模拟酸雨对磷基材料稳定化土壤Cu、Cd、Pb和P活性的影响

为了研究酸雨淋溶前后不同磷基材料对土壤重金属稳定化的影响,通过室内土柱淋溶实验,考察不同pH值酸雨淋溶前后磷酸二氢钾(PDP)和羟基磷灰石(HAP)稳定化重金属污染土壤pH值、重金属和P有效活性的变化。结果表明:PDP和HAP增加了土壤pH值和速效P含量,降低了土壤有效态Cu、Cd和Pb含量,促进了重金属由活性态向非活性态和潜在活性态转化,但pH=3.5的酸雨使PDP和HAP处理土壤pH值降低0.45和0.47,且酸雨淋溶降低了PDP处理速效P含量,提高了土壤有效态Cu和Cd含量;酸雨淋溶使HAP处理土壤总Cu含量和CK处理总Cd含量分别降低14.5%～15.9%和20.4%～26.5%,但增加了HAP和PDP处理离子交换态Cu和Pb含量;PDP和HAP处理显著增加了土壤总P、树脂P、HCl结合态P和残渣态P含量,但酸雨淋溶降低了PDP处理总P和树脂P含量,显著增加了HAP和PDP处理土壤稳定态P含量(P0.05)。模拟酸雨作用下HAP较PDP处理对Pb和Cd具有更好的稳定化效果和更低的P释放风险,具有更好的应用潜力。     

酸雨对土壤营养元素迁移转化的影响

针对近年来北方一些城市大气污染严重并导致部分月份出现酸雨,及酸雨对主要营养元素产生影响的实际情况,通过模拟pH=5.6的酸雨的淋溶实验,对土壤营养元素迁移转化规律作了较深入的研究。结果表明,土壤中硝态氮质量分数随土壤深度的增加而呈下降的趋势;土壤中速效磷、速效钾对酸雨不敏感;拟合出在土壤表层(<5 cm)、10 cm、20 cm、30 cm的不同深度,硝态氮随时间变化的迁移规律方程。     

模拟酸雨对微米和纳米羟基磷灰石稳定化污染土壤的铜和镉淋溶效应

采用室内土柱淋溶试验,以1%的质量比向铜、镉复合污染土壤中添加微米羟基磷灰石(MHA)和纳米羟基磷灰石(NHA)稳定化培养72 h,并探讨模拟酸雨对稳定化修复土壤中Cu和Cd的释放影响,包括淋溶液的pH值、电导率(EC)、Cu和Cd浓度,以及Cu和Cd生物有效性的变化。结果表明,MHA处理淋溶液pH值最高,达7.78,其后依次为NHA和对照(CK)处理,且3种处理的pH值均高于模拟酸雨。MHA和NHA处理均增加了淋溶液EC值,MHA处理EC最高值是CK处理的10.41倍。与CK处理相比,MHA处理显著增加淋溶液Cu浓度,而NHA处理则降低Cu浓度;MHA和NHA处理均降低淋溶液Cd浓度。淋溶前MHA处理Cu和Cd的生物有效性降幅分别为75.0%和90.7%,NHA处理Cu和Cd生物有效性降幅分别为59.6%和52.2%,说明MHA处理稳定化效果比NHA处理更好。但是在模拟酸雨淋溶下,MHA处理Cu释放量更多,表明经MHA处理稳定的Cu和Cd在酸雨淋溶下易再次被活化。     

模拟酸雨下自然红壤与污染红壤中Cd,Cu,Zn的释放特征

通过对2个自然红壤和2个污染红壤的模拟酸雨土柱淋溶试验,研究了酸雨作用下红壤中重金属Cd,Cu,Zn的释放特征与影响因素,比较了自然红壤与污染红壤重金属释放特征的差异,结果表明,自然红壤中Cd,Cu,Zn的释放量均随酸雨淋溶量增加而线性增加,累积释放量有Zn＞Cu＞Cd的规律,并且随酸雨酸度增加而增加,3种重金属释放量之间存在显著的线性关系,在污染红壤中,Cd的释放随着酸雨淋溶量的增加呈现对数型增长,Cu的释放模式仍为直线型增长,而Zn的释放在弱酸性酸雨作用下为直线型增长,在强酸性酸雨作用下则为对数型增长,3种重金属释放鼍之间存在非线性关系,污染红壤中重金属释放量顺序为Cd＞Zn＞＞Cu,大约26%-76%的外源Cd和11%-68%的外源Zn被酸雨淋溶释放,但99%以上的外源Cu被土壤吸附,同时,3种重金属累积释放量均与淋出液中H+离子累积量呈现显著的对数关系;Cd和Zn与TOC累积释放量之间呈现显著的对数关系,Cu与TOC呈现显著的乘幂关系,在酸雨作用下,自然红壤由于重金属释放最很小,出现重金属污染的可能性较小;但污染红壤中大量Cd和zn的释放可能导致土壤,水体系统发生重金属污染.     

