外源铜锌在我国典型土壤中的老化特征

采用室内培养的方法,研究了我国3种典型土壤——红壤、水稻土和褐土,在铜、锌单一污染和复合污染下的老化过程. 结果表明,有效态铜、锌（0.01 mol·L^-1 CaCl₂提取的金属）随时间先是快速下降,然后缓慢降低,大约90 d是转折点. 无论是在单一污染还是在复合污染土壤中,铜和锌的老化都没有显著差异,预示着这2个金属有相似的化学行为. 铜、锌在红壤、水稻土和褐土中的老化最适合二级动力学方程（R²为0.994 0～0.999 9, p<0.000 1）,而抛物线扩散方程拟合程度较差,说明金属有效形态向无效形态的转化过程（老化）并不完全取决于扩散作用,它是表面聚合/沉淀作用、有机质包裹作用、扩散作用等交互的结果. 铜锌在土壤中的老化显著受pH影响,在低pH土壤（红壤）,金属有效形态比例高,老化速率慢,速率常数k₂为4.36×10^-3～7.05×10^-3 kg·(mg·d)^-1;高pH土壤（褐土）中,金属有效形态比例低,老化速率快,k₂为1.095×10^-2～1.377×10^-2 kg·(mg·d)^-1. 也就是说,随土壤pH升高,金属的老化速率加快.     

外源铅在4种土壤中的老化特征及对土壤化学性质的影响

采用化学提取和梯度薄膜扩散技术(DGT)探究外源铅(Pb)在不同类型土壤中老化的形态变化规律,考察了外源Pb添加对土壤pH、阳离子交换量(CEC)和可溶性有机质(DOC)等的影响,初步建立了土壤Pb生物有效性的预测模型.结果表明:EDTA提取态Pb含量随老化时间的延长而降低;准二级动力学方程可较好地表达有效态Pb在老化过程中的动力学特征,方程的参数反映了Pb处理浓度的增加延长了老化达平衡的时间,所有供试土壤的EDTA提取态Pb含量在3个月后基本达到老化平衡;不同提取态Pb含量和变化不同,CaCl_2提取态Pb含量最少、变化最大,HNO_3提取态Pb含量变化最小;外源Pb添加会降低土壤pH,但对CEC和DOC无明显影响;随着老化时间的延长,土壤pH升高,CEC无明显变化,DOC显著降低;土壤水溶态Pb和DOC可用来预测DGT测定的有效态Pb含量,预测效果较好.     

δ-MnO_2对Cr(Ⅲ)氧化动力学特征

采用分步离心法研究了δ-MnO2对Cr(Ⅲ)的氧化动力学.结果表明,δ-MnO2对Cr(Ⅲ)的氧化反应可以用一级动力学方程分段拟合.氧化反应是由2个速率不同的一级反应组成,Cr(Ⅲ)溶液在高浓度(400μmol/L)条件下,也可以用扩散方程和Elovich方程分段拟合.温度升高显著增加快反应阶段速率常数.随着反应的进行,MnO2表面吸附的Cr(Ⅵ)/Mn(Ⅱ)逐渐减小并远小于理论值(0.667),MnO2表面吸附的Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)只占总量的0.1%～3%.溶液中的Cr(Ⅵ)/Mn(Ⅱ)逐渐减小并接近理论值.所以Mn(Ⅱ)向溶液中的扩散滞后于Cr(Ⅵ).Cr(Ⅲ)的氧化反应的速率控制步骤,在低浓度条件下是Cr(Ⅲ)的扩散和吸附,在高浓度条件下是Mn(Ⅱ)向溶液中的扩散.     

东北典型遗留铬渣堆放场土壤Cr污染及运移特征

原铬盐生产企业堆存铬渣虽然已无害化处置,但堆放场遗留的土壤污染问题仍十分严重,含Cr化合物在不同性质土壤中的迁移特征具有典型性。针对东北某大型遗留铬渣堆放场地,开展了典型土壤介质的Cr污染分布及迁移特征研究。结果表明,土壤渗透性和酸碱度对于总Cr和Cr(Ⅵ)在土壤中的浓度分布特征有明显影响,Cr(Ⅵ)更易在下层渗透性差的土层聚积,弱酸性条件下更适宜含Cr化合物在土壤中的迁移。因此,在进行此类污染场地调查时,应充分考虑不同土壤介质渗透性及酸碱度对Cr污染分布的影响,进一步提高调查结果准确性。     

