碳氮施加对农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响

研究外源碳氮施加对土壤氮素转化和温室气体排放的影响可为土壤养分管理、温室气体减排提供科学依据。以东北农田黑土为对象,采用室内培养试验,在25℃和60%WHC水分条件下研究外源碳(葡萄糖和乙酸)、氮(硫酸铵)施加对土壤净氮转化速率和温室气体排放的影响。结果表明,对照处理土壤净氮矿化速率为0.03 mg·kg^-1·d^-1,单施氮肥抑制了土壤有机氮的矿化,净氮矿化速率降为-0.56 mg·kg^-1·d^-1,表现为对氮素的固定,而净硝化速率和N₂O排放速率分别显著增加至对照处理的33.3倍和4.69倍,但对CO₂排放速率没有显著影响。与单施氮肥处理相比,氮肥配施葡萄糖或乙酸处理显著降低了土壤中铵态氮和硝态氮含量,氮肥配施葡萄糖对铵态氮的影响程度大于氮肥配施乙酸处理。碳氮配施使得净氮矿化速率进一步降低,氮肥配施葡萄糖处理的净氮矿化速率为-5.97 mg·kg^-1·d^-1,显著低于氮肥配施乙酸处理(-5.00 mg·kg     

广东省典型水环境壬基酚生态风险评估研究

广东省积极推进地方优先控制化学品环境管理实践,在省内开展了壬基酚环境风险评估研究工作。本研究以生态环境部发布的系列文件为指导,收集不同介质中壬基酚环境暴露数据并进行质量评估,结合壬基酚危害效应最新研究进展确定预测无效应浓度(PNEC),最终采取商值法表征环境风险。研究结果表明,根据收集到的现有数据,在淡水、淡水沉积物、土壤和污水处理厂中,壬基酚的PNEC分别为0.33μg·L^-1、4.62 mg·kg^-1(以干质量计)、0.344 mg·kg^-1和9.5 mg·L^-1,经质量评估的环境浓度范围分别为ND～33 231 ng·L^-1、ND～28 830μg·kg^-1(以干质量计)、ND～6.38μg·kg^-1(以干质量计)和93～872 ng·L^-1;淡水、淡水沉积物和土壤中壬基酚浓度中位值分别为353 ng·L^-1、525.24μg·kg^-1(以干质量计)和1.86μg...     

Ni foam/Cu电极电催化还原硝酸盐氮

采用恒流电沉积法制备了泡沫镍/铜（Ni foam/Cu）电极.以Ni foam/Cu电极为阴极、Ti/RuO₂-Ir₂O₃电极为阳极构建电解体系,对水中硝酸盐氮进行电催化还原处理.并研究了电解质对总氮和氨氮去除率的影响和电极的稳定性.在一定范围内,增大电解质NaCl的浓度可以提高总氮和氨氮去除率.当NaCl浓度为0.5 g·L^-1时,在电解电流密度为8 mA·cm^-2的条件下对100 mg·L^-1 NO₃^--N溶液进行6次重复电解实验,2.5 h后硝酸盐氮去除率均可以达到94.5%以上.当NaCl浓度为1.25 g·L^-1时,在电解电流密度为8 mA·cm^-2的条件下对100 mg·L^-1 NO₃^--N溶液电解2.5 h,出水中氨氮浓度只有2.90 mg·L^-1,总氮去除率达到79....     

