煤及煤矸石中砷的释放

研究了煤及煤矸石中砷的释放特征。采用XRD技术对煤样中的主要矿物成分进行了分析。表征结果显示，煤样中的主要矿物组成为碳酸盐矿物、硅酸盐矿物，以及一定量的SiO2、TiO2、硫化物矿物和硫酸盐矿物。实验结果表明：煤中砷的赋存形态主要以残渣态和硫化物结合态为主；在煤燃烧过程中，当燃烧温度为1 000 ℃时，1号矿井的煤样燃烧后灰渣中的砷含量为1.385 μg/g，砷的释放率为40.10%，2号矿井的煤样燃烧后灰渣中的砷含量为1.531 μg/g，砷的释放率为56.04%；在煤矸石的淋溶过程中，在淋溶液体积为100 mL的条件下，当淋溶液pH为5时淋出液中的ρ（砷）为19.27 μg/L，当淋溶液pH为7时淋出液中的ρ（砷）为7.78 μg/L。     

甲萘威在土壤中的吸附与迁移行为研究

分别采用振荡平衡法、土壤薄层层析法和土柱淋溶法研究了甲萘威在不同土壤中的吸附和淋溶特性。结果表明,甲萘威在红土、黄土、水稻土、黑土4种土壤中的吸附和淋溶性均存在差异。土壤吸附常数K d值分别为0.127、0.381、9.652、15.54,吸附能力强弱顺序为黑土>水稻土>黄土>红土。甲萘威在红土中属于易淋溶、可移动,在黄土中属于可淋溶、中等移动,在水稻土和黑土中属于难淋溶、不易移动。影响甲萘威在土壤中吸附和淋溶的主要因素是土壤有机质含量,土壤有机质含量越高,对甲萘威的吸附性越强,淋溶性越弱。     

模拟酸雨对泉州市交通区表层土壤重金属淋溶的累积释放特征

用模拟酸雨动态淋溶试验方法和改进的BCR四步提取法研究泉州市交通繁忙区表层土壤中重金属的溶出规律及形态变化,用ICP-AES测定浸出液中Ti、Zn、Co、Ni、V、Fe、Mn、Cr、Cu、Pb、Cd和As的含量。结果表明大部分重金属元素(Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Pb)累积释放量随模拟酸雨pH值的降低而增加。对土壤中金属释放过程进行数学方程拟合后发现,应用双常数速率方程能更好地描述V、Co和Ni的释放规律,抛物线方程则能更好地描述Zn的释放过程,修正Elovich方程能更好地描述Ti、Cr、Mn、Fe、Cu和Pb的释放过程,而双常数速率方程和抛物线方程均能很好地描述As、Cd的释放过程。对比淋溶前后重金属形态分布,发现淋溶后土壤中Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb的生物有效态比例有所增加,而V、Cd和As的生物有效态比例略有降低。     

改性凹凸棒土对土壤中Cd2+吸附解吸及钝化效果影响

以凹凸棒土为原材料进行了热改性、酸改性、壳聚糖负载改性,并采用SEM、FT-IR、XRD表征其结构变化。通过改性凹凸棒土对土壤Cd~(2+)吸附解吸及土柱淋溶实验表明:凹凸棒土及改性凹凸棒土均能有效提高土壤对Cd~(2+)的吸附容量,减少Cd~(2+)的纵向迁移,降低淋溶风险。改性凹凸棒土主要是通过降低土壤中Cd的交换态和碳酸结合态含量增加土壤中Cd的铁锰氧化结合态及有机态含量,达到钝化土壤中Cd效果,综合处理效果优劣顺序为热改性凹凸棒土>酸改性凹凸棒>凹凸棒土>壳聚糖改性凹凸棒土>空白。     

上海青紫泥土壤氮素淋溶及其对水环境影响研究

农田氮素淋失受多方面因素的影响，其淋失研究有多种方法，利用渗漏池，在上海青浦农田水利试验站进行青紫泥土壤氮素的淋溶模拟试验，以探讨不同水肥管理方式下的淹水稻田中，氮素的迁移，转化机制及其对水环境的影响，研究结果表明：淹水稻田中氮素淋失的基本形态为硝态氮（NO3^-,N)，在下渗水流的驱动下，NH4＋－N也能渗漏到一定的深度，对地下水环境形成威胁，但不如NO3－N显著；不同处理的剖面中NO3－－N和NH4＋－N浓度均表现出随深度增加逐渐降低的趋势，每次施肥后，不同处理剖面中的NO3＿N浓度均表现为短期内迅速上升，后期逐渐下降的趋势，其中NH4＋－N浓度与NO3－－N的消长规律相似，但表现出峰值超前且变幅远大于NO3－－N浓度的特征；氮素的淋失主要发生在当年的6－8月份之间，此期与降雨高频期的重叠加剧了对水环境的污染，采用节水节肥的管理模式，不仅能保护产量，还能减少灌溉量，大大降低施用氮肥对地下水污染的威胁。     

