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.     

无机离子对芘与天然溶解性有机质结合系数的影响

从天津市北塘河口沉积物提取了天然溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM),利用荧光淬灭法测定了芘与所得DOM的结合系数KDOM,并研究了不同离子强度及离子类型对KDOM的影响.结果表明,DOM对芘的KDOM为1.27×105L·kg-1,远高于固态有机质的吸附能力,说明DOM对多环芳烃等憎水性有机污染物在水环境中的归趋具有不可忽视的影响.随着阳离子浓度的增加,芘的KDOM呈现先降低,再升高,然后稳定在某一值的复杂变化趋势.不同阳离子对芘的KDOM具有不同的影响,而所研究阴离子对KDOM影响不大。     

土壤有机质和侵蚀对土壤松紧度的影响

本文对土壤的松紧度进行了定量调查和分析,应用回归分析方法研究了土壤有机质含量与土壤松紧度的关系,讨论了土壤侵蚀和人畜践踏对土壤松紧度的影响。     

施肥对不同肥力春玉米田土壤溶解性有机质的影响

选取辽河灌区不同肥力水平春玉米（Zea mays ssp. mays L.）农田土壤为研究对象,通过连续3年田间定位试验,采用三维荧光光谱法分析了不同层次土壤溶解性有机质组分含量,研究施肥对不同肥力农田土壤溶解性有机质组分（DOM、DOC、DON、DOP）的影响,分析土壤DOM及其组分的土壤肥力效应。结果表明,施肥使高（产量12.75±0.75 t·hm^-2）、中（产量10.50±0.75 t·hm^-2）、低（产量8.25±0.75 t·hm^-2）产田土壤DOM的∑Fex/em分别增加了2.84%、3.56%和-1.52%,平均增加了1.08%,土壤w（DOC）分别增加了20.43%、16.43%和-29.11%,平均增加了9.36%,土壤w（DOP）分别增加了-22.87%、10.30%和4.15%,平均增加了-3.39%,土壤 w（DON）分别增加了-20.63%、6.97%和-8.41%,平均增加了-7.54%。施肥显著增加中产田土壤中w（DOM）,中产田底层（20-40 cm）和高产田表层（0-10 cm）、中层（10-20 cm）土壤w（DOC）,中产田中层和低产田表层土壤w（DOP）,中产田中层土壤w（DON）。施肥增加了低产田土壤FI值（荧光指数）,降低了高产田土壤FI值,施肥增加了高产田土壤HIX（腐殖化指数）,降低了中低产田土壤HIX。施肥显著增加中产田土壤DOM组分含量,降低高、低产田土壤DOM组分含量。施肥主要增加10-20 cm土壤DOM组分含量,耗损20-0 cm土壤DOM组分。施肥促进高产田土壤DOM陆源化,低产田土壤DOM生物源化,施肥使中低产田土壤DOM腐殖化程度降低。施肥不仅是土壤DOM的重要来源,同时通过影响微生物及作物根系活力促进土壤DOM的耗损,因农田土壤质地的差异,施肥对土壤DOM的影响不同。DOM荧光强度与产量呈显著正相关,具有土壤肥力指示作用。     

稻麦轮作条件下长期不同土壤管理对有机质和全氮的影响

通过２５季种植的长期定位试验,研究了稻麦轮作条件下不同耕作方式和培肥制度对土壤有机质和全氮质量分数的影响。免耕土壤０～５ ｃｍ土层的有机质和全氮质量分数稍高于耕翻土壤; ５～１５ ｃｍ的则有低于耕翻的趋势; １５～３０ ｃｍ的无明显规律。长期休闲的土壤在整个耕层有明显的有机质和氨素累积,其中碳的累积快于氮的累积,免耕条件下比耕翻条件下累积量更大。 ０～５ ｃｍ和５～１５ ｃｍ土层有机肥与无机肥配施的处理,其有机质和全氮质量分数均显著高于单施化肥处理和不施肥处理,但均低于休闲处理; １５～３０ ｃｍ土层各培肥处理则无明显差异;单施化肥的土壤有机质和全氮质量分数高于不施肥处理,但这种差异只在表层（ ０～５ ｃｍ）较显著。     

