土壤中2,4-二氯酚在非均匀电动力学作用下的迁移

研究了土壤中的2,4-二氯酚(2,4-DCP)在非均匀电动力学作用下的迁移特征和影响因素,揭示利用非均匀电动力学技术修复2,4-DCP污染土壤的特性．结果表明,非均匀电动力学过程能有效地促进土壤中2,4-DCP的解吸和迁移,其作用效果与土壤性质、电极反应和运行方式等密切相关．土壤pH较高时,2,4-DCP主要通过电迁移向阳极运动,向阴极的电渗析作用影响较小．电极反应影响土壤pH和2,4-DCP的离解,使2,4-DCP的迁移随时间而变化,其变化程度与土壤酸碱缓冲能力和Zeta电位密切相关．采用适当的运行方式可以控制土壤中2,4-DCP的运移．     

正十六烷在电场作用下的迁移与微生物降解

研究了砂土中的正十六烷在电动强化微生物作用下的迁移特征和影响因素,揭示利用非均匀电动力学技术修复链烷烃污染土壤的特性。结果表明:非均匀电动力学过程能有效地促进土壤中正十六烷和细菌的迁移,电渗析是其主要作用机理。在1.2V/cm电压梯度下砂土中的正十六烷向阴极迁移速率约为0.7cm/d;电极对污染物、降解菌的迁移作用和电极反应引起的土壤pH变化使得污染物主要在距阳极15cm处被降解,可利用该过程将污染物迁移到规定区域,然后投加高效降解菌进行定点修复。     

电动力学作用下土壤中菲的迁移特征及其机理

研究了土壤中菲在均匀和非均匀电动力学下的迁移特征和机理,揭示了利用非均匀电动力学技术修复菲污染土壤的特性.结果表明,非均匀电动力学过程能够使土壤中的菲一定程度地向场强较大的电极区迁移,其迁移程度随运行时间增加而增大,但与非均匀电场的施加方式无关.非均匀电场对土壤中菲的迁移主要是以介电迁移方式进行的.     

土壤酚类污染物在电动力学作用下的迁移及其机理

通过小型实验研究并比较了土壤中苯酚和2,4-二氯酚在均匀和非均匀电动力学作用下的迁移特征和机理,分析了利用电动力学技术修复酚类污染土壤的可行性.结果表明,电动力学过程能有效地促进土壤中苯酚及2,4-二氯酚的解吸附和迁移,电渗析和电迁移是其主要的作用机理,其迁移效果与电动力学形式、污染物类型、土壤酸碱性质和电极反应等密切相关,可以采用适当的电动力学工艺修复含酚类化合物的污染土壤.     

土壤无机离子在非均匀电场作用下的迁移

研究了非均匀电场对不饱和沙壤土中的NO₃^-和SO₄^2-的迁移特征,揭示利用非均匀电场向土壤中注入营养物和电子受体的特性.结果表明,非均匀电场能有效地增强土壤中NO₃^-和SO₄^2-的移动性,在1.0V/cm电压梯度下不饱和沙壤土中NO₃^-和SO₄^2-的电迁移速率分别高达22.0,16.5cm/d;在非均匀电场中无机离子主要通过场强较大的区域迁移;切换电场极性可以方便地控制土壤中NO₃^-和SO₄^2-的运移,同时能促使NO3-转化为NO₂^-.利用非均匀电场的迁移和富集效应,可以有效地向土壤中注入无机离子或者将污染离子从土壤中分离出来.     

土地整治对盐碱土壤细菌群落动态和组装的影响分析

了解土地整治对盐碱土壤细菌群落的影响对认识盐碱地生态特征和推动生态修复具有重要意义.以黄河三角洲盐碱土壤为研究对象,利用Illumina高通量测序技术,测定土地整治区与非整治区土壤细菌群落结构差异,并分析了土壤环境变量、空间因子和土地整治行为对细菌群落结构的相对贡献,探讨了土地整治对细菌群落组装和细菌群落功能的影响.结果表明：土地整治区仅有Shannon多样性指数显著高于非整治区.土地整治区与非整治区的细菌群落结构存在显著差异,通过LEfSe分析确定了细菌群落中的生物标志物,这些生物标志物在土地整治区大多与氮循环过程相关,在非整治区则大多表现出对有机污染与重金属污染的耐受性.空间距离效应分析表明土地整治有利于减弱空间因素对细菌群落结构的影响.中性群落模型分析结果显示土地整治区细菌群落的拟合程度更高,表明具有更高的迁移能力.方差分解分析表明环境变量单独解释部分对细菌群落结构变异的贡献率最大（15.50%）.细菌功能预测结果表明土地整治区土壤氮循环相关功能显著增强,在非整治区碳降解活动更为活跃.总之,土地整治对细菌群落具有显著影响,降低土壤环境的空间异质性,并能够有效改善细菌群落功能.因此...     