典型磺胺类抗生素在稻田土中的纵向迁移

兽用抗生素的广泛使用以及畜禽粪污还田资源化利用是农田土壤抗生素污染的重要来源,而抗生素在土壤中的迁移特性对生态环境具有潜在风险.为分析典型磺胺类抗生素在土壤中的迁移特征,采用室内土柱淋溶实验研究了磺胺甲基嘧啶(SM)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)和甲氧苄啶(TMP)在稻田土中的淋溶规律,模拟了不同淋溶时间、不同污染程度和不同降雨p H对3种磺胺类抗生素在稻田土中纵向迁移的影响.结果表明,在雨水冲刷下,3种磺胺类抗生素的淋溶迁移性为TMPSMSM2.随淋溶时间的增长和污染程度增加,磺胺类抗生素纵向迁移能力增强,进而增加其向地下水迁移的风险.3种磺胺类抗生素在酸雨作用下更容易在土壤中吸附.     

模拟酸雨对石灰岩的破坏和表面腐蚀

硫酸是酸雨中腐蚀石灰岩的最主要成分,以不同pH值(4.0,5.6)的稀硫酸溶液模拟酸雨对石灰岩进行淋溶处理,研究不同酸度酸雨对石灰岩腐蚀的影响,包括溶液中pH值变化,Ca2+离子浓度变化、石灰岩表面粗糙度变化、重量损失和表面结构变化.结果表明,不同酸度酸雨淋溶后石灰岩都受到一定程度的影响,随着模拟酸雨酸度的增大,Ca2+的释放量呈上升趋势;Ca2+溶出速率,与H+的消耗速率不呈现明显的相关关系;经过120 h酸雨淋溶后,石灰岩重量损失率在0.083%～0.25%.酸雨淋溶后石灰岩表面结构产生了腐蚀,表面粗糙度增加,孔隙变深变宽,并在一定程度上缓解了酸雨的进一步腐蚀.表明高酸度雨水对南京六朝石刻等石灰岩建筑有影响.     

凤眼莲生物炭对稻田土壤肥力的影响

我国南方稻田土壤在长期酸雨淋溶条件下养分淋失严重,不但制约了水稻等农作物的可持续生产,而且造成化肥资源的大量无效施用与水体富营养化的环境威胁.近年来研究表明,生物炭在减少亚马逊流域贫瘠土壤养分淋失方面具有突出效果,然而,关于生物炭对我国南方红壤性稻田土壤的养分保持作用研究报道较少.本实验以近几年在我国南方水域频繁暴发引发严重生态危害的入侵植物凤眼莲为生物质前体,于低温慢热解条件下制备生物炭,通过静态共育与模拟酸雨土柱淋溶,系统解析了凤眼莲生物炭(WBC)对稻田土壤养分的持留效果.结果表明:WBC的施用在有效提高土壤pH和CEC的基础上,能够显著增加土壤全N和速效K含量,但却使有效P含量随共育时间的延长而明显降低.在酸雨淋溶条件下,与对照相比,WBC处理中NH_4~+-N、NO_3-N和有效P淋失总量分别减少8.2%—49.8%,14.3%—76.2%和16.6%—43.3%,而K淋失总量提高16.5%—20.8%,但淋溶后WBC处理土壤中速效K含量仍显著高于对照,这表明淋溶液K浓度的升高主要来源于生物炭中丰富的水溶性K.根据以上研究结果,凤眼莲生物炭的施用在短期(1年)内有助于红壤性稻田土壤中主要矿质元素的保蓄持留,对减控稻田面源N、P流失具有重要作用,但其长期效应仍需定位试验的持续跟踪检测.     

模拟酸雨对南方红壤镉释放的影响

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨对2种红壤镉释放的影响。结果表明,酸雨加速了红壤中镉的释放。在pH4.5的酸雨作用下,镉的平均释放水平是对照的1.6～1.7倍,在pH3.5的酸雨作用下,镉的平均释放水平是对照的2.0～6.5倍。经过相当于9150～10650mm降水量的淋溶后,pH4.5的酸雨使红壤镉的累积释放量提高63.0%～80.0%,pH3.5的酸雨使其提高102.7%～630.6%。红壤镉的释放与铝、铁的释放具有极显著或显著相关性。酸雨对镉释放的影响可增加水体中镉的负荷,从而加重镉对人类的直接或潜在危害。     

