溶解性有机物对土壤中重金属环境行为的影响

为揭示在溶解性有机物（DOM）作用下土壤中重金属的吸附和迁移规律并确定迁移数学模型,通过不同条件下的等温吸附实验和土柱淋滤实验,研究了溶解性有机物对重金属Cu,Cd,Pb,Zn在褐土中吸附和迁移行为的影响。结果表明DOM对Cu和Cd在土壤中的吸附促进作用较明显,对Pb有微弱的促进作用,对Zn的吸附影响不明显;随着pH的改变,25℃下Cu在土壤中的吸附高于15℃和35℃条件下。DOM质量浓度越高,Cd、Zn溶出的促进效果越明显,Cu、Pb则恰好相反。DOM对土壤中Cd、Zn的垂直迁移起着促进作用,而对Cu、Pb迁移起着一定的抑制作用;DOM对土壤重金属的平均迁移量随时间的延长而减少。此迁移模型能够定量计算并预测重金属质量浓度的时空分布。     

土壤对三氯乙烯的吸附行为及其影响因素

基于静态吸附实验对土壤吸附三氯乙烯的影响因素进行研究,通过利用有机质含量为0.96％的土样及经375℃、600℃、次氯酸钠和联合氧化方法(600℃+次氯酸钠)处理后的土样为吸附剂,考察了各种土样吸附TCE的吸附动力学和吸附热力学,以及土壤中有机质含量、软碳、硬碳、矿物质、TCE初始浓度和钙离子强度对吸附作用的影响.结果...     

土壤有机质对镉在土壤中吸附-解吸行为的影响

研究了Cd2+在红壤、黄泥土、乌栅土及去除有机质后的三种土壤中的吸附-解吸行为.结果表明,有机质的去除显著降低了三种土壤体系Cd2+吸附-解吸平衡液的pH值,ΔpH范围为0.51到3.05.三种土壤中Cd2+的吸附量大小为:乌栅土黄泥土红壤,与土壤有机质含量的顺序一致;去除有机质后土壤对Cd2+的吸附量均明显下降,尤其是有机质含量高的黄泥土和乌栅土;三种土壤有机质对Cd2+吸附的贡献率平均值分别为红壤43.75%、黄泥土544.77%、乌栅土993.76%.Cd2+在所有土壤中的吸附均可用Freun-dlich方程来描述,相关系数均大于0.991,吸附亲和力的变化与吸附量大小的变化一致,n值在0.350到0.975之间变化.三种土壤中Cd2+解吸量依次减少,红壤中Cd2+解吸率均在50%以上,而黄泥土和乌栅土中解吸率最高为42%和19%;去除有机质后解吸率均在50%以上,且解吸量相差不大.     

丁噻隆在土壤中的吸附和淋溶特性

分别利用振荡平衡法和土柱淋溶法研究了丁噻隆在不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素。结果表明,丁噻隆在5种供试土壤中的吸附特性能较好地用线性模型拟合,吸附能力顺序为:东北黑土>太湖水稻土>江西红壤>南京黄棕壤>陕西潮土,吸附常数Kd为0.19~2.87 mL.g-1,吸附性能较差。丁噻隆在3种典型土壤中的淋溶试验表明其具有较强的淋溶性,淋溶速率为:江西红壤>太湖水稻土>东北黑土。影响丁噻隆吸附和淋溶的主要因素是土壤有机质含量。     

土壤酶和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应及其影响因子研究

土壤酶和微生物量碳是反映土壤健康的重要微生物性质指标。土壤重金属污染能够对土壤微生物性质产生影响,然而土壤酶和微生物量碳对土壤重金属污染的响应受到土壤本身理化性质的影响。通过北京市建成区233个样点的数据监测和实验室模拟,研究了土壤脲酶活性和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应以及受土壤理化性质的影响。研究结果表明:在野外主要重金属污染的浓度范围内(Cd 0.003~0.98μg·g-1,Cu 13.4~207.9μg·g-1,Zn 29.4~322μg·g-1,Pb 4.02~174μg·g-1),土壤脲酶活性、微生物量碳(MBC)和有机碳(SOC)的含量与土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的浓度正相关,而微生物量碳占有机碳的比率(MBC/SOC)与重金属浓度负相关;脲酶活性、MBC/SOC与重金属浓度建立的相关关系只能解释总变异的5%~10%。实验室模拟试验表明,土壤酶活性受土壤重金属含量和土壤性质联合效应的影响;土壤有机质含量和pH是影响酶活性的主要土壤理化性质。引入土壤有机碳含量和pH两个参数,重新建立脲酶活性、MBC/SOC与土壤中重金属浓度的关系,建立的相关关系的决定系数变大,能够解释总变异的14%~17%。     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

