不同土地利用方式下土壤养分和重金属元素垂直分布特征

为探讨不同土地利用方式下土壤养分和重金属元素垂直分布特征,对2种母质的自然土壤、耕作土壤、休耕土壤养分和重金属元素垂直分布状况进行了比较研究。结果表明：不同土地利用方式下土壤表层养分元素含量总体表现为休耕土壤＞耕作土壤＞自然土壤,土壤表层重金属含量总体表现为农田土壤（耕作土壤和休耕土壤）＞自然土壤,耕作土壤与休耕土壤差异较小,土壤淀积层到母质层养分和重金属元素差异逐渐减小;土壤养分元素和Cu、Zn、Pb、Cd随土层深度的增加而减小,而Cr表现出相反的趋势;农田土壤耕作层有效钾含量最高可达215.6 mg·kg-1;耕作层Cd含量最高可达0.74 mg·kg-1。3种土地利用方式中,休耕土壤养分和重金属含量相对较高,建议在休耕期间种植伴矿景天等重金属高积累植物进行植物修复。     

滇池流域不同土壤类型和土地利用方式的土壤中溶解性有机碳的流失特性研究

采集滇池流域不同土壤类型、不同土地利用方式下的土壤样品,进行土壤中溶解性有机碳(DOC)的静态解吸实验,通过测定不同时间下溶入水相的COD量,探究不同土壤类型及土地利用方式下DOC的流失特性,从而揭示不同土地利用方式对滇池流域面源污染的影响.结果表明,同一土地利用方式的不同类型土壤中DOC的溶出平衡时间为壤土＞粘土＞粘壤土,其中退耕区(粘壤土＞粘土＞壤土)、大棚(粘土＞粘壤土=壤土)土壤不符合该规律,溶出平衡时间基本为1.5～2.5h;不同的土壤类型和土地利用方式下,DOC的溶出率为1.00％～2.75％,同一土地利用方式的不同类型土壤中DOC的溶出率存在一定差别,这是由于不同类型的土壤中砂粒、粉粒、粘粒的含量有所差异.     

不同利用方式土壤中磷的吸附与解吸特性

研究不同利用方式土壤对磷的吸附解吸特性及其影响因素。采用室内恒温培养法研究了湖南典型土壤(红壤、潮土和紫色土)的不同利用方式(旱地、水田)土壤对P的吸附和解吸过程。土壤对磷的吸附解吸过程是分阶段进行的,用Langmuir方程拟合程度比Freundlich方程高,相关系数均在0.90(P<0.05)以上;从最大吸附量(Qm)、吸附反应常数(K)和最大缓冲容量(MBC)3项吸附参数综合考虑,旱地对P的吸附无论在强度还是容量方面均大于同母质的水田土壤;解吸率随着吸附量的增加而增大,其大小为旱地<水田。Qm与<0.002 mm粘粒及无定形铁含量呈正相关,相关系数分别为0.95和0.94(P<0.05)。不同利用方式土壤P吸附解吸特性差别较大,针对不同土壤应采取不同的磷素管理措施以实现作物增产和保护环境的双重效益。     

不同土地利用方式和地下水埋深对水中硝态氮浓度分布的影响

针对广州市地下水硝态氮污染状况及其影响因素开展研究。结果表明,广州市地下水硝态氮质量浓度为(8.53±7.57)mg/L,对照世界卫生组织(WHO)规定的饮用水硝态氮限值(10mg/L),所采集的地下水样品超标率达到34.97%。地下水硝态氮的主要来源有生活污水、工业废水、农业化肥和酸雨。地下水硝态氮浓度受到土地利用类型的影响。其中,城区地下水硝态氮污染最严重(超标率为48.22%),其次为水稻田(超标率为40.00%)与菜园(超标率为36.25%),林地地下水硝态氮污染最轻(超标率为6.25%)。在垂向分布上,地下水硝态氮浓度与地下水埋深呈负相关关系。埋深介于2~5m时,硝态氮浓度较高且有超标的潜在危险;埋深介于5~23m时,地下水硝态氮污染程度减轻;当埋深大于23m时,硝态氮质量浓度基本稳定在2mg/L左右,与珠江三角洲地下水硝态氮背景值接近。!     

煤矿城市典型区域土壤重金属分布特征及其变化

以煤矿城市淮南的原煤开采区和燃煤电厂周边土壤为例,研究土壤中8种重金属分布特征.结果表明:(1)原煤开采区土壤中Cd、Hg和Pb的中位数分别比相应土壤背景值高0.8、0.6、0.3倍,燃煤电厂周边土壤中Cd和Pb中位数分别是相应土壤背景值的2.5、1.3倍,其他重金属含量与土壤背景值相当.(2)除主要来源于原煤开采和燃...     