平衡渗析-多种光谱法研究太湖不同分子量溶解性有机质及其与铜的相互作用

采用平衡渗析技术将太湖沉积物溶解性有机质(DOM)按分子量分成不同的组分.利用光谱技术和离子选择电极(ISE)分析了不同分子量溶解性有机质的光谱特征及对Cu的结合,进一步探讨分子量对DOM特性和对金属结合能力的影响.结果表明,南太湖DOM分子量以高于10000 Da为主,然而北太湖分子量以低于3500 Da为主.三维荧光光谱(3DEEM)表明太湖沉积物DOM呈现出4种特征荧光峰.类富里酸荧光峰的荧光强度随着DOM分子量的增加而增强,然而类蛋白质荧光峰的荧光强度随着DOM分子量的增加而降低.南太湖DOM碳氮比(C/N)(20.30)显著高于北太湖(7.58),表明了DOM不同的来源.对于南北湖区,DOM-Cu浓度最大值都是在DOM分子量低于1000 Da组分,大约50%的DOM-Cu在分子量低于3500 Da的组分中.结合容量表明南太湖DOM分子量低于3500 Da的组分和北太湖分子量在1000—3500 Da的组分对于Cu结合起主要的作用,表明低分子量DOM对于结合重金属的重要性.     

添加不同植物来源叶片可溶性有机质和氮对亚热带人工林土壤酶活性的影响

我国亚热带地区降雨丰富,树种众多.在亚热带森林中,大量叶片来源可溶性有机质（DOM）输入土壤中.此外,森林长期受到氮（N）沉降的影响.探究叶源DOM和N输入如何影响土壤酶活性和养分循环,有助于进一步揭示不同性质的DOM在亚热带森林土壤碳氮循环中的驱动机制.选取地域代表性强且树种之间差异较大的杉木（Cunninghamia lanceolat）和楠木（Phoebezherman）,提取其鲜叶DOM输入杉木亚热带森林土壤中.此外,依据研究地大气氮沉降背景值添加硝酸铵进行105 d的室内培养试验.在培养第25和105天时进行破坏性取样,测定土壤理化性质和酶活性.结果表明,在培养第25天时,与对照（N0）相比,杉木叶片DOM处理（CLN0）和楠木叶片DOM处理（PLN0）均显著提高了β-葡糖苷酶（βG）、纤维素水解酶（CBH）、过氧化物酶（PEO）和β-N-乙酰氨基葡糖苷酶（NAG）4种与碳氮循环相关的酶的活性.DOM输入增加了底物有效性,刺激微生物产生更多的酶.与仅氮输入（N1）相比,杉木叶片DOM和氮共同添加（CLN1）降低了4种土壤酶活性,而楠木叶片DOM和氮共同添加（PLN1）对土壤酶...     