渭河水中有机物在几种土壤中的吸附特性

通过批量实验研究了渭河水中有机物在几种土壤中的吸附行为，测得吸附常数，给出吸附等温线。对吸附等温线进行分析，发现已经吸附的有机物分子会影响土壤的吸附性质。同时数据的拟合表明，有机物在不同土样中的吸附行为均可用Freundlich方程描述。吸附常数和固相一水分配系数表明4种土样中河沙的吸附能力最强，进一步的实验发现这是由于河沙中已经吸附的有机物最少，吸附位相对多，造成吸附能力强。     

SOMPROF: A vertically explicit soil organic matter model

Most current soil organic matter (SOM) models represent the soil as a bulk without specification of the vertical distribution of SOM in the soil profile. However, the vertical SOM profile may be of great importance for soil carbon cycling, both on short (hours to years) time scale, due to interactions with the soil temperature and moisture profile, as well as on long (years to centuries) time scale because of depth-specific stabilization mechanisms of organic matter. It is likely that a representation of the SOM profile and surface organic layers in SOM models can improve predictions of the response of land surface fluxes to climate and environmental variability. Although models capable of simulating the vertical SOM profile exist, these were generally not developed for large scale predictive simulations and do not adequately represent surface organic horizons. We present SOMPROF, a vertically explicit SOM model, designed for implementation into large scale ecosystem and land surface models. The model dynamically simulates the vertical SOM profile and organic layer stocks based on mechanistic representations of bioturbation, liquid phase transport of organic matter, and vertical distribution of root litter input. We tested the model based on data from an old growth deciduous forest (Hainich) in Germany, and performed a sensitivity analysis of the transport parameters, and the effects of the vertical SOM distribution on temporal variation of heterotrophic respiration. Model results compare well with measured organic carbon profiles and stocks. SOMPROF is able to simulate a wide range of SOM profiles, using parameter values that are realistic compared to those found in previous studies. Results of the sensitivity analysis show that the vertical SOM distribution strongly affects temporal variation of heterotrophic respiration due to interactions with the soil temperature and moisture profile.     

High Cu and Cd pollution in sediments from Sisimiut, Greenland. Adsorption to organic matter and fine particles

High concentrations of Cu of up to 200 mg/kg, and Cd of up to 4.0 mg/kg, were found in sediments from the aquatic environment around Sisimiut, Greenland. These concentrations are four times higher than the limiting concentration where toxicological effects are expected. The pollution could be linked to human activities in Sisimiut, a link that have not been investigated previously in Greenland. Except from the most polluted samples there was good correlation between heavy metal concentration and organic matter. Also some relationship between fine fraction and heavy metal concentration was observed.     

活性污泥和泥炭土有机质分子组成差异及其对有机污染物的吸附影响

土壤有机质(SOM)是控制土壤环境中有机污染物迁移转化的关键组分,不同来源土壤有机质的组成、矿物保护机制及其对有机污染物的吸附差异还不够明确。本研究采用分子生物标志物技术结合元素组成及比表面积分析表征酸处理前后的活性污泥和滇池底泥的有机质变化,进一步考察其对菲(PHE)和双酚A(BPA)的吸附特征。结果表明,活性污泥中可提取游离态脂组分和木质素酚类组分要低于泥炭土,但降解程度要远高于泥炭土。活性矿物去除后,泥炭土中游离态脂含量明显增加,而活性污泥的游离态脂含量稍有减少,这可能是因为活性污泥游离态脂主要以短链脂肪碳为主,在酸处理过程中容易导致流失。而糖类的显著增加证明了易分解有机碳组分在土壤中被稳定保存。活性污泥和泥炭土中的木质素酚类的含量随着酸处理显著减少,这表明与活性矿物结合的木质素酚类具有更高的氧化程度,导致其溶解性增强。此外,游离态脂降解程度在去除活性矿物后呈降低趋势,而木质素酚类的降解程度却呈增大趋势,这说明活性矿物选择性保护降解程度低的游离态脂和降解程度高的木质素酚类。对于菲的吸附,两种土壤在去除活性矿物后因为极性组分的流失,吸附能力均有所提升,但对于双酚A的吸附,活性污泥由于在酸处理后木质素酚类和游离态脂的减少暴露出更多的吸附位点,而呈现出了吸附能力升高的趋势,泥炭土则因其被丰富的有机质包裹,在去除活性矿物后没太大变化。本研究为揭示不同源SOM与有机污染物之间的相互作用具有重要意义。     