不同品种烟草对轻度污染耕地土壤中镉的累积特征与减量修复潜力

烟草(Nicotiana tabacum L.)具有生物量大、适应性强、栽培面积广、栽种技术成熟等特点,对镉污染土壤可能具有较大的植物修复潜力。为了比较轻度镉(Cd)污染土壤上不同品种烟草对镉的积累能力和减量修复潜力,以烟草品种云烟87和K326为研究对象,采用盆栽试验比较了两种烟草在台州(铁聚水耕人为土,Cd 0.83 mg·kg^-1)和徐州(砂姜钙积潮湿变性土,Cd 0.76 mg·kg^-1)两种不同类型镉轻度污染土壤上的生长状况和镉累积特征,以及烟草收获后土壤中有效态Cd(CaCl2和NH4OAc提取态)和总Cd的质量分数变化,评估了2种烟草对轻度Cd染土壤的减量修复潜力。结果表明,种植50 d后,同一品种在台州土壤中的株高、根和茎干质量显著高于徐州土壤,但同一土壤上生长的两种烟草之间在株高、地上部鲜质量和干质量等指标方面均无显著性差异。在2种土壤上,烟草K326的叶片中Cd质量分数(15.1-25.3 mg·kg^-1)均显著高于云烟87(11.7-20.7 mg·kg^-1),但2种烟草的根和...     

KI淋洗对黄绵土汞污染的去除效果及土壤理化性状的影响

土壤中重金属污染严重威胁人类健康和生态环境安全,而化学淋洗是重要的重金属污染修复措施之一且取得了较大进展,但目前针对汞污染土壤修复的淋洗研究不足,严重制约其机理解析和应用。采用室内土柱试验和HYDRUS-1D数值模拟,探究不同化学淋洗剂EDTA、柠檬酸(CA)、Na₂S₂O₃和KI对黄绵土中重金属汞的去除效果,并筛选出最优的淋洗剂种类和配比。同时研究了土壤理化性状对重金属迁移过程和淋洗的响应,并建立溶质运移模型明确土壤中汞的迁移过程。结果表明：(1)KI对黄棉土中汞的去除效果较好,优化配比后土壤汞去除率达46.4%。KI溶液对土壤汞解吸过程符合准一级动力学模型(r²=0.96),最大解吸量为4.09 mg·kg^-1;(2)KI溶液淋洗后土柱中残留的汞含量随土柱深度增加而增加,平均质量分数为1.34 mg·kg^-1,去除率为82.9%;KI对土柱中重金属汞的去除效果较振荡试验好,且淋洗过程有利于土壤中半移动性汞向移动性汞的转化;(3)HYDRUS-1D对土柱...     

两种四环素类抗生素单一及复合污染对农田土壤理化性质和土壤酶活性的影响

多数农业用地土壤中抗生素含量在μg·kg^-1水平,而μg·kg^-1水平抗生素对土壤质量影响的研究较少,因此开展0(CK)、10、100和500μg·kg^-1土霉素(OTC)和四环素(TC)的单一及复合污染对土壤理化性质和酶活性的影响研究。结果表明：(1)与CK相比,两种抗生素单一处理土壤pH均显著增加,速效磷(OP)含量均显著降低,且TC处理对pH的增长率和对OP的抑制率均显著高于OTC处理,仅500μg·kg^-1 TC处理可溶性盐显著降低;单一OTC处理OP含量显著降低,有机质(OM)含量增加,多酚氧化酶(PPO)、脲酶(URE)和蔗糖酶(SUC)活性均显著降低;单一TC处理OP、OM和有效氮(AN)含量均显著降低,PPO和SUC活性均显著下降。(2)在单一OTC处理中加入低含量TC能在一定程度上缓解OTC对土壤的毒害,以10μg·kg^-1 TC+10μg·kg^-1 OTC处理综合缓解效果为最佳;而加入较高含量TC则增大OTC对土壤的毒性,且毒性随着OT...     