滇中高原降雨对不同地类土壤磷素、有机质和pH变化的影响

以2018年6—10月降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的标准径流小区为研究对象,裸地为对照,研究降雨对园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地的土壤全磷、有效磷、有机质和pH与土壤深度和时间的影响。结果表明:降雨补给园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤水分,加速了土壤全磷、有效磷、有机质和pH运移速度,影响土壤全磷、有效磷、有机质含量和pH值,降雨与土壤全磷、有效磷、有机质和pH呈显著相关性(P0.05)。降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、有效磷和有机质随土壤深度增大先增大后减小,土壤全磷和有效磷质量分数最大处为土壤深度10 cm,全磷分别为599.89、581.24、560.37、538.64、520.01 mg·kg~(-1),有效磷分别为4.82、4.29、3.46、3.18、2.96 g·kg~(-1),土壤全磷和有效磷含量最小处为土壤深度100 cm处。土壤有机质质量分数最大处为土壤深度30 cm,分别为27.96、25.04、22.97、21.04、18.87 g·kg~(-1),最小处为土壤深度100 cm。不同地类土壤全磷、有效磷、有机质平均含量由大到小依次为园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地,而园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤pH值随土壤深度增大而增大,土壤pH值最大处为土壤深度100 cm,分别为6.78、6.85、6.91、6.93、6.96;地表处土壤pH最小;不同地类土壤pH值由大到小依次为裸地、坡耕地、荒草地、林地和园地。降雨条件下园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地土壤全磷、有效磷和土壤pH随时间增大先减小后增大又减小,呈正余弦变化趋势,而土壤有机质随时间增大而逐渐减小,6月土壤全磷、有效磷、有机质质量分数和土壤pH最高,其中全磷分别为579.31、560.12、538.94、509.36、489.81 mg·kg~(-1),有效磷分别为4.44、3.96、3.31、2.97、2.82g·kg~(-1),有机质分别为13.98、12.51、11.47、10.63、9.47g·kg~(-1),土壤pH分别为6.39、6.43、6.47、6.51、6.53,10月土壤全磷、有效磷、有机质和土壤pH最低,不同地类土壤全磷、有效磷、有机质平均含量由大到小依次为园地、林地、荒草地、坡耕地和裸地,而土壤pH平均值由大到小依次为裸地、坡耕地、荒草地、林地和园地。该研究为农田土壤水肥流失控制和养分利用提供理论技术支持。     

城市污染河道沉积物有机质的氧化稳定性

为了研究城市河道沉积物有机质的氧化稳定性,以氧化稳定系数(Kos)和腐殖化程度(HA/FA)作为评价指标,在用H2O2处理沉积物的基础上,探讨城市污染河道有机质含量、有机质组成等对氧化稳定性的影响.结果显示,污染河道沉积物有机质含量明显高于自然水生态系统沉积物有机质含量;富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)是污染河道沉积物有机质主要赋存形式,其中胡敏素是主体,占全部有机质的65%以上;易氧化有机质(OMr)和难氧化有机质(OMd)与总有机质含量均显著正相关(P0.05);OMd的含量可以更直观地反映河道污染程度;重污染河道沉积物有机质去除量较高;随着有机质的去除,沉积物Kos在总体上有上升的趋势;不同形态有机组分其Kos差异性明显(P0.05),以HM为主的紧结态腐殖质的Kos值最高;用HA/FA和OMr可从大体上表征沉积物的氧化稳定性;HA、FA是影响城市河道沉积物氧化稳定性的主要因素.     

不同pH下低分子量有机酸对黄壤中铝活化的影响

用一次平衡的方法研究了不同pH下低分子量有机酸对黄壤中铝活化的影响.结果表明,低分子量有机酸体系可以通过质子和有机酸阴离子两个因素促进黄壤中铝的活化.当pH>4.3时,有机酸通过络合作用促进铝溶解的大小顺序为:柠檬酸>草酸>水杨酸>乳酸,与有机酸和铝形成络合物的稳定常数大小一致.有机酸阴离子可以通过自身的吸附增加土壤交换态铝的量,但质子作用对黄壤交换态铝的活化比有机酸阴离子的吸附起着更为重要的作用,随pH值的降低这种趋势更加明显.有机酸对交换态铝的活化作用随pH值的降低而增加.低分子量有机酸活化的铝主要分布在土壤表面的交换位上,但在柠檬酸和草酸体系中,当pH值分别大于4.40和4.55时,活化铝主要分布在土壤溶液中.     

不同浓度和多样性的根系分泌物对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是维持其物理结构和肥力的基础.为探究根系分泌物的浓度和多样性对土壤团聚体稳定性的影响,通过添加不同碳浓度(0.5 g/kg、1 g/kg)和多样性(3种碳源、9种碳源)人工模拟根系分泌物,研究土壤团聚体稳定性、粒级结构及其内部微生物生物量的变化.结果显示:(1)与对照相比,添加根系分泌物提高了土壤团聚体的稳定性,平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)数值增加了28%-142%,几何平均直径(Geometric mean diameter,GMD)增加了20%-33%;(2)与低碳浓度根系分泌物相比,高碳浓度根系分泌物显著增加团聚体稳定性,且主要是通过增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳;而根系分泌物多样性的增加并未提高团聚体的稳定性,也未增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳,其中在高碳浓度+低多样性处理(High carbon concentrations+low diversity,HC+LD)下 2 mm粒级团聚体的含量显著增加了560倍, 2 mm粒级团聚体中微生物生物量碳增加了3.6倍.本研究表明根系分泌物能够通过刺激微生物生长,增加土壤中大粒级团聚体的含量,进而提高团聚体的稳定性,其效应与根系分泌物的浓度和成分显著相关.(图3表2参37附图1)     