腐殖酸缓效肥料的NO_3~--N田间淋溶及土壤残留

为探讨腐殖酸缓效肥料对地下水及土壤质量的潜在影响,分别在砂质(SS)和黏质土壤(CS)中,利用自制田间淋溶设备研究了不同肥料处理的NO3--N淋溶及土壤残留特性.结果表明,在2种不同质地土壤中,不同时间施肥处理淋溶液中的NO3--N浓度比不施氮肥处理高28.1%～222.2%,但腐殖酸缓效肥料可在一定程度上抑制NO3--N的向下淋溶,且在CS土壤中的抑制作用更有持续性.CS土壤淋溶液中NO3--N的浓度比SS土壤降低41.2%～59.1%,抑制NO3--N向下淋失的作用更强.施肥可造成NO3--N在土壤剖面中的累积,腐殖酸缓效肥料处理0～40cm土壤剖面中NO3--N所占比例显著高于尿素及复合肥处理,分别达59.8%和54.4%.SS土壤中NO3--N的总量显著低于CS土壤,HA缓施肥、尿素及复合肥处理分别降低81.7%、81.1%和47.6%.同常规施肥处理相比,腐殖酸缓效肥料处理可不同程度的提高土壤有机质、碱解氮、速效磷及阳离子交换量的含量,且在黏质土壤中水溶性盐总量比尿素及复合肥处理分别降低24.8%和22.5%.因此,施用腐殖酸缓效肥料可有效改善土壤理化性状、降低施肥对地下水等造成的潜在污染风险.     

施用不同来源粪肥对土壤中抗生素淋溶的影响

含有抗生素的粪肥进入农田土壤中对土壤生态系统和水体环境产生危害,同时也会造成抗生素耐药性的传播,对环境安全和人体健康存在威胁.本研究采用土柱淋溶法,以添加四环素类抗生素（四环素、土霉素和金霉素）的猪粪（PM-T）、牛粪（CM-T）、鸡粪（CHM-T）及空白处理（CK-T）为实验组,未添加抗生素的处理为对照组,研究了模拟淋溶条件下施用不同来源粪肥对土壤理化指标和细菌丰度的影响,阐述不同处理四环素类抗生素的迁移规律.结果表明,相比于CHM-T和CM-T处理组,四环素类抗生素更容易在PM-T处理中累积,残留量为0.90~6.91 mg·kg^-1,明显高于其他处理（0.33~4.42 mg·kg^-1）;相比于表层土壤（0~4 cm）,四环素类抗生素在下层土壤（16~24 cm）的浓度更高.PM-T处理土壤中TN和NH₄⁺-N含量分别增加44 mg·kg^-1和14.11 mg·kg^-1,明显高于其他处理.在抗生素的抑制作用下土壤中细菌丰度减少,PM-T处理土壤中的细菌丰度降低39.66%,高于其他添加抗生素处理组（12.38%~35.26%）.CHM-T处理中抗生素更容易从土壤中淋出,淋出总量为9.91 mg,明显高于其他粪肥处理组（P<0.05）.TN、NH₄⁺-N、四环素、土霉素和金霉素等指标为第一主成分因子,解释量为54.55%,其土壤中的含量与土层深度正相关.总结得出,以猪粪为原料的粪肥处理中四环素类抗生素更容易累积在土壤中,特别是土壤下层,同时更容易造成土壤中微生物环境的改变;而以鸡粪为原料的粪肥施用后抗生素更容易淋出土壤,增加水体污染的风险.     