磁铁矿对稻田土壤碳矿化的影响

厌氧条件下土壤铁还原与碳循环紧密相关,然而针对稻田土壤中异化铁还原与碳矿化关系的认识尚有不足。采用黄河中下游地区河南孟津稻田土壤为研究对象,分别将50.0、100、200、400 mg磁铁矿(Fe₃O₄)粉末添加至3.00 g稻田土壤,设置恒温厌氧泥浆培养实验,期间动态监测土壤0.5 mol·L^-1 HCl可提取态Fe(Ⅱ)、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性无机碳(WSIC)、铁氧化物形态、CO₂和CH₄排放的变化。结果表明,外源添加Fe₃O₄可显著提高土壤铁还原潜势,增幅为0.883-4.53 mg·kg^-1,但对最大铁还原速率和铁还原速率常数无显著影响;添加Fe₃O₄显著提高了WSIC含量,增加值达88.4 mg·kg^-1,降低了WSOC含量,降低值为62.7 mg·kg^-1,减弱微生物对土壤有机碳分解作用及CO_...     

垃圾污染质在粉质粘土包气带中运移情况的调查

在我国填埋仍是垃圾处理的主要方式.垃圾产生的渗滤液量大、组分复杂,重金属及有机物含量极高,对土壤及地下水环境污染严重[1].渗滤液污染地下环境的过程主要包括污染物质在包气带中的垂向运移和透过包气带后在含水层中的侧向运移.因此,包气带是阻止渗滤液污染含水层的天然屏障,可以通过对污染物质的阻截和自然衰减,起到削弱污染、保护含水层的作用.因此研究垃圾渗滤液污染物,特别是在不同岩性包气带介质中的迁移转化十分必要.     

晋西黄土区不同密度刺槐林土壤有机碳组分及碳库特征

明晰不同林分密度下土壤有机碳组分含量及碳库特征,以期为确定刺槐林适宜人工造林密度和评价水土保持效益提供科技支撑。设置不同密度(700、1 500、1 800、2 400、3 000、3 500 plant·hm^-2)刺槐样地,以荒草地为对照,分析0-40 cm土层土壤有机碳组分及变化规律,计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),解析不同密度刺槐林地土壤碳库变化,并探讨土壤理化性质对土壤有机碳及其组分变化的影响。结果表明：不同密度刺槐林地土壤有机碳及其组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为：6.80 g·kg^-1(1 800 plant·hm^-2)>5.01 g·kg^-1(1 500 plant·hm^-2)>4.73 g·kg^-1 (2 400 plant·hm^-2)>4.17 g·kg^-1 (3 000 plant·hm     

水旱长期耕作下土壤团聚体及有机碳动态变化

分析比较新疆水旱长期耕作不同年限下土壤团聚体组成及其各粒级团聚体有机碳的动态变化,探讨水田和旱地土壤团聚体有机碳的赋存能力。采用湿筛法对新疆水田和旱地的土壤团聚体及其有机碳的变化进行研究。研究发现,(1)水田和旱地土壤有机碳随着种植时间的延长呈现增加趋势,旱地显著低于水田土壤有机碳的增加。(2)水田种植100 a内,53—250μm微团聚体和>250μm水稳性团聚体增加了199.80 g·kg^-1和321.60 g·kg^-1,<53μm团聚体则逐步减少;旱地种植下,53—250μm微团聚体在0—5 a间快速增加了231.21 g·kg^-1,5 a后基本维持在一个相对稳定的水平;<53μm团聚体0—10 a间快速下降后,维持在230.67—252.33 g·kg^-1之间的稳定水平。(3)团聚体有机碳水田显著大于旱地,100 a间水田>250μm水稳性团聚体有机碳质量分数,与荒地相比增加了22.95 g·kg^-1;而旱地则在种植0—10 a间表现出增加的趋势...     