利用不同有机和无机固体废物配制人工土壤的研究

以生活污泥、牛粪、蚓粪、菌菇渣、粉煤灰、脱硫石膏、钢渣和煤矸石8种固体废物为原料配置人工土壤,探讨不同有机和无机固体废物配比对人工土壤性质的影响。结果表明,获得的人工土壤中,粒级0.250 mm的水稳性团聚体质量分数总体在20%~50%,接近或达到正常的自然土壤标准,制得的人工土壤为弱碱性,pH实测值在7.12~8.14。培养过程中,人工土壤中有机碳含量大大降低。生活污泥组、蚓粪组人工土壤在培养过程中呈现铵态氮向硝态氮的转化,而牛粪组人工土壤在培养过程中虽然有较多的有机氮被矿化,但同时也有较多的硝态氮被重新同化成有机氮。合成的人工土壤在物理、化学、养分和生物毒理学性质方面均已达到自然土壤相关参数的正常范围值,可以满足植物生长的要求。但由于部分固体废物原料重金属超标,则应尽量避免用于种植可食用类植物。     

不同条件下高炉渣吸附水中无机磷的研究

高炉渣(BFS)是在冶炼生铁过程中产生的固体废弃物,开展高炉渣的资源化研究具有重要意义.为了对水淬高炉渣净化含磷污水的应用提供理论依据,采取等温吸附的实验方法,比较了不同水淬炉渣的吸附磷效果,研究了不同pH和不同温度下水淬炉渣吸附磷的特点,结果如下:利用Langmuir等温吸附方程炉渣吸附磷的过程进行拟合,其相关系数均能达到显著水平.炉渣的碱度越高,吸附磷的效果越好;炉渣对磷的吸附能力随溶液pH的增加而降低,且初始为酸性(pH=2、4)的溶液在吸附达到平衡后pH有所上升,而初始为碱性的溶液(pH=10、12)在吸附达到平衡后pH有所下降;炉渣对磷的吸附是一个自发放热过程.     

海河流域土壤中磷的分布特征

磷是生命元素之一。本文通过对海河流域不同土壤类型中各形态的含量分布以及水平与垂直变化的探讨,研究其在一定条件下土壤中磷的自然富集、增减途径、自然循环环境以及分布特征,为研究本区磷的库存量、流通量奠定基础。     

不同种植方式下伊乐藻生长对沉积物磷的影响

将伊乐藻以直接抛掷、直接扦插和断枝抛掷3种方式种植,测定其上覆水TP、DO、pH和沉积物中各形态磷。结果表明:(1)实验结束(120d)时,直接抛掷、直接扦插和断枝抛掷处理组的的生物量分别增加69.14、50.32、46.15g,从长期来看,直接抛掷最有利于伊乐藻生物量的增长。(2)实验结束时,直接抛掷、直接扦插和断枝抛掷处理组的沉积物中TP分别下降了8.90%、7.30%、5.40%;无机磷分别下降了11.80%、8.20%、6.60%;有机磷分别下降了7.47%、6.46%、2.65%;NaOH提取态磷分别下降了19.90%、17.20%、11.70%;HCl提取态磷分别下降了4.12%、3.47%、2.83%。直接抛掷种植伊乐藻对沉积物中各形态磷的去除效果最好。(3)上覆水TP与沉积物中各形态磷呈正相关,说明沉积物中的磷是上覆水中磷的重要来源;上覆水TP和沉积物各形态磷均与伊乐藻生物量呈负相关,说明伊乐藻可以有效去除上覆水和沉积物中的磷;DO和pH与生物量呈正相关,而与上覆水TP和沉积物各形态磷呈负相关,说明上覆水DO和pH主要受伊乐藻的影响。     

磷石膏渗滤液在不同渗漏运移模式下电阻率分布特征

为评估电阻率法监测磷石膏堆场渗滤液运移过程的有效性,首先采用自制电阻率四极装置测试渗滤液污染土的电性特征,随后针对表层单点渗漏、内部岩溶管道多点渗漏2种模型开展不同时段渗滤液运移监测物理模拟实验,并加入岩溶水进行空白对照实验。结果表明,渗滤液及其污染土电阻率随渗滤液浓度增加呈递减趋势,且低浓度区间变化更为剧烈;在表层单点入渗过程中,渗滤液主要进行横向运移,并逐步形成漏斗状渗漏形态,而管道渗漏模式下渗滤液以四周扩散方式运移;加入岩溶水后,借助电阻率差异能够区分相同含水率下的污染区与未污染区;最后借助一种常用的电阻率法——高密度电法 (ERT) 对贵州省某磷石膏堆场进行实测,得到的低阻体范围与堆场位置存在较好对应关系,验证了前述实验结果。电阻率法可用于监测磷石膏堆场渗滤液在地表及地下管道内的渗漏过程及污染分布。     

