新型土壤改良剂修复水体-土壤复合重金属污染效果及机理探讨

选取新型土壤改良剂对某铅锌矿区附近土壤进行重金属复合污染修复实验,进而评价效果,并分析其影响因素。结果表明:新型土壤改良剂可显著减少土壤Pb和Cd的重金属毒性,与对照相比,土壤TCLP-Pb、TCLP-Cd的浸出毒性含量最高下降分别为41. 4%、28. 87%。经过化学稳定修复,新型土壤改良剂可显著降低Pb和Cd可交换态含量,土壤Pb和Cd有效形态含量最高下降率分别为64. 69%、41. 95%,修复效果Pb>Cd,说明新型土壤改良剂可促进土壤Pb和Cd从不稳定态向稳定态转化。新型土壤改良剂对溶液中Pb和Cd有一定吸附效果,符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,推理新型土壤改良剂降低土壤Pb和Cd毒性原因可能是发生络合化学反应和吸附作用。     

石油烃污染土壤微生物修复促进技术

采用原位修复法处理石油烃污染土壤,考察了土壤中石油烃的自然降解情况,研究了土壤改良剂和生物营养剂对石油烃降解的促进作用。实验结果表明:将总石油烃含量约为5 g/kg的实验土样降解30 d,自然降解时总石油烃降解率为7.8%;当单独加入1.0%(w)的土壤改良剂时,总石油烃降解率达36.0%;当单独加入1.0 g/kg的生物营养剂时,总石油烃降解率为51.6%;最佳促进剂配方为土壤改良剂加入量1.0%(w),生物营养剂加入量1.0 g/kg,此条件下总石油烃降解率为80.1%。     

Recovery of NH 4 + by corn cob produced biochars and its potential application as soil conditioner

NH4^＋ ion, a main pollutant in aquatic systems, not only causes eutrophication in rivers and lakes but also contributes to fish toxicity. In this study, an eco-friendly biosorbent was prepared from the pyrolysis of corn cob, a low-cost agricultural residue. The biochars produced by pyrolysis of corn cob at 400℃ and 600℃ were characterized and investigated as adsorbents for NH4＋ -N from an aqueous solution. The biochars were characterized through elemental analysis, Brunauer-Emmett-Teller-N2 surface area analysis, scanning electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. Batch experiments were conducted to investigate the NH4＋ adsorption process of the corn cob biochars. The Freundlich isotherm model fitted the adsorption process better than the Langmuir and Dubinin-Radushkevich isotherm models. Moreover, the adsorption process was well described by a pseudo-second-order kinetic model. Results of thermodynamic analysis suggested that adsorption was a nonspontaneous exothermic process. Biochars produced at 400℃ had higher adsorption capacity than those produced at 600℃ because of the presence of polar functional groups with higher acidity. The exhausted biochar can be potentially used as soil conditioner, which can provide 6.37 kg NH4＋-N-t^-1 （N fertilizer per ton of biochar）.     

Paper sludge as a feasible soil amendment for the immobilization of Pb^2＋

The possibility of amending Pb 2+ contaminated soil (S) with paper sludge (P) was investigated through adsorption and desorption experiments. The adsorption process of Pb 2+ in soil containing paper sludge (SP) could be well described by pseudo second-order kinetic model and the Langmuir isotherm model. After P addition, the equilibrium time decreased greatly (from 28 to 8 hr) and the Pb 2+ maximum adsorbed amount (Q max ) increased by a factor of more than three to 102.04 mg/g. Q max reached its maximum as...     

土壤改良剂的研究与应用进展

土壤退化问题日益严重,土壤改良剂的研究与应用对防治土壤退化具有重要意义.文章综合国内外的研究与应用进展,把土壤改良剂分为天然改良剂、合成改良剂、天然-合成共聚物改良剂、生物改良剂四大类,概述了不同类型改良剂在土壤改良中的应用效果和存在的问题.以天然材料(特别是工农业废弃物)为原料研制新型多功能土壤改良剂是目前土壤改良剂研究的热点.过去的研究主要是针对土壤板结或缺水,以后应加强针对土壤生物退化方面的改良研究和控制各种改良剂负面影响的研究.     