青霉素钠在土壤中的吸附和淋溶特性

分别采用振荡平衡法和土柱淋溶法分析了青霉素钠在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素。结果表明,25℃以下,3种供试土壤对青霉素钠的吸附特性能用Freundlic模型进行较好的拟合,江西红壤、太湖水稻土和东北黑土的吸附常数KF分别为30.73、39.26和64.58 m L·g-1。偏最小二乘法(PLS)分析表明土壤黏粒含量和有机质含量是影响土壤吸附青霉素钠的主要因素。供试土壤对青霉素钠的吸附自由能变化值均40 k J·mol-1,该吸附过程主要属于物理吸附,吸附能力由大到小依次为东北黑土、太湖水稻土和江西红壤。土柱淋溶试验结果显示,土壤有机质含量和黏粒含量亦是影响淋溶过程的主要因素,青霉素钠在土壤剖面中的迁移能力较弱,3种土壤淋溶性能由大到小依次为江西红壤、太湖水稻土和东北黑土。     

模拟氮沉降对森林土壤化学性质的影响

大气氮沉降的增加对森林土壤的影响是近来生态学研究的重要课题。以鼎湖山季风常绿阔叶林（以下简称为“阔叶林”）、马尾松（Pinus massoniana）林、针阔叶混交林（以下简称为“混交林”）和增城木荷（Schima superba）人工幼林等4种林型土壤为研究对象,采用野外原位模拟大气氮沉降的方法,设置3种模拟氮沉降量,即N0（对照,N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）、N10（N：10 g·m-2·a-1）,在模拟氮沉降时间分别为42个月（阔叶林）、31个月（马尾松林）、50个月（混交林）、20个月（人工幼林）后,采集0~20 cm土层的林地土壤,分析土壤的化学性质,探讨不同氮沉降量对不同林型土壤化学性质的影响。结果表明,（1）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林土壤pH值的影响基本一致,均使pH值下降。其中,当氮沉降量达到N10时,阔叶林土壤pH值降为3.97,与对照相比下降了0.11 pH单位,差异达显著性水平（p〈0.05）。而人工幼林土壤pH值未随着氮沉降量的不同而有明显的变化。（2）模拟氮沉降在近2年至4年的时间内,对阔叶林、混交林、人工幼林的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾含量的影响均不明显,马尾松林土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾含量也没有明显变化,但模拟氮沉降导致了马尾松林土壤水解性氮含量明显下降,从95.12 mg·kg-1降至84.39 mg·kg-1,差异达显著性水平（p〈0.05）。（3）模拟氮沉降对鼎湖山阔叶林、马尾松林、混交林等3种林型土壤盐基饱和度、盐基离子Ca2＋、Mg2＋、K＋含量的影响未达显著水平,而对这3种林型土壤交换性Na＋含量的影响则较明显且影响趋势基本一致,即氮沉降的增加导致了土壤交换性Na＋含量明显下降。在N10处理下,与对照相比,这3种林型的土壤交换性Na＋含量分别下降了40.0%、68.4%、50.0%,差异达显著性水平（p〈0.05）。氮沉降对人工幼林土壤盐基离子含量无明显的影响。由此可得出结论：在近2年至4年的时间内,氮沉降的增加能引起鼎湖山3种林型土壤尤其是阔叶林土壤加速酸化,引起交换性Na＋明显淋失,以及马尾松林土壤水解性氮含量明显下降;但氮沉降的增加对木荷人工幼林土壤化学性质暂无明显的影响。后者可能与该林型模拟氮沉降时间较短、林龄较轻而处于快速生长期等因素有关。     

噻虫胺在土壤中的吸附和淋溶特性

采用室内模拟试验方法,研究了噻虫胺在3种不同类型土壤中的吸附特性、移动特性及其影响因素.结果表明,噻虫胺在江西红壤、太湖水稻土与东北黑土中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为0.49、1.99和4.42,Kd值大小次序依次为:江西红壤<太湖水稻土<东北黑土.影响噻虫胺土壤吸附性的主要因素为土壤有机质.薄层层析试验显示,当溶剂展开至12.0 cm处,噻虫胺在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中最远移至10—12 cm、8—10 cm、4—6 cm处.土柱试验表明噻虫胺在红壤淋出液中质量分数为56.04%,太湖水稻土和东北黑土中的噻虫胺最远已移至20.0—25.0 cm和15.0—20.0 cm处.影响噻虫胺在土壤中吸附性和移动性的主要因素为土壤有机质含量.噻虫胺存在对地下水污染的潜在风险性,特别是在红壤环境下使用噻虫胺应该引起足够重视.