铈(Ⅲ)在不同土壤中的吸附、解吸动力学研究

应用放射性核素＾１４１Ｃｅ，采用一次平衡法（ｂａｔｃｈ）研究铈（Ⅲ）在四种典型土壤（红壤，潮土，黄土和墨土）上的吸附和解吸的动力学，发现低量的Ｃｅ（Ⅲ）在四种土壤被吸附的很快，在０．５ｍｍ内接近完全吸附，在四种土壤上的解吸过程大约在１～３０ｍｉｎ内接近完成，不同土壤达到解吸平衡所需的时间及同一时间的解吸量亦不相同，Ｃｅ（Ⅲ）在四种土壤上争吸的量优模型是，潮土和黑土是Ｅｏｖｉｃｈ方程（Ｓ－Ａ＋Ｂｉｎ     

几种土壤铁锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化特性(Ⅰ)--氧化锰矿物类型与吸附态离子的影响

用X射线光电子能谱、氧化还原平衡等技术，研究了我国几种土壤铁锰结核对Cr（Ⅲ）的氧化特性，结果表明：供试土壤铁锰结核中的锰为＋3、＋4价态，黄棕壤（N2－1）、黄褐土（N4－1）、砂姜黑土（5-1)铁锰结核中氧化锰矿物对Cr（Ⅲ）的最大氧化量分别为627．1、723．6、478．6mmol/kg(MnO2），其中水钠锰矿／锂硬锰矿组合对Cr（Ⅲ）的氧化量化钙锰矿／锂硬锰矿组合的大；对Cr（Ⅲ）的是分率随Pb吸附量的增加而降低至稳定，随Cd、离子吸附量增大的变幅较小，土壤铁锰结核中的氧化锰矿物对Cr （Ⅲ）的氧化量与氧化锰矿物类型、锰的价态、吸附态阳离子种类及表面位点亲和性等因素有关。     

木麻黄沿海防护林土壤呼吸动态及其关键影响因子

以中国亚热带木麻黄沿海防护林为研究对象,利用LI-8100土壤呼吸自动观测系统,对木麻黄人工林生态系统的土壤呼吸特征进行了监测.结果表明,不同林龄木麻黄林地土壤呼吸日动态均呈双峰变化曲线,8:00~10:00和14:00~16:00出现峰值,最小值出现在20:00~22:00;季节动态均呈单峰曲线,最大值出现在6~7月份,最小值则出现在12~1月份.土壤温度和水分对土壤呼吸的季节变化存在显著影响,并有明显的交互作用,进行单因素方差分析发现,土壤呼吸季节变化与5cm土温存在着较好的指数相关关系(P成林>幼林;随着林龄的增大,土壤呼吸对土壤温度和土壤水分的敏感性增强.     

几种土壤铁锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化特性(Ⅰ)--氧化锰矿物类型与吸附态离子的影响

用X射线光电子能谱、氧化还原平衡等技术,研究了我国几种土壤铁锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化特性.结果表明:供试土壤铁锰结核中的锰为+3、+4价态.黄棕壤(N2-1)、黄褐土(N4-1)、砂姜黑土(N5-¨铁锰结核中氧化锰矿物对Cr(Ⅲ)的最大氧化量分别为627 l、723 6、478.6mmol/kg(Mn02),其中水钠锰矿/锂硬锰矿组合对Cr(Ⅲ)的氧化量比钙锰矿/锂硬锰矿组合的大;对Cr(Ⅲ)的氧化百分率随Pb吸附量的增加而降低至稳定,随Cd、P离子吸附量增大的变幅较小土壤铁锰结核中的氧化锰矿物对Cr(Ⅲ)的氧化量与氧化锰矿物类型、锰的价态、吸附态阳离子种类及表面位点亲和性等因素有关     

典型草原区土壤水分变化特征及影响因素分析

为了揭示典型草原区土壤水分时空变化规律,探讨主要影响因子,利用内蒙古两个站点近20年土壤水分观测资料和相应的气象资料,采用数理统计方法,分析了该区域土壤水分变化的基本事实和统计特征及影响因子,得出:年内土壤水分基本呈双峰曲线变化,春季化冻(04-08)到入冬前(10-18)的土壤水分平均相差5.3mm,大多数年份土壤水分年内可以达到平衡;年际变化有每隔7～8年走势发生改变的趋势;垂直向水分变化主要发生在60cm以上土层中,近几年深层变幅有增大的倾向;蒸降差与土壤水分变化呈相反趋势,生长季蒸降差对土壤水分的干扰最大.样本站0～50cm土层的最大容水量为85mm和135mm,多数时期土壤相对含水量平均在40%～60%以上,有较强的调蓄能力.     