低碳氮比废水好氧颗粒污泥系统稳定性及微生物种群多样性研究

低碳氮比(C/N)废水处理是含氮废水处理中的难题之一.本实验在C/N为4:1和2:1(COD和NH₄⁺-N浓度分别为400 mg·L^-1和100 mg·L^-1,400 mg·L^-1和200 mg·L^-1)条件下,考察好氧颗粒污泥系统对低碳氮比废水的处理效果、长期运行稳定性,研究C/N对好氧颗粒微生物结构变化的影响.研究结果表明,在C/N为4:1的废水中接种活性污泥培养好氧颗粒污泥,形成的颗粒沉降性能良好,MLSS为4.94 g·L^-1,SVI30为40 mL·g^-1,COD去除率90%以上,氨氮去除率接近100%.降低碳氮比,即C/N为2:1后,好氧颗粒的物理及硝化性能无明显变化,MLSS为11.38 g·L^-1,SVI₃₀/SVI₅维持在1左右,COD去除率大于85%,氨氮去除率98%.碳氮比降低使颗粒微生物多样性减少,其中陶厄氏菌受影响较小,而硝化功能菌出现更替:噬氢菌、食酸菌、里德拜特氏菌消失,鞘氨醇单胞菌、束缚杆菌等成为优势菌种.实验表明,该低碳氮比条件下好氧颗粒污泥系统能够稳定运行,且具有优良的处理性能.     

垃圾渗滤液中污染物在包气带运移模拟实验及预测

为揭示垃圾渗滤液中污染物在包气带中的迁移转化规律,通过静态吸附、静态降解、动态土柱和数学模型预测等方法进行模拟实验。结果表明,包气带对污染物的吸附过程是线性的,即S=KdC,吸附系数Kd=0.0976;降解曲线符合一级动力学方程,即C=C0e-λt,降解系数λ=0.0324d-1;弥散过程符合对流-弥散迁移转化模型,弥散系数D=0.00435m2·d-1,由此确定了污染物迁移数学模型。通过动态土柱实验验证了模型的可靠性,并利用模型对垃圾渗滤液中有机污染物(COD)的时空分布进行预测。     

婴幼儿配方奶粉中22种抗生素污染特征及暴露风险

作为一类新污染物，抗生素的环境污染及其潜在的健康风险受到国内外的广泛关注.作为主要的抗菌药物和生长促进剂，抗生素在养殖业和畜牧业中的广泛使用可能会使其在奶粉等农副产品中有一定水平的残留，对人体尤其婴幼儿等易感人群造成潜在的危害.本研究以婴幼儿奶粉为研究对象，采集41个国内外常见市售婴幼儿品牌奶粉，利用液相色谱串联质谱仪(LC-MS/MS)测定奶粉中22种抗生素的含量，并评价婴幼儿奶粉中抗生素对婴幼儿等易感人群的健康风险.研究表明，抗生素在婴幼儿配方奶粉普遍存在，但残留水平较低(μg·kg^-1).其中喹诺酮类抗生素含量略高(∑QNs平均值2.92μg·kg^-1，浓度范围0.49—20.1μg·kg^-1)，而磺胺(∑SAs平均浓度0.39μg·kg^-1,0.03—2.93μg·kg^-1)和大环内酯类(∑MCs平均浓度0.16μg·kg^-1，低于检出限(LOD)—1.14μg·kg^-1)抗生素浓度普遍较低.统计分析表明不同阶段和不同奶源婴幼...     

营养调控影响滇杨幼苗镉积累的效应模型分析

营养调控是强化植物修复效率的重要手段。滇杨(Populus yunnanensis)作为修复土壤镉(Cd)污染的重要候选树种,Cd耐受能力较强,但Cd积累量不高。以滇杨为研究对象,采用“3414”试验设计,开展氮(N)、磷(P)、钾(K)三因素四水平(0、100、200、400 mg·kg^-1)共15个处理的营养调控盆栽试验。通过肥料效应模型推算最佳施肥量、最大Cd积累量以及提升滇杨Cd积累量的最佳施肥方案。结果表明,施加N、P、K均能提升Cd胁迫下滇杨的生物量,提升比例为70.5%-132%,生物量随N、P和K浓度增加而呈现先增加后降低趋势,均在200 mg·kg^-1时达到最大值,施N对生物量的促进最显著。滇杨Cd积累量受N影响最大,其次为P,再次是K。无N处理(N0P0K0、N0P2K2)的Cd积累量最低,高N、高P处理(N2P4K2、N4P2K2)的Cd积累量最高。一元模型拟合结果显示,N以374.704 mg·kg^-1施加时可获得最大Cd积累量(2.168 mg·pot^-1),拟合方程为y=...     