不同海拔鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌群落多样性及PICRUSt功能预测

鬼箭锦鸡儿作为我国北方高山和亚高山地区的主要建群植物,是区域生态系统的重要组成部分,但是很少有研究关注其对土壤生态系统的影响及其对环境变化的响应.因而,以鬼箭锦鸡儿为研究对象,采用高通量测序技术,分析了不同海拔鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌群落多样性特征,并进行了功能预测分析.结果表明,所有样品共检测到43门、 112纲、 251目、 324科和542属,变形菌门、酸杆菌门和放线菌门是根际和非根际土壤中的优势菌群.虽然不同海拔之间,鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌多样性指数和群落结构不存在显著差异,但是在同一海拔水平上,根际和非根际土壤细菌多样性指数和群落结构组成存在显著差异.PICRUSt功能预测表明,细菌群落主要涉及氨基酸代谢、碳水化合物代谢、辅助因子和维生素代谢等29个子功能,表现出功能上的丰富性,且代谢为最主要的功能.土壤细菌二级代谢通路预测基因相对丰度的变化与变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门等菌群丰度显著相关,并且土壤细菌预测功能基因组成的差异与土壤细菌群落结构的差异呈显著正相关,说明细菌群落结构与功能基因可能存在密切联系.研究初步探讨了不同海拔梯度下鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌...     

土壤污染及其防治

X53200502112土壤无机离子在非均匀电场作用下的迁移/罗启仕(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室)…∥中国环境科学/中国环境科学学会.-2004,24(5).-519~523环图X-58研究了非均匀电场对不饱和沙壤土中的NO3-和SO42-的迁移特征,揭示利用非均匀电场向土壤中注入营养物和电子受体的特性。结果表明,非均匀电场能有效地增强土壤中NO3-和SO42-的移动性,在1.0V/cm电压梯度下不饱和沙壤土中NO3-和SO24-的电迁移速率分别高达22.0,16.5cm/d;在非均匀电场中无机离子主要通过场强较大的区域迁移;切换电场极性可以方便…     

土壤电动修复的电极空间构型优化研究

采用MATLAB软件对非均匀电场中几种常见电极构型的电场分布进行了模拟,根据最优的电极构型构建了电动修复实验装置,研究了电动修复过程中不同部位土壤p H以及重金属残留量随时间变化情况.结果表明,从电场强度的有效性角度,正方形(1-D-1)和正六边形(2-D-3)分别是一维、二维构型中最优的电极构型,土壤p H值的变化、重金属的去除与电场强度的分布有密切关系.采用正六边形电极构型对镉、镍、铅、铜共4种阳离子型重金属进行电动修复时,控制阴极p H值,随着修复的进行,在整个反应单元中逐步形成了酸性迁移带,可在一定程度上避免重金属的过早沉淀,有利于重金属的去除.电动修复480 h后,重金属镉、镍、铅、铜的总去除率分别为86.6%、86.2%、67.7%、73.0%,可根据修复目标改变修复时间和更换电极频次.     

垂直电场对重金属络合物在土壤中迁移过程的影响

采用垂直直流电场,研究了EDTA施入到土壤后,在不同电场方向和强度下土壤Cu,Zn络合物在土柱中的迁移过程.结果表明,电场作用影响土壤中Cu,Zn络合物的迁移,电场强度越大,对络合物的迁移作用越显著.在阳极在上的电场环境下,电场作用能够有效减缓Cu,Zn络合物向下迁移,改变电场方向后,电场作用则能加速Cu,Zn络合物的向下迁移聚积.与对照相比,电场作用改变了土壤Cu,Zn在土柱中的分布,对土壤性质的影响主要集中在电极附近.     

