稻田土菌群驯化对稻秆两步发酵产甲烷效果的影响

为提高稻秆的降解率及其厌氧发酵甲烷产量,采用高氨氮畜禽废水作为氮源以驯化稻田土壤微生物,优化其降解稻秆的初始pH值,并评估水解产物液体发酵产甲烷性能.结果表明,混合组驯化的微生物产纤维素酶活性及对稻秆木质素的降解率高于其它组及先前文献报道,分别达到4.01 IU和51.96%,且后期水解液中总有机碳（Total organic carbon, TOC）及还原糖含量最高.随着初始pH值的提高,稻秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率显著增加,稻秆水解液中的挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids, VFAs）和TOC含量均显著增加,并在第7 d达到最高值.将水解稻秆7 d的水解液进行厌氧发酵显示,在初始pH=9.0条件下累积甲烷产量达到最大,为37.60 mL·mL^-1水解液.本实验结果表明, 驯化的稻田土微生物在碱性条件下可以更有效地降解稻秆,提高水解液中TOC及VFAs含量,从而提高厌氧发酵的甲烷产量.     

采用固定化技术处理土壤中菲、芘污染物

采用动胶杆菌(Zoogloea sp.)固定化技术包埋来降解土壤中菲、芘污染物,在不同接种量、不同系列浓度下,对降解效果进行了测定.结果表明:5%的接种量最为合理,在168h时,固定化细菌对菲、芘的降解率达84.89%和76.94%;而在相同条件下土著菌降解仅达到27.85%和19.65%,因此动胶杆菌(Zoogloea sp.)具有更好的降解能力.另外,还用电镜观察研究了动胶杆菌在载体中的分布形态,表明了固定化细菌降解土壤中菲、芘具有较高的优势.     

蔬菜的硝态氮累积及菜地土壤的硝态氮残留

在不同季节对11类、48种蔬菜的测定表明,硝态氮含量高于325mg·kg^-1,达到4级污染水平的有20种,占调查总数的41.7%,包括全部叶菜类、部分瓜类、根菜类和葱蒜类蔬菜.其中硝态氮含量高于700mg·kg^-1,超过4级污染水平的有5种,均为叶菜类蔬菜.叶菜硝态氮累积虽为严重,但其中部分蔬菜叶片的硝态氮含量却低于3级污染水平对不同类型菜地和农田土壤的测定发现,菜地0～200cma各土层的硝态氮残留量均高于农田土壤,常年露天菜地200cm土层的硝态氮残留总量为1358.8kg·hm^-2年大棚菜田为1411.8kg·hm^-2,5年大棚则达1520.9kg·hm^-2,而一般农田仅为245.4kg·hm^-2.菜地土壤的硝态氮残留严重威胁菜区地下水环境.     

油污染土壤气体抽排去污模型及影响因素

为了开展适合我国实际情况的有机污染土壤气体抽排净化技术研究,在对油污染土壤的通风去污过程机理进行分析的基础上,建立了一个简化机理模拟模型.以华北地区典型土壤为实验土样,油污染物为例,通过一维土柱实验,研究了抽排气体流速、土壤含水率和土质对去污过程的影响.实验表明抽排气体流速存在最佳值,土壤含水率对不同土质土壤净化时间影响不同,对粉砂土,含水率升高,净化效率增强;而对粘质土壤,结果正好相反.对模型预测结果进行实验验证表明,本文建立的模拟模型在实验限定条件范围内是准确和适用的.     

盐池封育草场土壤种子库特征及其与植被的关系

封育是退化草场恢复的重要措施之一,封育的效果在一定程度上取决于土壤中种子库的状况。以毛乌素沙地西南缘宁夏盐池县的退化草场为研究对象,采用相似性分析和排序方法对封育和未封育草场土壤种子库的特征及其与地上植被间关系进行了研究,结果表明无论封育区还是未封育区,土壤种子库中的种子主要分布于0～5cm的土层,6～15cm土层的种子数很少;封育区土壤种子库的物种丰富度大于未封育区,物种多样性则表现为H值较大,而D值较小,总体上看封育措施可以提高地上植被和土壤中种子的种类和数量,一些一年生植物、中生植物和盐生植物开始出现在地面或土壤种子库中。地上植被和土壤种子库间的相似性分析结果则表明相同措施同一土层间种子库中等相似,而不同土层间还是存在着一些差异。由于封育措施导致了植被样方的相似性较低,然而土壤种子库间的相似性仍然较高,两者间是否存在着一定程度的滞后效应有待于进一步研究。     

基于稳健统计方法对实验室比对中土壤汞的质量控制指标研究

利用稳健四分位间距法和迭代法2种稳健统计方法,通过对全国31个省、自治区、直辖市范围内共334家环境监测单位开展土壤中汞的实验室间比对,对比对测定结果和质控数据进行统计分析,系统性地研究了土壤中汞的质量控制指标。建议实际监测工作中土壤汞的实验室间相对标准偏差范围为7%～19%,相对误差控制指标为±8%,低浓度水平下可适当放宽至±10%,加标回收率控制范围为81%～109%,为日常监测开展土壤汞的质量控制工作提供了评价依据,具有广泛的应用价值和较好的指导作用。     

