汾河沿岸农田土壤喹诺酮类抗生素残留特征及风险评估

选取山西省汾河沿岸71个代表性农田土壤,采用液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS)分析了4种喹诺酮类抗生素(quinolones,QLs)的残留水平和空间分布特征,探究影响抗生素残留的环境因子,并评估QLs残留的生态风险.结果表明:①汾河沿岸农田土壤中QLs检出情况为:诺氟沙星(norfloxacin,NFC)、环丙沙星(ciprofloxacin,CFC)、恩氟沙星(enrofloxacin,EFC)检出率为100%,氧氟沙星(ofloxacin,OFC)检出率为98.6%,QLs分布广泛.土壤样品中QLs组成以NFC为主,平均检出浓度为2.54μg·kg~(-1),其次为CFC和OFC,平均检出浓度分别为0.54μg·kg~(-1)和0.36μg·kg~(-1).②空间分布特征分析表明,上中游QLs检出情况相似,均表现为EFC OFC CFC NFC,下游表现为EFC CFC OFC NFC.汾河中游沿岸农田土壤抗生素浓度最高,太原市清徐县4种QLs平均残留浓度为沿河县市最高,为19.67μg·kg~(-1),灵石县次之,为15.21μg·kg~(-1),应引起重视.③冗余分析表明,QLs含量与pH呈负相关;NFC、CFC和EFC与有机质含量无明显相关关系,OFC与有机质含量呈正相关,这可能与OFC中氧与有机质中极性官能团发生氢键作用有关;NFC、CFC和EFC与阳离子交换量(CEC)呈正相关,而OFC无明显相关,可能与弱极性环氧醚的弱作用力有关;NFC、OFC含量与土壤砂粒含量呈正相关.④汾河沿岸农田土壤中QLs生态风险较低,其中NFC、OFC和CFC呈中低度风险,EFC全部表现为低风险.本研究旨在为汾河沿岸QLs污染控制与农产品安全监督提供科学依据.     

旱柳（Salix matsudana Koidz）体内Cu迁移特征的水培模拟研究

为探讨重金属元素Cu在旱柳（Salix matsudana Koidz）植物体内的迁移及形态特征,研究通过水培模拟实验,运用ICP-AES测定了旱柳不同组织中Cu含量,并采用SEM-EDAX技术分析了旱柳不同组织显微结构和Cu存在形态.结果表明：在Cu胁迫下,根、茎、叶中Cu含量随培养液Cu浓度的增加而增加,在450μ...     

农村生态系统健康的基本内涵及评价体系探索

生态系统健康是研究人类活动、社会经济组织、自然系统和人类健康的综合性学科,是人类社会可持续发展的保证,国内外对不同类型的生态系统健康进行了大量研究,指出生态系统健康是在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫受损的恢复能力,实现生态系统的稳定性和可持续性.农村生态系统是一类自然一人工复合生态系统,在综合分析农业生态系统健康和城市生态系统健康概念的基础上,提出农村生态系统是指在不同区域范围的农村地域内,不同类型生态系统间的相互能量关系,以及农村人群和周围环境的相互影响与相互作用的总和.农村生态系统健康是指农村生态系统能够实现农村环境健康目标、生态系统活力目标、农业生产与乡镇企业发展目标,并具有一定的自我调节和对胁迫受损的恢复能力.通过分析已有生态系统健康评价所采用的指标体系,结合农村生态系统的特性,研究构建了由环境健康目标、生态系统活力目标和功能目标组成的农村生态系统健康评价的框架体系,以期明确农村生态系统健康的内涵,为开展评价研究建立初步基础.     

改性生物炭负载nZVI对土壤Cr(VI)的修复差异研究

考察了生物炭(BC)、酸洗生物炭(HCl-BC)和纳米零价铁负载生物炭(n ZVI-HCl-BC)对土壤中Cr(VI)还原和总Cr形态转化的影响.结果表明,生物炭对Cr(VI)还原率随土壤含水率的升高而显著提高.在较高土壤含水率(70%)条件下,各生物炭对Cr(VI)的最高还原率排序为:HCl-BC(97.26%)n ZVI-HCl-BC(88.36%)BC(87.61%).在不同Cr(VI)污染水平下(150、300、600和900 mg·kg~(-1)),HCl-BC对土壤中Cr(VI)的还原率最高.随Cr(VI)含量升高,BC和HCl-BC对Cr(VI)的还原率呈降低趋势,而n ZVI-HCl-BC对Cr(VI)的还原率为先降低后升高.形态分析表明,生物炭在不同程度上增加了土壤中Cr残渣态的比例:n ZVI-HCl-BC(11.58%)HCl-BC(9.53%)BC(1.42%),表明生物炭对土壤Cr起到稳定作用.综上,改性生物炭显著促进Cr(VI)还原及总Cr向残渣态转化,表明其具有修复Cr污染土壤的潜力.     