完全对称电场对电动-微生物修复石油污染土壤的影响

针对石油这种非极性复杂有机污染物难以去除的特点,以含油量为50 mg/g的石油污染土壤为研究对象,运用行/列循环切换方式,每5 min切换一次电极极性,建立空间和场强上完全对称的电场,旨在研究完全对称电场条件下电动-微生物联合修复对石油污染物去除率的影响. 对土壤有效氮、有效磷、有效钾等营养物含量以及降解菌数量在电场作用下的变化进行比较. 结果表明,1 V/cm的电压梯度下,土壤中的w(有效氮),w(有效磷)和w(有效钾)分别为初始值的1.3,1.6和1.2倍;同时,在电场作用和电极极性切换条件下,土壤的pH为6.3±0.2,温度升高2～3 ℃,石油降解菌的数量增加,当处理时间为20 d时,降解菌数量最大值达2.3×109 　CFU/mL,进而提高了石油的去除率. 烷烃在电动处理下降解速率加快,60 d烷烃去除率达到15.73%. 经过60 d的电动-微生物修复,石油去除率达到33.42%,是对照组的2.4倍.      

化肥和有机肥配施生物炭对根际土壤反硝化势和反硝化细菌群落的影响

为明确化肥和有机肥配施生物炭对根际土壤反硝化细菌和反硝化势的影响,以柠檬根际土为研究对象,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、有机肥(M)、化肥配施生物炭(CFBC)和有机肥配施生物炭(MBC)等5个处理,通过测定根际nirS型、nirK型和nosZ型反硝化菌群落特征、反硝化势和土壤环境因子,明确化肥和有机肥配施生物炭对根际反硝化作用的影响.结果表明,与CK相比,CF处理显著降低根际土壤反硝化势47.7%,M和MBC处理分别显著增加反硝化势的2 192.7%和1 989.9%; M和MBC处理显著增加nirS型和nosZ型反硝化菌的基因拷贝数,CF和CFBC处理显著降低nirS型和nosZ型反硝化菌基因拷贝数,而4个施肥处理均显著增加nirK型反硝化菌基因拷贝数.逐步回归分析结果表明：pH是nirS型反硝化菌丰度的主要影响因子,有机质(SOM)和铵态氮(NH⁺₄-N)是nirK型反硝化菌的主要影响因子,pH、硝态氮(NO^-₃-N)和氮磷比(N/P)则是nosZ型反硝化菌的主要影响因子.偏最小二乘法分析...     

布吉河丰水期总细菌和氨氧化细菌的定性和定量研究

河流中微生物的数量和群落结构能在一定程度上反映水环境状况.氨氧化细菌驱动的硝化作用是氮素转化的主要机制,为了解氮素污染河流中氨氧化细菌的群落组成及数量,采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和Real-time PCR技术分析了布吉河丰水期不同断面水样中总细菌和氨氧化细菌的群落结构以及数量变化.结果表明,水样中总细菌(16S rRNA)和氨氧化细菌(16S rRNA)数量变化范围分别为4.73×1010～3.90×1011copies.L-1和5.44×106～5.96×108copies.L-1.冗余度分析表明影响微生物数量和群落结构的水环境因子不同:对于总细菌,与其数量显著相关的环境因子是硝氮(P<0.05),与其群落结构显著相关的环境因子是氮素(三氮)和金属(Mn和Zn)(P<0.05);对于氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB),与其数量显著相关的是氨氮和Zn(P<0.05),与其群落组成显著相关的是氨氮、Mn和Zn(P<0.05).测序结果表明在布吉河水样中微生物属于变形菌门(Proteobacterium)的Epsilon-Proteobacteria、Gamma-Proteobacteria、Beta-Proteobacteria和Delta-Proteobacteria这4个纲,氨氧化细菌与Nitrosomonas sp.和Nitrosospira sp.属的细菌相似度较高,且Nitrosospira sp.为优势菌属.由于污染影响,布吉河上游和下游微生物群落结构明显不同.     

黄河源区高寒沼泽湿地土壤微生物群落结构对不同退化的响应

为研究高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性的变化,应用MiSeq高通量测序技术,分析高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性以及相关的环境因子.结果表明,高寒沼泽湿地退化改变了土壤微生物在OTUs水平上的物种组成,OTUs种类变化丘间较冻融丘明显,且土壤真菌OTUs种类变化显著;冻融丘和丘间细菌微生物多样性指数大于真菌微生物;不同退化高寒沼泽湿地土壤优势微生物种类相同,细菌为变形菌门（Proteobacteria）和RB41,真菌为子囊菌门（Ascomycota）和被孢霉属（Mortierella）,除RB41外未退化与重度退化间优势微生物丰度有较大差异（P<0.05）,丘间的优势微生物对不同退化较冻融丘敏感;土壤含水量、有机碳、微生物碳、微生物氮和莎草科的盖度是影响土壤微生物群落结构的主要因素.综上所述：高寒沼泽湿地退化导致微生物多样性降低,在湿地恢复中应加强湿地冻融丘和莎草科植物的保护以及土壤水分、有机碳和微生物碳氮的补充.     