低压气相色谱柱10 min内测定黄瓜中120种农药残留

采用低压气相色谱柱(LPGC)结合三重四极杆串联质谱技术(GC-MS/MS)测定黄瓜中120种农药残留的分析方法.该方法中120种农药在0.010—0.400 mg·L^-1范围内具有良好的线性相关性,相关系数(R²)均大于0.995.在0.02、 0.04、 0.10mg·kg^-1不同质量浓度水平下做加标实验,回收率为73.6%—115%,相对标准偏差为(SRSD,n=3)0.0560%—12.6%,定量限为0.01 mg·kg^-1.该方法操作简便、高效快速,适用于黄瓜中农药多残留的快速筛查.     

镉对不同硝酸盐累积型小白菜及根际土壤氮素转化的影响

镉污染是农业生态和农产品安全的重大威胁。采用盆栽方法,对比分析硝酸盐高、低累积型品种的小白菜Brassica chinens(前者为品种H,抗病矮脚黄;后者为品种L,金夏时青梗菜)对镉污染的响应,探究不同镉水平对小白菜-土壤系统氮素吸收和转化效应,以期为城郊蔬菜的安全生产提供依据。结果表明,在土壤镉质量分数为0~0.5 mg·kg-1时,小白菜生长不受影响,品种间氮素累积量为品种H品种L。随着镉质量分数的增加,2个品种小白菜生物量均显著降低,品种H单株鲜质量最大降幅达20%,表现更为敏感。镉质量分数高于0.5 mg·kg-1时,显著降低了品种H的氮素吸收和利用,而对低累积品种影响不显著。2个品种小白菜体内硝酸盐含量均在较低的镉质量分数(0.5~1.0 mg·kg-1)处理下有所降低,而当镉质量分数达5.0 mg·kg-1时有所增加,同样是品种H表现更为敏感。随着镉污染水平的增加,小白菜体内镉积累量显著增加,其中品种H在镉质量分数达5.0 mg·kg-1时,累积速率明显降低。通过一元二次模型拟合镉和土壤无机氮质量分数可以得出,镉质量分数为7.1 mg·kg-1时,2个品种小白菜土壤无机氮质量分数均达到最高,分别为34.83和23.73 mg·kg-1。不同品种小白菜在镉污染水平较低时,均具有一定的抗性,而随着镉含量的增加,不同品种对镉毒害响应不同。因此,城郊土壤不同镉污染区域小白菜的种植可依据其品种特性进行选择,从而为蔬菜的生长和土壤的改良提供保障。     

滇池湖滨带沉积物氮形态的空间分布

2008年4月在滇池全湖湖滨带布设23个采样点并采样,通过测量该23个表层沉积物样和16个柱状沉积物样(0～15 cm)的总氮、氨氮、硝氮和有机氮质量分数,揭示滇池湖滨带沉积物氮的李间分布.研究表明:滇池湖滨带各点位表层沉积物总氮平均质量分数为1 667mg·kg-1,低于湖区沉积物,湖滨带对湖水中氮的吸收与净化是重要原因之一.草海的污染水平高于外海,滇池外海湖滨带沉积物污染状况由北向南衰减,但南部海口出湖区湖滨带属于滇池出水口区域,其沉积物氮质量分数高于中度富营养的外海,而低于重度富营养的草海.草海和外海湖滨带沉积物总氮质量分数在2008-1992、1992-1975、1975-1960年3个时间段平均值分别为2 889.07、3 343.68、4010.20和896.57、655.37、845.01 mg·kg-1.,草海湖滨带沉积物中有机氮是总氮的主要组成部分,总氮与氨氮、硝氮、有机氮之间的相关性良好,各种形态的氮与总氮在分布情况上密切相关.而外海湖滨带沉积物中总氮仅与有机氮的相关性很好,两者的分布趋于一致,但各种形态的氮间相关性较弱、分布差异较大.     