三种修复剂对铬污染土壤的修复效果

采用淋溶土柱的方式,探讨醋糟、醋糟+腐殖酸、醋糟+不锈钢尾渣三种修复剂对铬污染土壤的修复效果。结果表明:三种修复剂均能促进土壤Cr(Ⅵ)的还原,增强土壤对铬的固定能力,降低土壤的有效铬含量。其中,施加醋糟的效果要优于醋糟与不锈钢尾渣及腐殖酸的配施,且醋糟+不锈钢尾渣的修复效果要优于醋糟+腐殖酸。施加醋糟,Cr(Ⅵ)的还原率可达56.38%,总铬含量可增加95.08%;醋糟+不锈钢尾渣还原率可达47.94%,总铬含量可增加89.66%;醋糟+腐殖酸还原率可达到27.17%,总铬含量可增加39.78%。经过三种修复剂处理,土壤有机质含量及阳离子交换量显著增加,土壤氧化还原电位及有效铬含量显著下降。采用醋糟和醋糟+腐殖酸处理后可降低土壤pH值,而醋糟+不锈钢尾渣可提高土壤pH值。     

污灌区土壤-棉花系统中铊的分布特征

通过对位于华北平原北部,河北省与天津市接壤处的污灌区土壤-棉花(Gossypium spp.)系统进行实地调查,分样区采集耕作层土壤样品、土壤剖面样品和棉花全植株样品,运用Element2型高分辨电感耦合等离子体质谱仪测定土壤样品中Tl的质量分数和形态,以及棉花不同组织中T1的质量分数,结果显示:在土壤剖面中,T1质量分数依次为表土层(0～20 cm)>心土层(20～40 cm)>底土层(40-60 cm),表明污水灌溉使T1在表土层有所累积;在表土层中,T1的质量分数在0.257～0.420mg·kg-1之间,与研究区T1背景值(0.330 mg·kg-1)相比,个别样点有明显增高的趋势,T1的形态特征为残余态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态≥水溶态>铁锰结合态,较高的有机结合态表明长期污灌导致表土层中有机质含量增加,使得T1易于在表土层积累;在棉花植株各组织中,T1的质量分数在3.5～78.6 μg·kg-1之间,其分布规律为根系>果壳>茎杆>籽粒>纤维.研究表明,T1主要分布于污灌区土壤-棉花系统中的表土层、棉花根系、茎杆和果壳等生态分室中;棉花植株对T1的平均吸收系数为2.477,其中棉花根系对土壤中T1的平均吸收系数达6.186,因此,棉花对重金属的输出作用减缓了土壤中T1的积累速度,可以有效降低T1对土壤污染的风险.     

生物源表面活性剂对焦化土壤中多环芳烃增溶效能研究

考察了单一生物源表面活性剂鼠李糖脂、黄腐酸、槐糖脂、烷基糖苷、无患子皂苷及鼠李糖脂与各非离子生物源表面活性剂复配体系对萘和菲的增溶效能,并将优选的淋洗剂体系应用于焦化场地土壤多环芳烃（PAHs）的去除.结果表明：相较其他生物源表面活性剂,鼠李糖脂和黄腐酸对萘的增溶效果更好;对于菲的增溶,槐糖脂的增溶效果更好,这与其较低的临界胶束浓度和多环芳烃的性质有关.生物源表面活性剂复配体系的增溶能力较单一表面活性剂明显增强,以3∶1复配时增溶效果最佳.60 mmol·L^-1的鼠李糖脂-黄腐酸复配体系（3∶1）对土壤中萘的去除率可达96.64%,分别是单一鼠李糖脂和黄腐酸的1.09倍和2.21倍;而对土壤中蒽、苯并（a）蒽和苯并（k）荧蒽的去除率远低于萘,分别为63.31%、42.51%和39.10%,这是由于PAHs与鼠李糖脂-黄腐酸复配体系的相互作用随苯环数的增加而减弱.本研究可为生物源表面活性剂及其复配体系高效修复PAHs污染土壤提供科学依据.