生物质炭施用和不同水分管理对水稻生长和Cd吸收的影响

向实际Cd污染土壤中添加不同质量比(0.5％、1％和2％)的生物质炭,并结合不同水分管理方式,研究该处理对Cd污染土壤的修复效果.结果表明,添加生物质炭提高了淹水处理中水稻各生育期土壤溶液pH值和可溶性有机碳(DOC)质量浓度及土壤pH值,且增幅随生物质炭添加量增加而升高;旱作处理中仅2％生物质炭添加量处理显著提高了各生育期土壤溶液pH值和DOC质量浓度,但所有处理均提高了土壤pH值;生物质炭显著降低了土壤Cd生物有效性,下降幅度达5.09％～68.7％.施用生物质炭后,水稻的株高、稻米产量和水稻总生物量均有显著提高.淹水条件下施用生物质炭显著降低了水稻籽粒中Cd质量比(下降幅度为36.9％～73.4％),而在旱作条件下则增加了水稻籽粒中Cd质量比,这可能与不同水分条件下生物质炭的分解及其携带的Cd有关.研究表明,采用1％生物质炭施用量和淹水的农业措施可有效降低土壤有效态Cd含量和水稻籽粒中Cd含量.     

无害化污泥对沙性土即时团聚体稳定性及黏聚力影响的研究

为了解决我国土壤沙化严重以及大量污泥处理处置的问题,研究了不同种类与比例的无害化污泥对沙性土团聚体稳定性及土壤黏聚力的影响.通过将堆肥污泥(CSS)、干化污泥(DSS)、炭化污泥(BSS)分别以质量分数为5％、10％、15％、20％、25％和30％的添加量与沙性土复配,并测定土壤的pH值、电导率、有机质、水稳性大团聚体和抗剪强度,来探究3种无害化污泥对沙性土团聚体稳定性及土壤黏聚力的影响.结果表明:无害化污泥的颗粒粒径分布和保水性为改善沙性土的结构与持水性能提供了有利条件,即随污泥添加量增加,土壤pH值降低,电导率、有机质增加;添加污泥使得水稳性大团聚体含量增加,水稳性来自于稳固的颗粒大小和污泥的团聚作用;添加污泥使得土样黏聚力增加,污泥添加质量分数为30％时,CSS复配土黏聚力为10.97 kPa,改良效果最佳.综上,添加无害化污泥能有效改善沙性土的团聚体稳定性与黏聚力,其中CSS复配土最接近种植土的水平,改良效果显著.无害化污泥的投加比例要根据目标土壤的需求来进行优化,其有效性和对土壤可能造成的其他影响需要通过长期试验来进一步探究.     

水稻土壤组分去除有机质和游离氧化铁后对As5+吸附解吸特征的影响

采用平衡液吸附法、NaCl解吸剂解吸法研究了名山河流域水稻土原土及各粒径组分去除有机质和游离氧化铁后对砷(As~(5+))的吸附解吸特性,同时运用热力学和动力学方法,研究了去除有机质、游离氧化铁后的土壤微团聚体(0.25~2 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm、0.002 mm)对砷(As~(5+))的吸附解吸过程。结果表明:1)同时去除有机质和游离氧化铁后,水稻土原土及各粒径组分对砷(As~(5+))的吸附量有所减小,吸附量从大到小依次为(0.002 mm)、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm。砷(As~(5+))的动力学吸附量随时间延长而逐渐降低,60 min内反应迅速,在600min达到吸附动态平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳;2)等温吸附量随砷(As~(5+))的初始质量浓度增加逐渐增加,初始质量浓度0~100 mg/L时反应快速,在砷(As~(5+))初始质量浓度达到160 mg/L时吸附趋于饱和,等温吸附以Freundlich方程拟合最佳;3)易解吸量随时间和浓度的增加而增加,易解吸率顺序与吸附量顺序相反,易解吸率也随着有机质、游离氧化铁含量的减少而增加;4)去除土壤中的有机质、游离氧化铁后,砷的吸附减少量随时间和浓度增加而增加,吸附减少量与有机质、游离氧化铁去除量呈正比。     

Ni2+盐对小白菜生长发育及矿质营养代谢的影响

采用盆栽方法研究了叶面喷施不同种类和质量浓度的Ni2 盐(Nicl2、Nj(NO3)2、NiSO4)对小白菜生长发育及矿质营养代谢的影响.结果表明:叶面喷施Ni2 盐可明显增加小白菜茎叶和根系中的Ni质量比,适量(≤25mg/L)的NiCl2和Ni(NO3)2可促进小白菜茎叶和根系的干物质积累,过量Ni2 盐则可产生毒害效应,并且对茎叶的毒害效应高于根系,小白菜根冠比下降;Ni2 盐可促进蔬菜水分生理代谢,增加小白菜茎叶和根系的含水量;适量(≤25mg/L)NiCl2和Ni(NO3)2可增加小白菜对矿质营养元素的累积量,过量Ni2 盐则影响小白菜矿质营养元素的生理代谢平衡.研究提出,施用适量Ni肥(NiCl2和Nj(NO3)2)对蔬菜的生长发育是有益的.     