南方土壤酸沉降敏感性研究Ⅷ.盐基离子淋溶的多因素分析

在模拟酸雨条件下土壤盐基离子淋溶特性研究的基础上,采用生成分分析及多元回归分析方法研究了土壤盐基淋溶的影响因子．结果表明,通过主成分分析方法可将选取的15个原始变量综合成为2个主成分,为进一步分析盐基释放量与土壤理化性质之间的关系提供了方便．影响盐基释放量的主要因子有土壤原始pH值、可交换性盐基含量、蒙脱石含量、活性氧化物、1.4nm矿物等,它们表现出效应,而高岭石和可交换性铝含量表现出负效应．利用主成分分析的结果进行多元回归分析,可得到土壤累积盐基释放量与2个主成分之间的回归方程．     

酸沉降下加速土壤酸化的影响因素

酸沉降对土壤和水域的酸化影响是土壤环境化学研究前沿的热点问题之一。酸沉降的化学组成对酸性土壤的进一步酸化起着催化剂的作用。在酸雨影响下,SO42-、NO-3、有机阴离子是加速土壤酸化和盐基淋溶损失的主要阴离子,外源H+的进入会加速铝离子水解。自然因素与人为因素导致土壤酸化的实际酸化速率差异表明:HCO3-、RCOO-在土壤剖面中的淋失状况可反映自然土壤的酸化速率,而SO42-和NO-3淋溶产生的质子负荷揭示土壤受人为因素影响的酸化速率。通过计算酸沉降的主要化学成分进入土壤前后的质子负荷平衡,与酸中和容量(ANC)相结合,反映酸沉降加速土壤酸化的进程。     

我国南方主要酸沉降区土壤中铝的释放与缓冲作用

本文研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下淋溶液ｐＨ值及Ａｌ离子释放特点,结果表明,石灰土和滨海盐土的阳离子淋溶量低于阳离子交换量,土壤主要处于阳离子交换缓冲范围和碳酸盐－硅酸盐缓冲范围,Ａｌ释放量一般低于０．４０ｍｍｏｌ·ｋｇ＾－１。     

模拟酸雨淋溶条件下紫壤淋出液中溶解性有机质的三维荧光特性

运用三维荧光技术分析了模拟酸雨淋溶紫壤淋出液中溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）的组分与酸度及淋溶量的关系.研究结果表明,模拟酸雨淋溶紫壤淋出液中DOM荧光峰主要为类胡敏酸和类富里酸,荧光峰的中心位于Ex/Em=305—370 nm/420—450 nm和Ex/Em=260—270...     

模拟酸雨对南方红壤镉释放的影响

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法，研究了酸雨对2种红壤镉释放的影响。结果表明，酸雨加速了红壤中镉的释放。在pH4．5的酸雨作用下，镉的平均释放水平是对照的1．6～1．7倍，在pH3．5的酸雨作用下，镉的平均释放水平是对照的2．0～6．5倍。经过相当于9150～10650mm降水量的淋溶后，pH4．5的酸雨使红壤镉的累积释放量提高63．0％～80．0％，pH3．5的酸雨使其提高102．7％～630．6％。红壤镉的释放与铝、铁的释放具有极显著或显著相关性。酸雨对镉释放的影响可增加水体中镉的负荷，从而加重镉对人类的直接或潜在危害。     

酸雨淋溶对铬渣中Cr6+释放的影响

采用人工柱对3个不同年代的铬渣进行为期5年不同pH值(4.0,5.0,6.0)下的模拟酸雨淋溶实验,结果表明:淋溶前铬渣具有很强的腐蚀性,pH值达到12以上,总铬和Cr6 分别占铬渣的4.68%-4.86%和1.19%-1.73%;Cr6 溶出浓度在淋溶初期大,随着淋溶时间的增加,溶出浓度急剧下降,淋溶接近第二年雨量时,溶出浓度减小且趋于稳定.5年模拟酸雨淋溶后,Cr6 累积溶出范围在2138-4490mg,浸出液浓度稳定范围50-127mg·l-1,仍然远高于排放标准.铬渣淋溶后,残渣态和结晶铁锰氧化物结合态铬含量保持不变,水溶态、酸溶态和稳定铁锰氧化物结合态铬有不同程度减小.     

毒死蜱在土壤中的残留和淋溶动态

对土壤中毒死蜱的残留和淋溶动态进行了研究.结果显示,毒死蜱在土壤中的残留降解属于一级动力学反应,在土壤中的降解半衰期为63.0 d.通过土柱模拟淋溶试验,对毒死蜱在土壤中淋溶的影响因子进行了研究.结果表明,降水量对毒死蜱的淋溶影响较大,主要表现为降水水量增大, 毒死蜱在土层中的最大淋溶深度也随之增加, 出现浓度最高峰的土层深度也越大, 两者呈正相关关系.与降水量相比,降水强度对毒死蜱的淋溶的影响相对较小.     