不同水温时底泥扰动对不同形态磷分布的影响

研究了江南地区典型水温条件下,底泥扰动对上覆水中不同形态磷迁移的影响.结果表明,不同水温条件下,底泥扰动均有利于上覆水中溶解态磷(即溶解性总磷酸盐(DTP),包括溶解性正磷酸盐(DIP)和溶解性有机磷(DOP))向底泥迁移.与对照试验相比,不同水温时的扰动均导致DIP/TP和DTP/TP明显降低.与初始状态(第0天时)相比,扰动导致DIP/TP分别降低了39.61百分点(冬季水温)和17.38百分点(夏季水温),而DTP/TP则分别降低了39.16百分点(冬季水温)和19.06百分点(夏季水温).相反,对照试验中,DTP/TP分别上升了24.90百分点(冬季水温)和23.37百分点(夏季水温).这说明底泥扰动促进了溶解态磷向颗粒态磷(PP)的转化.     

土壤中无机钠盐对不同形态Cu含量的影响

采用TESSIER连续提取法研究了不同种类、不同加入量的无机钠盐对土壤中不同形态Cu含量的影响。结果表明,对于可交换态Cu,3种无机钠盐的加入均使其含量减少,其中NaCl的影响最大,4、8g/kg的NaCl分别使其减少了28.13%(质量分数,下同)和50.59%;对于碳酸盐结合态Cu,3种无机钠盐的加入均使其含量增加,其中Na2CO3(8g/kg)对其影响最大;对于铁锰氧化态Cu,Na2SO4和Na2CO3的加入使其含量先升高后降低,NaCl则使其含量降低;有机结合态Cu受Na2SO4和Na2CO3的影响较大,在它们的影响下含量均增加;残渣态Cu在3种无机钠盐的影响下变化幅度均很大,其中4、8g/kg的Na2SO4分别使其含量减少了47.47%和62.21%。     

澎溪河消落带不同植物类型下土壤无机氮及相关微生物特征

消落带土壤氮素循环因植被群落演替和季节性淹水会影响整个库区水环境安全。选择三峡库区一级支流澎溪河消落带为研究区域,分别在潮土、紫色土和水稻土分布区采集3种自然草本(狗牙根、香附子、苍耳)和1种农作物(玉米)覆盖区土壤,分析了土壤无机氮形态以及氨化、硝化、亚硝化、反硝化功能菌数量和生化作用强度,并分析了氮转化菌数量、生化作用强度以及土壤理化特征之间的关系。研究结果表明:不同植物覆盖对消落带土壤无机氮和氮素生理群微生物及其功能影响显著;狗牙根和香附子覆盖土壤硝化、亚硝化微生物数量与作用强度高于苍耳和玉米,进而土壤硝态氮和亚硝态氮含量表现相同规律;狗牙根与香附子覆盖区土壤反硝化细菌数量与作用强度高于苍耳和玉米,有利于消落带对氮素的拦截转化;消落带植被覆盖度、土壤有机质、pH、无机氮形态与土壤微生物数量和功能相关性较强。狗牙根、香附子覆盖区土壤有机氮氨化过程弱于苍耳和玉米,而亚硝化、硝化、反硝化过程强于苍耳和玉米,有利于有机态氮的保持和铵态氮迅速转化,为消落带植被恢复和重建提供参考。     

中国镉矿的区域分布及土壤镉污染风险分析

系统地分析和评价了中国镉矿的区域分布及长期采选冶活动所带来的土壤镉污染风险。研究结果表明,截至2005年底,中国累计探明镉资源储量约为719.47kt,保有镉资源储量约为587.37kt,且多与铅矿、锌矿等以共、伴生形式存在。中国镉矿主要分布在中部、西南部及华东地区,这些地区的镉资源探明储量占中国累计探明总储量的88.0%,保有储量占中国总保有储量的87.1%。据统计,中国镉采出量约为136.10kt,主要集中在西南地区,其镉采出量占中国总采出量的59.4%。镉污染事件主要发生在镉矿相对丰富及采选冶活动较密集的云南、广东、湖南、贵州等地区,大部分矿冶区及周边土壤呈现重度镉污染,农作物中含镉量超出《食品中污染物限量》(GB 2762—2005)中限值。     