不同经营模式对蒙古栎天然次生林碳储量的影响

栎类是中国第一大树种,固碳潜力巨大。以黑龙江省哈尔滨市丹清河实验林场蒙古栎(Quercus mongolica)天然次生林为研究对象,研究了目标树经营(经营强度 45%、40%、70%)、综合抚育经营(经营强度 45%、40%)、无干扰经营对林分碳储量及其分布的影响,为评估蒙古栎天然次生林的碳汇潜力提供理论依据。结果表明,(1)经过 17 年的经营实践,无干扰模式下蒙古栎天然次生林林分碳储量(279.01 t·hm^-2)显著(P<0.05)高于目标树经营(183.01 t·hm^-2)和综合抚育经营(218.81 t·hm^-2),但后两者之间差异不显著。(2)土壤层碳储量占林分碳储量的比重最大(82.71%—89.56%),乔木层次之(9.53%—16.41%),灌木层、草本层和凋落物层合计占 1%左右。(3)乔木层碳储量在 3 种经营模式之间差异显著(P<0.05),碳储量大小顺序为无干扰经营 (45.78 t·hm^-2)>综合抚育经营 (27.17 t·hm^-2<...     

pH对不同来源溶解性有机质光致生成活性物种量子产率的影响

溶解性有机质(DOM)普遍存在于地表水中,DOM吸收太阳光可生成多种光致活性物种(RPS),如激发三线态DOM(~3DOM*)、单线态氧(~1O_2)和羟基自由基(·OH)等.这些RPS对污染物的降解具有重要作用.天然水p H改变可导致DOM的粒径、官能团和分子量等变化,但p H对DOM生成RPS的影响少有研究.本文在模拟日光条件下,采用分子探针的方法测定了提取的黄海海水DOM(L-DOM)和两种购于国际腐殖酸协会的DOM(NAFA和SRHA)在p H值为4.0、7.0和9.0条件下生成~3DOM~*,~1O_2和·OH的量子产率.结果表明,3种DOM均可光致生成RPS,L-DOM生成RPS的量子产率远高于SRHA和NAFA.p H对不同来源DOM生成RPS的量子产率的影响不同,其中对L-DOM的影响最为显著.本研究有助于揭示水中有机污染物的光化学转化动力学.     

低分子量有机酸对土壤微生物数量和酶活性的影响

采用室内培养实验测定了4种低分子量有机酸在低浓度(4 mmol·kg~(-1)干土)、中浓度(20 mmol·kg~(-1)干土)和高浓度(100 mmol·kg~(-1)干土)梯度下,对土壤微生物数量、呼吸强度和土壤酶活性的影响规律.结果表明,随着有机酸浓度的升高,甲酸、草酸和柠檬酸处理的土壤细菌数量和呼吸强度持续升高,真菌数量持续降低,放线菌数量在低浓度被促进,中浓度和高浓度被抑制;苯甲酸则表现出了与前3种有机酸不同的规律,土壤真菌数量持续升高,而土壤细菌、放线菌数量和土壤呼吸强度则表现了低浓度升高而后不断降低的特点.对于土壤酶活性而言,甲酸处理的淀粉酶、脲酶和磷酸酶活性和苯甲酸处理的土壤过氧化氢酶、脱氢酶和土壤肥力生物指数(BIF)在低浓度升高,而在中浓度和高浓度降低;甲酸处理的过氧化氢酶、脱氢酶和BIF,草酸处理和柠檬酸处理的蛋白酶、脱氢酶、土壤酶活性指数(EAN)、BIF,苯甲酸处理的蛋白酶和脲酶活性呈现随着有机酸浓度的升高而持续上升的趋势.综合土壤微生物数量、土壤呼吸和土壤酶活性,对土壤生态质量而言,在低浓度时苯甲酸处理最高,中浓度时柠檬酸处理最高,而在高浓度时草酸处理最高.     