农田土壤CO2排放及影响因子研究

由于人类活动或者自然形成的温室气体中,CO2和N2O被认为是最重要的温室气体。温室气体排放一旦超出大气标准,便会造成温室效应,使全球气温上升,威胁人类生存．因此如何探寻合理的减排办法已成为各国的当务之急。土壤温度、含水量以及农田施肥管理措施等因素与CO2等温室气体的释放量紧密相关,将其作为跟踪和预测土壤CO2排放量的指示物,对于农田土壤施肥、监测农田土壤温室气体的排放都具有十分重要的理论和实践意义。     

典型工业区土壤重金属污染特征及生物有效性研究

该文采集典型工业区土壤及植物样品,研究了典型工业区土壤中重金属污染程度、污染分布,并进一步分析了土壤中重金属污染特征及潜在生态风险。研究结果表明,研究区域表层土壤中中重金属含量依次从高到低为:PbZnCrCuCd,平均含量分别为113.25、92.15、78.63、44.31和0.32 mg/kg。重金属含量均超过兰州市土壤背景值,其中毒性较强的重金属Pb的平均含量超过土壤背景值的5倍,但各采样点土壤中5种重金属的含量均低于土壤环境质量二级标准。土壤重金属纵向分析显示,随土壤深度增加,重金属含量降低,且污染物主要富集在表层0~20 cm。土壤重金属污染特征分析结果表明工业活动及交通对典型工业区的土壤Pb、Cd含量影响较大.采用地积累指数法对土壤质量进行评价,结果显示研究区域内土壤受到Cu、Zn、Pb、Cr轻-中度污染,受到Cd严重污染。土壤中重金属可提取态分析表明,典型工业区土壤中的Zn、Cd及Cu易于通过土壤-植物系统发生迁移,而Pb和Cr比较稳定,不容易发生迁移。植物样品分析结果表明植物中Zn含量较高,植物对重金属的富集能力从高到低依次为ZnCuCrPb。     

我国典型化工污染地块土壤铬污染特征及区域差异

选取我国5个分布在不同区域的化工污染地块土壤为研究对象,依据相关调查数据,对不同区域土壤中铬(Cr)的形态分布、价态分布和浸出特征进行研究。结果表明:土壤Cr形态分布与土壤有机质含量呈正相关,与土壤pH呈负相关;海北和牟定的土壤Cr主要以Cr(Ⅵ)形式存在,表现出高毒性、迁移性和环境风险,陆良、石家庄、山南土壤Cr主要以Cr(Ⅲ)形式存在;山南土壤浸出Cr(Ⅵ)和浸出TCr含量最低,土壤生物有效性和环境风险最低,污染程度相对较轻。     

典型污灌区土壤中Cd的形态、有效性及其影响因子

采集了北京、山东、天津、河北及辽宁5个典型污灌区土壤,外源添加1.20mg/kg 的Cd,经过30d老化后,研究了不同污灌区土壤中小麦Cd的吸收、转运系数,同时利用离子色谱及WHAM6.0模型对污灌区土壤溶液性质及自由Cd²⁺形态等进行了测定.结果表明,不同污灌区土壤中,小麦根、茎叶对Cd的富集系数（BCF）与植株体内Cd的根-茎叶转运系数（TF）有显著差异;二种不同Cd敏感性小麦茎叶对土壤Cd的富集系数为0.064~0.465,最大相差626.5%,不同污灌区土壤Cd的富集系数大小表现为辽宁棕壤最大,山东棕壤最小;植株根-茎叶Cd转运系数（TF）表现为河北褐土>辽宁棕壤~北京潮土>天津潮土>山东棕壤.不同污灌区土壤中,自由Cd²⁺形态含量与Cd植物有效性呈显著正相关;植株根、茎叶中Cd含量与土壤中自由Cd离子含量的负对数[p（Cd²⁺）]呈显著（P<0.001）的负相关关系,方程分别为：y=-3.3106x+17.681（R²=0.929）;y=-0.3389x+1.7743（R²=0.916）.外源添加1.20mg/kg Cd土壤中,溶液自由Cd²⁺形态的变化值[△p（Cd²⁺）]与pH值、EC含量呈正相关,而与溶液中Cl^-、Na⁺、Ca²⁺含量呈负相关.由此可以推断,由污灌引起的土壤中Cl^-、Na⁺、Ca²⁺等离子含量的增加将导致土壤中Cd环境风险增大.     