不同土壤重金属复合污染的有效态离子冲量表征

选择红壤、黄棕壤和潮土为对象，依据中国土壤环境质量二级和三级标准确定土壤重金属铜、锌、镉的污染浓度，通过生物盆裁试验研究在重金属Cu、Zn、Cd复合污染条件下牧草（黑麦草、紫花苜蓿）体内重金属含量和土壤中重金属有效态含量的相关性，结果表明，在3种不同性质的污染土壤上，牧草体内重金属的离子冲量与其对应土壤中重金属有效态的离子冲量之间均存在明显的相关性。校正土壤pH、牧草品种等因素后，土壤有效态离子冲量可以有效表征不同土壤-牧草系统的重金属复合污染。     

河岸带土壤对不同pH雨水中截留磷的影响

通过河岸带土柱淋滤模拟实验,研究了不同pH值模拟雨水条件下河岸带土壤对雨水中磷的截留效应,分析了pH对河岸带土壤吸附磷素的影响机制。结果表明：在不同pH的模拟雨水处理下,河岸带土壤对TDP和MRP的吸附具有显著的差异;且在pH=5条件下河岸带土壤对磷素的吸附量最低。河岸带土壤对雨水中磷的去除率随着降雨时间的进行而不断下降,pH=5时,河岸带对磷的去除率最低,截留能力最弱。不同pH值的模拟雨水对土柱中TP的含量产生显著影响,pH=5时,土柱中TP含量最高,pH=3时,TP含量最低。土柱中的TP在表层10 cm含量最高,随深度的增加而不断降低。研究河岸带土壤对不同pH雨水中磷的截留效应对于理解磷在河岸带土壤中的迁移转化机理以及防治水体富营养化具有十分重要的意义。     

典型废纸再生利用过程中重金属的分布特征研究

为了掌握进口再生纸浆中重金属分布特征,选取3种典型进口废纸(编号为1#、2#、3#)为研究对象,研究了典型进口废纸在碎浆、脱墨、漂白等阶段的重金属含量.结果表明:1#、2#、3#废纸原纸中重金属总量分别为21.62、30.15、40.48 mg/kg,碎浆阶段重金属总量分别为17.76、26.01、33.38 mg/k...     

长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷系统污泥除磷方式的转化

采用交替厌氧/缺氧/好氧运行的序批式活性污泥反应器(SBR),通过梯度投加电子受体NO_3~-,考察长期缺氧吸磷驯化下强化生物除磷(EBPR)系统的性能及除磷方式的转化。结果表明,当进水COD为300～450mg/L、PO_4~(3-)(以P计,下同)和氨氮分别为8、14mg/L时,驯化期间TN去除率均保持在75%以上,长期缺氧吸磷驯化对COD和氨氮的去除没有影响。硝态氮投加量为5mg/L时,EBPR系统因电子受体投加不足除磷性能迅速恶化,增加硝态氮投加量至10mg/L,经过近30d的恢复,缺氧吸磷率最高可达97.67%,进一步提高硝态氮投加量至15mg/L,系统内硝态氮的积累导致缺氧吸磷率下降。污泥吸磷小试结果表明,经缺氧吸磷驯化后,即使除磷性能欠佳的低浓度电子受体系统污泥也具有良好的反硝化吸磷能力,可见经NO_3~-长期驯化的缺氧吸磷系统有利于筛选以NO_3~-为电子受体的反硝化聚磷菌。     

外源Cd对不同利用方式红壤脲酶活性的影响

采用室内培养实验,通过将外源Cd添加到同一母质、全镉含量相近的不同利用方式的红壤中(林地、水稻土和菜园土),研究了外源Cd污染对不同利用方式红壤脲酶活性的影响。结果表明:整个培养过程中,Cd污染对3种红壤脲酶活性都有抑制作用,且随重金属浓度的增强而增强。同剂量Cd污染对3种红壤脲酶活性的抑制效应不同,大小为林地>水稻土>菜园土。实验设定的Cd处理水平下,对林地、水稻土和菜园土脲酶活性产生显著抑制作用(p<0.05)的Cd浓度分别为5、30和50 mg/kg土。     

城镇污水处理厂污泥中磷的形态分布及生物可利用性分析

以上海市2家污水处理厂为对象,对比了SMT法与碱性过硫酸钾消解(APPD)法对污泥总磷(TP)的提取效果,应用SMT法分析了污泥处理流程中磷赋存形态的变化规律,探究了污泥中生物可利用磷与TP的关系。结果表明,SMT法对污泥磷的提取较APPD法更为彻底,深度脱水污泥含磷量明显低于其他污泥。无机磷(IP)为污泥中磷的主要形态,占TP的62%以上;IP中又以磷灰石磷(AP)为主,特别是深度脱水污泥中,AP约占IP的90%。污泥中TP与生物有效磷和非磷灰石磷呈极显著正相关关系。深度脱水污泥中生物有效磷约占TP的20%,明显低于其他污泥的52%~66%。这表明,深度脱水污泥中磷潜在的生物可利用性较低,填埋处置的生态风险较低。