不同改良物料对盐碱土壤真菌群落结构的影响

研究不同改良物料对盐碱土壤理化性质和真菌群落结构的影响,可为合理改良盐碱土壤提供理论依据.以内蒙河套平原中度盐碱土壤为试验地,采用高通量测序技术,探讨了空白对照（CK）、脱硫石膏（T1）、土壤改良剂（T2）、有机肥（T3）和脱硫石膏复配土壤改良剂与有机肥（T4）等5个处理对土壤理化性质和真菌群落多样性、组成和结构的影响.结果表明,与CK相比,改良处理显著提高了速效磷、速效钾、有机质和碱解氮含量,同时T4处理显著降低了土壤pH;改良处理增加了真菌多样性,但降低了真菌丰富度;改良后的土壤优势真菌门为子囊菌门、担子菌门和被孢霉门,优势菌属为被孢霉属、Conocybe、Botryotrichum、镰刀菌属和假单胞菌属.改良处理增加了子囊菌门、担子菌门、镰刀菌属和假单胞菌属的相对丰度,但降低了被孢霉门、壶菌门和被孢霉属的相对丰度;LEfSe分析表明,改良处理改变了真菌群落的生物标志物;相关性分析表明,pH和速效钾是影响真菌群落结构的主要环境因子.研究结果可为改良内蒙河套平原盐碱土壤,提高土壤养分提供科学依据.     

典型重金属污染农田能源植物示范种植研究

为探索安全经济利用重金属中度-重度污染农田的模式,在浙江某典型重金属复合污染农田开展了能源植物(甜高粱Sweet sorghum、甘蔗Saccharum sinensisRoxb.、香根草Vetiveria和盐肤木Rhus chinensis)种植示范研究.结果表明,经施加0.1%的石灰和0.2%的磷矿粉改良后,土壤p...     

土壤改良剂对再生水滴灌根际土壤菌群多样性及病原菌和抗生素抗性基因丰度的影响

基于再生水农业灌溉利用引发的人体健康和环境风险,通过施用土壤改良剂揭示再生水灌溉根际土壤菌群组成与多样性变化特征,并探讨土壤改良剂对根际土壤病原菌和抗生素抗性基因丰度变化的影响规律,对于土壤改良剂的合理施用具有指导意义.采用高通量测序技术和定量PCR检测方法,研究了生物质炭、生物有机肥、腐植酸、松土精和玉米酒糟对再生水滴灌根际土壤细菌群落多样性及特定基因丰度的影响.结果表明,生物质炭处理显著增加根际土壤有机质和总氮含量;生物有机肥处理显著增加EC值和有机质含量;玉米酒糟处理显著增加EC值、总氮和总磷含量（P<0.05）.除生物质炭处理外,其他各处理均能显著降低根际土壤pH （P<0.05）.5种改良剂处理下根际土壤细菌群落组成与多样性在纲和属水平上较相似,但其相对丰度存在差异.α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria、Bacteroidia、Actinobacteria、Acidimicrobiia和Anaerolineae为所有处理中的优势菌纲,优势菌属组成包括：Pseudomonas、Sphingobium、Sphingomonas、Cellvibrio、Allorhizobium-Neorhizobium-Pararhizobium-Rhizobium、Flavobacterium和Algoriphagus（相对丰度>1%）.环境因子关联分析表明,根际土壤细菌群落组成与pH、EC、总氮和总磷含量之间存在较强的关联.病原菌与抗生素抗性基因的检出丰度分别在10³~10⁷ copies ·g^-1和10⁴~10⁸ copies ·g^-1.改良剂对病原菌和抗生素抗性基因检出水平存在较大差异,生物有机肥、松土精和玉米酒糟处理均会导致部分抗生素抗性基因丰度显著增加,而腐植酸和玉米酒糟处理下丁香假单胞菌、茄科雷尔氏菌和大肠菌群丰度显著降低（P<0.05）.弓形菌、蜡样芽孢杆菌、成团泛菌和粪拟杆菌与四环素类（tetA、tetB、tetO和tetQ）、磺胺类（sul1）和红霉素类（ermB和ermC）抗性基因丰度存在显著相关性.研究认为监测再生水灌溉下农业环境中病原菌和抗生素抗性基因的同时,也要关注土壤改良剂的合理施用避免加剧生物污染的散播.     