Hg在玲珑金矿区典型农田土壤中的吸附特征研究

采集烟台玲珑金矿区不同性质的土壤,通过吸附解析实验研究了矿区2种典型农田土壤对重金属汞的吸附特征.等温吸附-解吸实验结果表明,酸性土壤对Hg（Ⅱ）的平均吸附率高于中性土壤,中性土对Hg（Ⅱ）的最大吸附量为156.9μg/g,酸性土达到201.38μg/g.2种土壤结合Hg（Ⅱ）的解吸量和解吸率都较低,且酸性土的解吸率（...     

东北典型林区土壤黑碳分布特征及影响因素

以长白山、小兴安岭和大兴安岭三大东北林区为研究对象,研究了各区域森林土壤的黑碳含量和密度等分布特征,并对比林型、地形和火烧强度等研究结果,探讨了上述因素对黑碳分布特征的影响.研究表明,东北森林土壤的黑碳分布在垂直方向上差异显著,表现为表层(A11层)亚表层(A1 2层)(p0.01),3个区域内表层土壤黑碳含量大小表现为:大兴安岭长白山小兴安岭,黑碳密度大小为:长白山大兴安岭小兴安岭.长白山林区不同林型的黑碳含量和密度存在明显差异,杨桦次生林显著高于原始阔叶红松林(p0.01);小兴安岭林区,同一土层不同坡位土壤黑碳含量和密度均表现为:下坡上坡(p0.01),不同坡向均表现为:阳坡阴坡(p0.05);不同火烧强度下大兴安岭森林土壤黑碳含量和密度也有差异:对照轻度火烧中度火烧重度火烧,且对照与中度、重度火烧强度间均差异显著(p0.01).综上可知,林型、坡位和火烧强度是影响东北森林土壤黑碳分布的重要因素,但各林区主控因素不同.     

双酚S在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为研究

采用批平衡实验方法研究了双酚S（BPS）在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为.结果表明,吸附动力学曲线符合拟二级动力学方程.吸附等温线呈非线性,且同时符合Freundlich和Langmuir方程.相比而言,BPS更易吸附在高有机质含量的黑土中,298 K反应温度下BPS在黑土和红壤上的最大吸附容量分别为497.8和156.6 mg·kg^-1.吸附到两种土壤中的BPS存在解吸滞后现象,这可能是由于BPS以化学吸附和微孔扩散的形式存在于土壤中的缘故.溶液pH与BPS在土壤中的吸附容量呈负相关关系,即中性形态的BPS比阴离子形态的BPS具有更高的吸附容量.与结构类似物双酚A（BPA）的吸附相比,BPS在土壤中的吸附量更低,因此具有更高的迁移能力,可能会引起更高的环境健康风险.本研究结果为了解BPS在土壤中的迁移规律提供了数据支持.     

