壤溶液性质 ,降低土壤环境对苯酚的吸附量 ,但对重金属离子的吸附无明显效应 ;土壤硝化作用和氨化作用对LAS十分敏感 ,反硝化作用受到一定程度的促进 ;土壤中细菌受到LAS的刺激 ,而真菌受到抑制 ;土壤呼吸活性在培养前期随LAS浓度表现增强 ,但在 >5mg/L浓度下 ,一周后均表现出抑制 .本研究表明 ,土壤中存在对LAS耐受的微生物群落 .土壤对LAS污染的环境效应与土壤类型和性质有关 ,尚需进一步研究 .     

生活垃圾堆填区周边农田土壤中多环芳烃的污染特征

土壤多环芳烃(PAHs)的污染日益受到关注,PAHs是垃圾渗滤液中的主要有害成分之一.以苏北某市城郊结合部露天垃圾堆放场为对象,采用高效液相色谱法分析周边农田土壤中16种PAHs的含量特征及分布规律.结果表明,垃圾场周边农田土壤PAHs含量总体表现为随距垃圾堆体的距离增大而降低的趋势.土壤中PAHs总量(平均值为1 208.5μg·kg-1)明显高于未污染土壤(509.25μg·kg-1),其中显著提高了土壤中难降解、难挥发的4环芳烃的含量,按照欧洲农业土壤PAHs含量与分布标准,达到中等或中等以上PAHs污染水平,说明垃圾堆填场周边农田土壤存在PAHs的污染风险.     

磷、锌肥处理对降低污染稻田水稻籽粒Cd含量的影响

探索农田措施控制水稻Cd吸收与籽粒积累是保障稻米食物安全的急迫需求.采用田间定位试验,研究了不同用量的钙镁磷肥及叶面喷施锌肥(ZnSO4·7H2O)等处理对污染稻田水稻籽粒Cd含量的影响.试验表明,施肥处理没有显著提高水稻产量,但籽粒Cd含量有不同程度降低.分析表明,这些处理提高了土壤的pH值,且随用量而增高,土壤中有效态Cd含量显著降低.土壤有效态Cd含量与土壤pH值存在显著负相关,推测主要是由于土壤pH升高而降低了土壤Cd活性.不过,叶面喷施ZnSO4·7H2O,并未明显提高土壤pH值,但显著降低土壤有效态Cd含量,可能是由于淹水下形成难溶性CdS而钝化了土壤Cd.因此,稻田中Cd钝化可以抑制Cd在水稻籽粒中的积累.但是,在严重污染稻田中,这些用量尚不能有效控制稻米Cd的安全.建议在严重重金属污染的土壤改种其它非Cd强积累作物.     

重金属污染降低水稻土微生物商并改变PLFA群落结构——苏南某地污染稻田的案例研究

重金属污染可能影响土壤中微生物生物量与活性及群落结构.但这种影响随土地利用和土壤类型、污染物类型而异.采集了江苏南部某市金属冶炼产业区周边重金属污染的稻田和未明显污染稻田的表土样品,分析了重金属复合污染下土壤微生物生物量以及PLFA群落结构的变化.结果表明,重金属污染下稻田土壤的微生物生物量碳、氮及微生物商比未明显污染的土壤显著降低(约20%);PLFA分析显示,重金属污染下土壤微生物群落结构发生了明显的变化,细菌和真菌PLFA的变化幅度达到30%以上,革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的脂肪酸比值升高,而真菌/细菌的比例降低了约70%.这种改变可能进一步影响到土壤中C、N等养分的生物地球化学循环,这有待深入的研究.