苯系物在红壤不同粒径组分上的吸附-解吸行为

根据粒径将红壤组分分为4种(0.002 mm、0.002~0.05mm、0.05~0.25 mm、0.25~2 mm),研究了苯系物(邻二甲苯、对二甲苯和乙苯混合物,BTEX)在不同粒径组分上的吸附-解吸行为。结果表明,两区非平衡模型可以很好地拟合红壤不同粒径组分对BTEX的吸附动力学,吸附量随红壤粒径减小而增大。红壤不同粒径组分对BTEX的吸附-解吸过程接近于线性(R20.98),Kd随粒径减小而增大,表明红壤粒径的差异极大地影响了BTEX的吸附行为。同时,BTEX在红壤不同粒径组分上的解吸存在不同程度的滞后现象,滞后系数HI随粒径减小而增大。BTEX的解吸滞后现象比多环芳烃和石油烃明显,可能是由于BTEX的分子较小,易进入颗粒孔隙内部成为不可逆吸附部分而不容易解吸。通过XRD及FTIR分析了红壤不同粒径组分吸附BTEX前后的特征。XRD的分析结果表明,BTEX主要吸附于高岭石和伊利石表面;FTIR的结果表明,BTEX主要与羧酸酯、酚式羟基等官能团相结合而吸附于土壤颗粒上。     

基于粘弹性人工边界的掉层结构地震响应分析

为实现山地建筑结构土-结相互作用体系的动力分析,基于粘弹性人工边界理论,利用Matlab编写了用于Abaqus自动施加粘弹性人工边界与外源波动等效节点力的程序,采用该程序模拟的地基无限域外源波动模型的动力响应符合波动理论,验证了该程序的准确性.将采用粘弹性人工边界的土-结相互作用体系与底柱固接的刚性地基分别应用于山地地...     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。     

翅碱蓬对石油烃污染的海岸带修复的初步研究

研究了翅碱蓬对石油烃污染的天津渤海湾河口海岸带的修复效果.通过野外种植翅碱蓬试验,监测土壤中石油烃的质量比发现,翅碱蓬能使盐碱土壤中的石油烃质量比下降,种植翅碱蓬的盐碱土壤中的石油烃降解率比无翅碱蓬对照的盐碱土壤中的石油烃降解率高21.7%～37.9%.翅碱蓬生长情况良好,试验区植被得到恢复,覆盖率达到60%以上.结果表明,翅碱蓬对石油烃污染的盐碱土壤具有一定修复作用.     

不同材料、不同形状的固定土钉对振动波响应的试验研究

在通过加速度计拾取地面振动波加速度的时域信息时,如何选择合适材料和形状的土钉,以减少其不利影响极其重要.为选择合适的土钉,制作了钢、铝、PVC、木材4种不同材料和一字形、十字形不同形状的土钉,通过振击试验(原位试验),并辅以数值模拟分析(建立三维数值模型),对各土钉响应进行了研究.结果表明:1)土钉类似于小型隔振器,其接收的信号幅值小于地面直接接收信号幅值;2)钢、铝金属材料响应性表现极为接近,而PVC、木材非金属材料表现则较为接近,总体上金属类材料的土钉接收信号的幅值大于非金属类材料,因此考虑便携性,采用铝材最为合适;3)一字形土钉相对十字形土钉,其对中高频分量具有明显的衰减作用,此外其刚度明显不足,因此采用十字形土钉最为合适.     

土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

基于BP模型的土壤重金属对其生物毒性的贡献分析

通过BP神经网络模型对石油开采区土壤重金属的部分缺失试验数据进行补齐,并采用主成分分析法对石油开采区土壤中重金属进行源解析。结果表明,土壤中重金属的来源包括自然来源、农业来源、交通来源和燃煤来源。以不同来源重金属作为输入条件、土壤生物毒性作为输出条件构建不同来源重金属土壤发光菌生物毒性神经网络模型,模型验证结果表明,在0.05显著性水平下,25组验证样本模拟值和试验值之间的相关系数r为0.396,满足模型验证要求。结合相对灵敏度计算,获得不同来源重金属对土壤生物毒性的贡献率分别为自然来源26.68%、农业来源52.71%、交通来源4.67%、燃煤来源15.94%,即农业来源为石油开采区土壤中发光菌生物毒性的最主要来源。     

潮土施镍对小白菜的生物效应及其临界值研究

研究潮土施Ni对盆栽蔬菜的生态效应,并通过小白菜生物量的变化、地上部茎叶Ni质量比及土壤有效态Ni质量比来表征土壤Ni污染的毒性临界值.结果表明,潮土施Ni对蔬菜未表现出增产效应.施Ni量低于25 mg/kg,其生物产量无明显降低.随施Ni量的增加,生物产量呈显著下降,生物量变化与Ni质量比呈高度负相关.潮土施Ni增加茎叶和根系中Fe,Mn,Ca,Mg元素质量比,降低Cu,Zn元素质量比.4种性质不同的提取试剂提取的土壤有效态Ni质量比与植物Ni吸收均呈高度正相关,较好地反映了植物的危害状况,且以DTPA提取效果最佳.以生物减产量突变点为依据,确定潮土施Ni毒害临界值为:土壤全量Ni为41.86 mg/kg,有效态Ni质量比为2.55mg/kg(DTPA)和茎叶Ni质量比为22.39 mg/kg.