Mn(Ⅲ)在水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)反应中的作用

环境中的氧化锰矿物是可氧化Cr(Ⅲ)的唯一天然无机氧化剂,氧化锰矿物与Cr(Ⅲ)相互作用的反应速率与机制备受关注.本研究以水钠锰矿为对象,采用批量动力学方法研究了其结构中Mn(Ⅲ)在氧化Cr(Ⅲ)反应中的作用及动力学特点.结果表明,水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)符合准一级动力学方程,表观速率常数Kobs为0.0313 min-1,以Na4P2O7预处理水钠锰矿可络合出结构中的部分Mn(Ⅲ),使其Mn的平均氧化度升高.当处理Na4P2O7浓度为10、20、50 mmol/L时,其Mn氧化度由3.50升高至3.63、3.73和3.78,处理后的水钠锰矿对Cr(Ⅲ)的平衡氧化率增加,但初始氧化速率变化并不明显,其相应表观速率常数分别为0.0351、0.0325和0.0309 min-1.水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的反应历程中,Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅲ)的电子转移过程生成的Mn(Ⅲ)显著影响水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的速率.当新生成Mn(Ⅲ)被Na4P2O7络合后,反应速率降低45%~88%,且水钠锰矿的氧化度较低时,结构中Mn(Ⅲ)含量高,反应中被络合的新生态Mn(Ⅲ)多,反应速率降低幅度相对较大.因此,反应新生成的Mn(Ⅲ)具有较高的反应活性和较快的电子转移速率,而Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅲ)的电子转移速率较慢,可能为水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的反应速率控制步骤.     

HDTMA改性蒙脱土对土壤Cr(Ⅵ)的吸附稳定化研究

以钠基蒙脱土为原料,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂,制备了系列有机蒙脱土改性材料,并将其用于Cr(Ⅵ)污染土壤的稳定化处理研究.红外光谱、X射线粉末衍射、扫描电镜、氮气吸附脱附、阳离子交换量以及电动电位等表征结果表明,随着HDTMA投加量的增加,蒙脱土层间距从1.25 nm增加到2.13 nm,表面粗糙度下降,比表面积从38.91m~2·g~(-1)降低到0.42 m~2·g~(-1),可交换的阳离子数量从62 cmol·kg~(-1)降低到9.9 cmol·kg~(-1),且表面电性由-29.1 m V升高到5.59m V.毒性浸出实验结果表明,材料的有效性与土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、蒙脱土的投加量、养护时间以及HDTMA的改性量均有关.随着HDTMA改性量的增加,有机改性蒙脱土对Cr(Ⅵ)的物理吸附作用下降而对污染物的静电作用增强,静电吸附作用是改性蒙脱土对土壤Cr(Ⅵ)的稳定化效果增强的主要原因.     

蔬菜镉(Cd)富集因子变化特征及其影响因素

本研究以湖南省攸县为例,测定重金属镉(Cd)在585个灌溉水样品和625对土壤蔬菜样品中的含量水平,结合农业与气象调查数据,应用典型相关分析及路径分析模型研究各环境因子对于Cd在土壤-蔬菜系统累积水平的影响.结果表明研究区灌溉水、土壤、蔬菜中Cd含量差异较大.蔬菜Cd富集因子(PUF)服从自然对数分布,有10%的概率大于1.土壤pH和土壤有机质对PUF有着显著的直接效应,土壤阳离子交换量,灌溉水pH,降雨量和氮肥施肥量通过与pH及土壤有机质的相关关系间接影响PUF变化.研究区土壤pH和土壤有机质含量较低,对于Cd在土壤-蔬菜系统中的累积风险应给予一定关注.     

改性生物炭负载nZVI对土壤Cr(VI)的修复差异研究

考察了生物炭(BC)、酸洗生物炭(HCl-BC)和纳米零价铁负载生物炭(n ZVI-HCl-BC)对土壤中Cr(VI)还原和总Cr形态转化的影响.结果表明,生物炭对Cr(VI)还原率随土壤含水率的升高而显著提高.在较高土壤含水率(70%)条件下,各生物炭对Cr(VI)的最高还原率排序为:HCl-BC(97.26%)n ZVI-HCl-BC(88.36%)BC(87.61%).在不同Cr(VI)污染水平下(150、300、600和900 mg·kg~(-1)),HCl-BC对土壤中Cr(VI)的还原率最高.随Cr(VI)含量升高,BC和HCl-BC对Cr(VI)的还原率呈降低趋势,而n ZVI-HCl-BC对Cr(VI)的还原率为先降低后升高.形态分析表明,生物炭在不同程度上增加了土壤中Cr残渣态的比例:n ZVI-HCl-BC(11.58%)HCl-BC(9.53%)BC(1.42%),表明生物炭对土壤Cr起到稳定作用.综上,改性生物炭显著促进Cr(VI)还原及总Cr向残渣态转化,表明其具有修复Cr污染土壤的潜力.