氧化铁上有机无机复合体的形成及其对菲的吸附特征

探讨了溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）与氧化铁复合形成的有机-无机复合体及其对菲（Phenanthrene,PHE）的吸附特征.结果表明,复合体制备过程中复合次数越大,有机碳含量越低,所复合的有机质极性越强;DOM芳香性组分优先吸附在氧化铁矿物表面.随着芳香性组分的优先吸附,之后发生的复合体中有机质的组分更加单一,可能更容易在无机矿物表面形成较有序的憎水性区域.复合在氧化铁表面的有机质对PHE的吸附占主导作用,而无机矿物组分氧化铁对PHE的吸附贡献很小.用有机碳对吸附系数进行标准化以后,吸附系数仍然有一定的差别,主要表现在：1）有机无机复合体上Koc值普遍高于胡敏酸;2）随着程序复合的进行,Koc值有增大的现象.     

黑土有机质分解、积累及其变化规律

有机质是黑土肥力的基础,通过区域分析和长期定位试验探索有机质变化规律,结果表明,黑土有机质含量总体呈下降趋势,不同施肥处理对黑土有机质含量变化呈现不同变化趋势。     

气候变化与土壤有机质的关系(英文)

在最近的地质历史中,气候变化的速率是史无前例的,它对地球生物圈产生了巨大的影响。土壤有机质中的碳是地球碳库的重要组成部分,它参与全球碳循环。土壤有机质分解而产生的CO2和CH4是重要的温室气体。土壤有机质对气候模型的反应较敏感;其总量取决于生物量生产与分解的平衡状态,以及土壤储存有机质的能力。就全球规模来说,土壤有机质沿着降水增加和温度下降的梯度而增加。温度是支配凋落物分解速率的重要环境因素,它甚至能改变凋落物分解的动力学。     

有机物质与土壤结构

土壤结构是土壤物理学中最本质的部分．而有机物质对土壤结构的形成和稳定起着重要作用．本文就有机物质对有机无机复合作的形成及其对土壤结构的影响进行讨论．     

设施土壤pH值与有机质演变特征研究

设施土壤的pH、有机质与土壤环境质量及设施栽培作物生产水平密切相关。文章对云南不同区域、不同大棚种植年限、不同轮作制度的设施土壤pH与有机质的演变特征进行研究,结果表明:大棚种植年限长的地区,土壤pH、有机质变化明显;随着大棚种植年限的增长,土壤pH呈下降趋势,有机质含量则呈上升趋势;随着土壤层次的加深,大棚土壤pH逐渐升高,而有机质则逐渐降低;不同轮作方式,花-菜轮作比菜-菜轮作有利于增加有机肥对设施土壤pH的缓冲性。     

不同粒径土壤活性有机碳测定方法的探讨

选择不同肥力的沙质栗钙土、潮褐土和草甸栗钙土三种土壤.采用干筛法对其进行处理,获得四种不同粒级的土壤,分别为:<0.15 mm、0.15～0.25 mm、0.25～0.50 mm和0.5～1.0 mm,用目前最常用的两种化学方法分别对不同粒级土壤活性有机碳进行了测定.结果表明:不同粒级土壤活性有机碳含量差异显著(P<0.05),并且土壤活性有机碳含量随粒级增大而降低,其大小顺次为:小于0.15 mm土壤>0.15～o.25mm土壤>0.25～o.5 mm土壤>0.5～1.0mm土壤;与KMnO4氧化法相比,0.2 mol·L-1(1/6K2Cr2O7-1:3H2SO4)氧化,130～140℃油浴煮沸5 min测定土壤活性有机碳的方法结果稳定,重现性好,变异系数小,且时间短,适宜大批土壤样品活性有机碳的测定.     