鄂尔多斯国家级自然保护区水鸟体内重金属的组织分布及潜在来源

水鸟通常栖息在湿地,属于食物链中的高级消费者,重金属很容易在水鸟体内积累。为了解鄂尔多斯国家级自然保护区水鸟体内的重金属累积、分布特征及其潜在来源,评估潜在毒性,对鄂尔多斯保护区水鸟体内不同组织(肌肉、肝脏和肾脏)中的重金属锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)、镉(Cd)和锰(Mn)含量进行分析。采用多元分析方法解析重金属潜在来源,使用毒性阈值评估重金属的潜在毒性。结果表明：(1)各重金属平均含量为Zn(79.73 mg·kg^-1)(以干质量计,下同)>Cu(35.80 mg·kg^-1)>Mn(5.64 mg·kg^-1)>Cd(2.5 mg·kg^-1)>Pb(0.75 mg·kg^-1),其主要累积器官是肝脏和肾脏;水鸟中Zn、Cu和Mn含量存在显著的种间差异(P<0.05);不同重金属在水鸟组织中的分布特征存在较大差异;(2)究其来源,水鸟体内的Zn、Cu和Mn可能与工业生产和农业活动的输入有关;Cd和Pb可能与农业活动(包括耕植施肥、畜牧养殖)的输...     

九龙江流域丰枯水期表层水体氮污染特征及其来源解析

为探明九龙江流域表层水体氮污染分布特征及其污染来源,于2020年7月(丰水期)和2021年1月(枯水期)开展九龙江全流域表层水体多点多断面原位观测,利用正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization, PMF)对不同水期全流域表层水体氮污染来源及贡献率进行解析,耦合相关性统计分析方法研究不同水期流域表层水体氮污染的关键驱动因子。结果表明,九龙江流域表层水体氮污染存在明显的水期分异特征,ρ(TN)为0.72～13.14 mg·L^-1,丰水期ρ(TN)为1.39～10.95 mg·L^-1,枯水期为0.72～13.14 mg·L^-1。硝态氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)、亚硝态氮(NO₂^--N)和溶解性有机氮(DON)浓度均表现为丰水期大于枯水期,但颗粒态氮(PN)浓度则表现为枯水期大于丰水期。丰水期氮污染以NO₃^-     

浙江某垃圾焚烧厂周边土壤中稀土元素分布特征及潜在生态风险评价

采用电感耦合等离子体质谱仪测定了浙江某垃圾焚烧厂周边表层土壤样品中镧、铈、镨、钕、钇等15种稀土元素的浓度.利用统计学方法分析稀土元素分布特征,并评价土壤稀土元素的潜在生态风险水平.结果表明,该垃圾焚烧厂周边表层土壤中稀土元素平均浓度范围为0.49—84.51 mg·kg^-1,总稀土元素浓度范围为231.21—259.47 mg·kg^-1,均高于土壤背景值,而焚烧厂尾气中的稀土元素浓度达到385.73 mg·kg^-1.稀土元素的浓度增量分析结果表明,稀土元素的浓度增量趋势与风频分布趋势相似,浓度增量越大的区域其风频越大,两者的相关性系数达到0.928.潜在生态风险指数显示,该垃圾焚烧厂周边土壤中稀土元素的潜在生态风险评价指数值范围为16.67—17.21,风频较小的上风向区域和平行风向1区域处于低生态风险水平,风频较大的下风向区域和平行风向2区域处于中等生态风险水平.垃圾焚烧厂周边土壤中稀土元素累积很可能受到了焚烧厂尾气排放的影响,随着焚烧尾气的持续排放,后期生态风险可能还会增加.