土壤锌污染修复实验研究

通过实验方法研究了土壤重金属锌污染的电动修复技术,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的主要因素。污染物Zn在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,当实验电压为0.5V/cm时,在阳极附近土壤中锌的去除效率达到74.3%。电动修复中由于两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,阳极附近的pH值由开始时的6.7逐渐变小到4.8,而阴极附近则相反,由开始时的6.8逐渐增大到9.2,表明土壤的酸性碱性条件变化明显。此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

病毒在土壤中的存活时间与传播能力及其影响因素

土壤是病毒在自然界主要的分布场所,也是病毒传播的一种媒介.对流感病毒、肠道病毒、甲型肝炎病毒和冠状病毒在土壤中的存活与传播进行了系统分析,并探究了病毒在土壤中吸附与存活的主要影响因素.结果表明:流感病毒、肠道病毒、甲型肝炎病毒和冠状病毒均能在土壤中存活较长时间,并能以土壤为介质进行传播,进而导致人体暴露;土壤微生物、含水量、土壤类型及温度是影响病毒在土壤中吸附与存活的主要因素,土壤微生物的存在、含水量的降低以及温度的升高可能阻碍病毒在土壤中的存活,黏粒含量及pH较高的土壤中病毒的吸附量与存活率较高,而金属氧化物及有机质含量较高的土壤中病毒的吸附量与存活率较低.基于上述分析,对病毒在土壤中存活与传播的研究提出了有针对性的建议,如系统开展我国土壤病毒的调查研究,加强病毒在土壤中存活、传播规律及影响因素的研究等.研究显示,土壤在病毒的环境传播过程中具有重要作用,不可忽视病毒经土壤传播产生的风险.      

土壤中硝酸盐在非均匀电动力学作用下的迁移与转化

以传统的均匀电动力学方法为对照,研究了用非均匀电动力学方法控制土壤中硝酸盐迁移的可行性.结果表明:在外加电压梯度为1.0 V/cm时,受试土壤中NO₃^-在非均电动力学作用下的电迁移速率为13.5～20.0cm/d,并且迁移速率大小与NO₃^-浓度和场强分布有关;与均匀电动力学相比,非均电动力学方法更有利于土壤中NO₃^-向阳极区迁移,而且该方法对土壤性质影响更小,电能消耗更低;切换非均电动力学极性能促使土壤中NO₃^-转化为NO₂^-,并进一步降低系统的能耗,但不利于土壤中NO₃^-相对富集.     

炉渣与生物炭施加对稻田土壤铁还原菌群落结构及甲烷排放影响

为了探究炉渣及生物炭施加处理对稻田土壤铁还原菌群落结构及甲烷排放的影响,在福州某平原稻田中分别进行施加生物炭、炉渣、生物炭+炉渣3种处理,测定早、晚稻生长期稻田甲烷排放通量和可培养铁还原菌数量,并比较施加处理与不施加处理稻田土壤铁还原菌群落结构组成之间的差异.结果表明：废弃物施加能够改变稻田土壤铁还原菌数量,晚稻生物炭施加组的铁还原菌数量显著高于其他3组（P<0.05）;废弃物施加在一定程度上抑制了稻田土壤甲烷的排放,其中早稻混合施加组对甲烷排放的降低作用最为明显;福州平原稻田土壤中铁还原菌种类丰富,分布于10个门,其中厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门相对丰度占比之和大于95%.共鉴定出20个属,其中相对丰度较高的菌属为芽孢杆菌属（Bacillus）、厌氧粘细菌属（Anaeromyxobacter）、梭状芽孢杆菌属（Clostridium）等10个属,占样品中已知铁还原菌属的62.07%~66.58%;生物炭和炉渣主要通过改变土壤pH值及含水量影响稻田土壤铁还原菌群落结构,混合施加的影响比单一施加更为显著;芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度与稻田土壤甲烷的排放通量呈显著负相关,是稻田中抑制甲烷产生与排放的主要铁还原菌属.