模拟酸雨对土柱中稀土元素迁移的影响

模拟研究酸雨对土柱中稀土元素迁移的影响.结果表明,在雨水、酸雨淋溶下,对照组红壤土柱中所含稀土元素有向下迁移的趋势,并且随淋溶液pH值的降低,稀土元素向下迁移的能力增加.外源稀土迁移量的大小顺序为;Ce>La>Nd>Pr,其顺序与各稀土元素在稀土微肥中含量大小的顺序相同.表明外源稀土的迁移性与外源稀土的总量密切相关.外源稀土在土柱中的含量随着红壤深度的增加而减少,稀土元素主要在土柱中第一、二层持留;随着淋溶液酸度的下降,稀土元素向下迁移的能力增加.     

大宝山排土场植物稳定修复对模拟酸雨重金属淋溶的响应

以广东省韶关市大宝山排土场多金属重度污染土壤为研究对象,通过模拟酸雨淋溶实验,探究淋溶对植物稳定修复(土壤改良+种植红麻/苎麻)后土壤重金属迁移的影响.结果表明,在土柱上层(0-10 cm)土壤中施加0.4%石灰+0.2%有机肥,能显著提高淋出液pH值,并大幅度降低0-10 cm土壤中的重金属有效态含量;种植红麻和苎麻处理后,淋出液pH值较空白组显著提高,淋溶液淋失量相较于空白处理分别减少了32.5%和12.4%,淋出液中铅、锌、铜、镉重金属含量分别降低了65.2%和71.3%、81.6%和78.5%、79.4%和71.7%以及86.7%和85.3%;且种植红麻、苎麻后,土柱下层(21-30 cm)的土壤铅、锌、铜、镉重金属有效态含量相较于空白处理分别降低了16.3%和22.9%、30.5%和17.9%、18.8%和32.5%以及38.1%和29.7%.因此,种植红麻、苎麻不仅能显著降低径流淋溶失量,而且降低了淋出液中重金属含量,减轻了淋出液对地下水造成的污染;在模拟酸性降雨条件下,种植红麻、苎麻并施用改良剂处理重金属污染土壤的模式在植物稳定修复方面具有较好的应用潜力.(图7表6参42)     

模拟酸雨对酸性土壤铝溶出及其形态转化的影响

研究了我国南方酸沉降区主要土壤类型在模拟酸雨影响下,土壤中铝离子释放及铝形态转化的特点。结果表明,酸雨淋洗造成土壤中铝离子释放,酸雨pH值越低,铝离子释放量越大;酸雨淋洗还造成土壤中铝形态发生变化,酸雨pH越低,土壤中羟基态铝和腐殖质铝含量愈低,交换态铝含量越高,土壤中铝对植物和生态系统的危害性也越大。     

噻虫嗪在土壤中的吸附和淋溶特性

采用振荡平衡法、土壤薄层层析法和土柱淋溶法研究了噻虫嗪在砂土、粉砂壤土和砂姜黑土等3种不同理化性质土壤中的吸附和淋溶特性,探讨了农药的吸附与淋溶特性与土壤理化性质的关系以及剂型对农药淋溶特性的影响.结果表明,噻虫嗪在3种土壤中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为砂土1.25、粉砂壤土2.95、砂姜黑土5.10,其大小顺序与Koc值一致.黏粒含量是影响噻虫嗪在土壤中吸附性的最主要因素,有机质含量为次要因素.土壤薄层层析实验和土柱淋溶实验均表明噻虫嗪在3种土壤中的淋溶速率顺序为砂土粉砂壤土砂姜黑土,且油悬浮剂、水悬浮剂淋溶量较高,水分散粒剂次之,颗粒剂最低.噻虫嗪存在对地下水污染的潜在风险,特别是在黏粒和有机质含量低的环境下使用时,其风险应该引起足够的重视.     

模拟酸雨对森林红壤中铝的溶出及不同土层酸度变化的影响

为进一步探明酸沉降对森林红壤及生态环境的影响，模拟长沙地区降水酸度及离子组成，采用浸泡试验对两种森林红壤活性铝的释出及土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明，模拟酸雨浸泡初期，土壤活性铝的释出量随浸泡次数的增加而增加，原始土壤pH值愈低，活性铝释出愈多；强酸度、高离子浓度（AR4）模拟酸雨对土壤中活性铝的溶出量远大于基础酸雨（AR3）及弱酸、低离子浓度酸雨（AR2）和对照酸雨（AR1）。模拟酸雨酸度愈大，对土壤pH值的影响愈明显，不同土层间，以A层土壤pH值下降最明显，B、C层土壤则下降较小。模拟酸雨模拟浸泡土壤25年后，土壤阳离子交换量均有不同程度下降，有机质含量高，原土壤阳离子交换量大的土壤下降幅度也大。