不同处理方法去除有机质对沉积物吸附有机农药和非离子表面活性剂的影响

四种不同的方法去除沉积物有机质,采用振荡平衡法研究了有机农药、非离子表面活性剂在沉积物上的吸附行为及非离子表面活性剂对有机农药吸附的影响.结果表明,经HCl处理后,沉积物有机碳含量增加,而经Na4 P2O7,NaOH和H2O2处理后沉积物有机碳含量均降低;甲基对硫磷、西维因的吸附取决于沉积物有机碳的分配作用,与矿物质无关;沉积物矿物组分的表面作用和微孔性作用使得高极性有机农药克百威在低有机碳含量沉积物七的吸附量增加;Tween-80使甲基对硫磷在未处理和HCl处理的沉积物上的吸附量减少,在NaOH处理和H2O2处理的沉积物上的吸附量增加.     

沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响

为估算沉积物不同天然有机组分吸附态氨氮携载量．采用平衡吸附法研究西辽河沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响。结果表明,去除有机质后的沉积物对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量（Гmoc）和吸附分配系数（Koc）分别为重组的55．30％和69．49％,说明有机质是影响氨氮在沉积物上吸附特征的主要因素。氨氮在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主（Koc=85．57）;稳结态和紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质,氨氮在重组有机组分上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质（胡敏素）对氨氮吸附起关键作用（Гmoc,=5857．78mg·kg-1）。轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态氨氮可分别按重组（Гmoc=3477．81mg·kg-1）的0．32、1．21和1．68倍估算。关键词：沉积物;天然有机组分;氨氮;吸附;碳标化吸附分配系数;碳标化饱和吸附量     

DOM对碳纳米管吸附菲的影响

碳纳米管由于其特有的属性,如电导性、旋光性和机械强度等,在许多领域都表现出了很强的应用价值.正是由于碳纳米管的大量生产和应用,使它们不可避免地进入了环境.由于其巨大的比表面积和疏水性质,碳纳米管对有机污染物,尤其是疏水性有机污染物有很强     

水溶性有机质对土壤吸附芘的影响

多环芳烃(PAHs)有高疏水特性,再加上土壤对PAHs的吸附作用,使得PAHs污染土壤的生物修复十分困难。水溶性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)虽仅占土壤有机质的很小部分,却是影响PAHs在土壤中的转化、迁移的重要因子。为了认清DOM在生物修复PAHs污染土壤中的影响作用,以四环的芘作为目标污染物,以蚯蚓粪和生猪粪作为DOM的主要来源,研究了去除内源DOM土壤和原土壤吸附PAHs的区别,探索了不同用量、不同分子量、不同来源的DOM对土壤吸附芘的影响。结果表明,(1)内源DOM抑制土壤对芘的吸附作用,去除内源DOM可促进土壤对芘的吸附。(2)不同用量DOM对土壤吸附有机污染物的作用取决于DOM的临界值质量浓度、水土比及其吸附机理。当水土比为124,DOM小于临界值时,DOM对有机物增溶起主要作用,DOM的增加抑制芘的吸附;当DOM大于临界值时,共吸附和累积吸附起主要作用,DOM促进芘的吸附。当水土比为49时,DOM质量浓度的增大能促进芘的吸附。当水土比为24时,DOM质量浓度的增大抑制芘的吸附。(3)DOM的大分子量组分质量浓度越高,对芘的增溶作用越大,更能促进芘的溶解,从而抑制土壤对芘的吸附,小分子量组分DOM的作用则相反;中分子量DOM对土壤吸附芘的影响类似于大分子量DOM。研究DOM对土壤吸附芘的影响,对于PAHs污染土壤的修复有着重要的意义。