Preliminary studies on potential remediation of acid mine drainage‐impacted soils by amendment with drinking‐water treatment residuals

Mining operations result in a wide range of environmental impacts: acid mine drainage (AMD) and acid sulfate soils being among the most common. Due to their acidic pH and high soluble metal concentrations, both AMD and acid sulfate soils can severely damage the local ecosystems. Proper post‐mining management practices are necessary to control AMD‐related environmental issues. Current AMD‐impacted soil treatment technologies are rather expensive and typically not environmentally sustainable. We conducted a 60‐day bench‐scale study to evaluate the potential of a cost‐effective and environment‐friendly technology in treating AMD‐impacted soils. The metal binding and acid‐neutralizing capacity of an industrial by‐product, drinking water treatment residuals (WTRs) were used for AMD remediation. Two types of locally generated WTRs, an aluminum‐based WTR (Al‐WTR) and a lime‐based WTR (Ca‐WTR) were used. Highly acidic AMD‐impacted soil containing very high concentrations of metals and metalloids, such as iron, nickel, and arsenic, was collected from the Tab‐Simco coal mine in Carbondale, Illinois. Soil amendment using a 1:1 Al‐ and Ca‐WTR mix, applied at 5 and 10 percent rates significantly lowered the soluble and exchangeable fractions of metals in the AMD‐impacted soil, thus lowering potential metal toxicity. Soil pH increased from an extremely acidic 2.69 to a near‐neutral 6.86 standard units over the 60‐day study period. Results from this preliminary study suggest the possibility of a successful scale‐up of this innovative, cost‐effective, and environmentally sustainable technology for remediating AMD‐impacted acid sulfate soils.     

交通干道沿线土壤重金属监测与评估综述

公路运营所带来的铅、镉、锌等重金属污染物对人体健康安全存在着潜在和长期的影响。近年来,开展交通干道沿线重金属污染监测与评估工作已经成为环境监测工作的重要内容。从监测技术、评估方法、可能影响因素等几个方面对该领域的研究进展及成果进行了综述。采样段面的选取、点位的布设与样品的收集应该同时遵循全面性和代表性的原则。在同一交通干道内,均匀布置采样段面的同时可以尽量包含高车流量、中车流量与低车流量3种类型。考虑到重金属在横向距离上的分布规律,可以在0~100 m处设置密集采样点位,在100~300 m处设置适量采样点位。评估方法一般同时采用Kriging空间插值分析、污染指数分析、多元统计分析,生态风险评价与健康风险评价等多种分析方法。     

水稻土对Cu~(2+)吸附反应动力学及离子强度和磷酸根的影响

研究了水稻土对Cu2+的吸附反应动力学,并考察了p H和磷酸根2个因素对Cu2+吸附的影响。结果表明:水稻土对Cu2+的吸附反应速率可明显分为快、慢2个阶段,快速阶段主要是Cu2+结合在高亲和力位点,而慢速阶段则是结合在低亲和力位点。提高溶液p H可促进水稻土对Cu2+的吸附,降低溶液p H则将抑制Cu2+的吸附,这主要是因为p H可通过改变水稻土表面电荷的性质以及溶液Cu2+的形态来影响吸附反应。提高离子强度,将降低低p H条件下Cu2+的吸附量,而对高p H条件下Cu2+的吸附量影响较小,这表明水稻土对Cu2+存在很大比例的专性吸附。溶液中磷酸根的存在,可促进水稻土对Cu2+的吸附。本文所得到的研究结果对认识Cu2+在水稻土中的土壤环境行为及其污染控制有一定的理论意义。     

生物碳和土壤性质对乙草胺吸附行为的影响

生物碳施加到土壤中可能会影响污染物的环境归趋,而吸附作用是其关键控制因素,为此,本研究考察了400、500和600℃下制备的玉米秸秆生物碳(分别记作CS400、CS500和CS600)和土壤性质对乙草胺吸附行为的影响.结果表明,生物碳和土壤对乙草胺的吸附等温线符合Freundlich模型(R2≥0.99).随着生物碳热解温度的升高(从CS400到CS600),生物碳吸附乙草胺的非线性指数n值减小且logKOC值增大,说明吸附非线性程度和吸附能力增强,这是因为生物碳炭化程度增强(H/C原子比减小),疏水性增强(O/C原子比减小)和比表面积增大而有利于对乙草胺的吸附,吸附机制以表面吸附为主(比如疏水作用、π-ρ EDA作用和孔填充作用).然而,土壤吸附乙草胺的n值(0.95)接近1.0,说明该吸附作用几乎是线性吸附,以分配作用机制为主.3种生物碳对乙草胺的吸附能力都高于土壤,特别是CS600对乙草胺的吸附能力(logKoc)比土壤及文献报道的土壤和沉积物高一个数量及以上,说明生物碳可能会有效保留土壤中的乙草胺而降低其迁移性.