不同改良剂对黔西北锌冶炼区农用地土壤重金属修复效果研究

为研究不同改良剂对土壤重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）的修复效果,以黔西北锌冶炼区农用地土壤为研究对象,分别将不同比例（1%、2%、5%）的海泡石（H）、石灰（S）和蚯蚓粪（Q）施加于锌冶炼区重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）复合污染农用地土壤,稳定陈化75 d后,分析土壤理化性质（pH、EC、含水率）、有机质、有效态养分（N、P、K）、重金属有效态含量变化特征。结果表明,与对照相比,除低添加量的海泡石处理（H1%）略微降低土壤pH外,海泡石和石灰处理均提高了土壤pH,而添加蚯蚓粪处理则降低土壤pH。除石灰处理分别降低土壤有机质和碱解氮含量外,海泡石和蚯蚓粪均可有效提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,其中蚯蚓粪和石灰处理分别对土壤碱解氮和有效磷的增加效果最为明显,分别增加了36.53%～72.34%和67.96%～144.01%。与对照相比,添加石灰明显降低了土壤中DTPA-Cd、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量,分别降低了16.94%～29.87%、8.26%～20.46%、27.91%～51.02%。添加蚯蚓粪则总体上增加土壤中DTPA提取态重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）含量,而海泡石添加可增加土壤中DTPA-Cd和DTPA-Cu含量,降低DTPA-Pb和DTPA-Zn含量。石灰和海泡石处理都不同程度降低土壤中TCLP提取态重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）含量,然而,添加蚯蚓粪处理显著地增加TCLP提取态重金属（Cd、Cu、Pb、Zn）含量。综合分析表明,石灰对于复合污染土壤中Cd、Cu、Pb、Zn的固定效果最佳,其次为海泡石,而蚯蚓粪的添加对土壤重金属具有活化作用。     

PAM对不同坡度坡地产流产沙及氮磷流失的影响

聚丙烯酰胺(PAM)是一种高效土壤改良剂,能影响土壤入渗、产流及溶质迁移、淋失.通过人工模拟降雨试验,研究了5°、15°和25°3个坡度水平下PAM对黄土高原沟壑区黑垆土坡地土壤侵蚀及氮磷流失情况的影响.结果显示:施加PAM后增加了5°和15°坡面的总产流量却减少了25°坡面的总产流量;PAM组初始产沙量较大,8 min以后,施加PAM组与对照组产沙速率出现差异并开始降低,表明施用PAM的起作用时间约为8~10 min,5°、15°和25°3个坡度的减沙率分别为38.2%、3.7%和53.9%.PAM对3个坡度径流中磷浓度有减小作用且不受坡度变化的影响,对5°和15°坡面铵态氮浓度影响不明显,但对25°坡面铵态氮浓度有明显减小作用,此外,PAM的施用能降低铵态氮初始流失浓度.施加PAM能影响土壤水分的再分配过程并减少3个坡度坡面硝态氮和磷的向下淋失.施加PAM后,5°、15°和25°坡面磷流失总量显著减少,减小幅度分别为77.6%、64.5%和85.1%;径流硝态氮流失总量随着坡度的增加先增加后减少,在15°~20°之间存在改变PAM对硝态氮影响作用的转折坡度值,PAM处理后的硝态氮流失量与径流量在0.05水平上显著相关,相关系数为0.998;PAM能够显著减少陡坡25°坡面溶解态铵态氮的流失量,减少幅度为60.1%.该项研究结果可为当地PAM的合理有效施用和提高水分及养分利用率提供科学指导.