分子结构对天然有机质模型化合物在碳纳米管上吸附的影响

天然有机物（NOM）是一类广泛分布的具有不同分子量和结构的物质,能够分散和稳定碳纳米管（CNTs）.然而,NOM结构对CNTs吸附机理的影响尚不清楚.了解碳纳米管（CNTs）对有机化合物吸附的机理,对于CNTs及其对其他污染物的环境行为和风险的预测和评估至关重要.本文研究了3种天然有机物（Natural organic matter,NOM）替代物没食子酸（Gallic Acid,GA）、丹宁酸（Tannic Acid,TA）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）在CNTs上的吸附性能.TA分子在CNTs上的摩尔质量浓度吸附较低,与它较大的三维立体分子结构形成的空间位阻有关.具有平面结构的GA和柔性脂肪链结构的SDBS分子容易与CNT结合,表现出在CNTs有更高的吸附.研究结果表明,模型化合物的分子结构对其在CNTs上的吸附有很大的影响.本研究通过研究分子结构对天然有机质模型化合物在碳纳米管上吸附的影响,指出NOM的分子结构是影响其环境吸附行为重要的因素.     

铁铝土对溶解性有机质的吸附特性

采用批实验方法,结合XAD树脂分组技术研究铁铝土对3种不同亲/疏性DOM(堆肥DOM、秸秆DOM、土壤DOM)的吸附特征并分析其影响因素.结果表明:(1)铁铝土对DOM具有强吸附力,吸附量随DOM初始浓度的增加而增加,吸附动力学包括快吸附和慢吸附两个阶段,符合一级扩散方程;(2)等温吸附特征符合Freundlich方程,为物理作用主导的多层吸附过程;(3)对于同种DOM,铁铝土对DOM的吸附量表现为暗红湿润铁铝土> 简育铁铝土> 潜育水稻土,对50 mg·L-1的堆肥DOM在暗红湿润铁铝土的吸附量达594.9 mg·kg-1,与CEC、游离氧化铁、游离氧化铝、粘粒呈极显著正相关,与砂粒呈负相关;(4)对于同种铁铝土,高疏水性DOM在铁铝土吸附量更大,表现为堆肥DOM(H-DOM)> 土壤DOM(M-DOM)> 秸秆DOM(L-DOM);(5)铁铝土对DOM各组分的吸附力表现为疏水中性组分(HON)> 酸不溶组分(AIM)> 疏水碱性组分(HOB)> 疏水酸性组分(HOA)> 亲水性组分(HIM),结合各组分的红外光谱特征,推测脂肪链状结构、高芳香性是影响吸附量的关键.(6)DOM各组分对DOM吸附量的贡献是各组分吸附能力与含量的综合作用结果.对于亲疏水性组分,HO对DOM吸附量的贡献大于HIM,达69.43%—85.08%;对于各极性-电荷特性组分,表现为H-DOM:HOA(40.24%)> HON(39.1%)> HIM(14.92%)> AIM(3.82%)> HOB(1.88%);L-DOM:HOA(33.50%)> HIM(30.57%)> HON(24.81%)> AIM(7.45%)> HOB(3.68%).(7)内源DOM对铁铝土吸附外源DOM起抑制作用,且对高疏水性的DOM抑制作用更强.     

不同浓度条件下萘与菲在土壤中的竞争吸附行为

实验研究了8个不同浓度萘和菲在土壤中竞争吸附的行为.研究结果表明萘和菲在相互竞争下,表现出与单一纯溶质吸附时不同的吸附行为.随着双溶质竞争体系中的菲或萘浓度的增加,萘和菲的吸附等温线的线性程度都不断升高,吸附量不断下降.体积大、疏水性更强的菲比体积小、疏水性较小的萘具有更强的竞争吸附能力.     

低分子有机酸对土壤氟吸附的影响

用等温平衡吸附法研究了柠檬酸、草酸对砂姜黑土和潮土氟吸附的影响 ,提出了有机酸影响氟吸附的可能机理。实验结果表明 ,有机酸对土壤氟吸附有较大的影响 :(1)当有机酸处于低浓度时 ,土壤氟吸附量随浓度升高而增加 ;高浓度时 ,土壤氟吸附量随有机酸浓度升高而降低 ;(2 )在有机酸存在条件下 ,土壤氟的吸附量与平衡氟浓度间呈极显著的直线正相关或负相关