铅稳定同位素在土壤污染物来源识别中的应用

稳定同位素是追踪土壤重金属来源的重要手段.根据地统计学研究结果,在某重金属污染场地采集了11个表层土壤样品,它们的Pb浓度呈梯度分布,最大值超过2 000 μg·g^-1.对土壤样品中4种Pb稳定同位素的含量进行了分析,以了解研究区土壤Pb的主要来源.结果表明,土壤样品²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb、 ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb与Pb浓度的倒数,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb与²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb都呈显著的线性正相关关系,这些关系符合二元混合模型,由此可以推断土壤铅主要源于人为排放和土壤母质.     

低分子量有机酸对红壤中硫丹释放动力学的影响

采用自行设计的动力学试验装置及平衡振荡试验,系统研究了3种低分子量有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)和水对红壤中α-硫丹(-αendosulfan,αES)的动力学释放行为.结果表明,10 mmol/L的酒石酸和柠檬酸可使αES的释放百分率相对于水和草酸提高7~18个百分点,其中尤以酒石酸的效果最为明显,但水和草酸对αES的释放能力却不存在显著差异(p>0.05),αES的释放存在明显的快速和慢速释放期,特别在前200 mL释放较快;水和草酸对αES的释放动力学数据可由双常数方程和抛物线扩散方程较好描述,并不是代表简单表面扩散的表观一级动力学方程,而酒石酸和柠檬酸则更倾向于Elovich方程(R2>0.99,p<0.000 1),说明对这类立体结构较复杂的有机氯农药来说,影响其在水相中释放的主导因素已不是简单的颗粒表面扩散机制,还可能涉及到土壤颗粒内部的向外扩散机制、颗粒表面的活化与去活化作用、土壤颗粒表面的溶解及对包被在土壤矿物表面的固有有机质结构干扰造成的表面点位能量分布的不均匀等多种机制,使释放动力学的机制更进一步复杂化.     

纳米TiO2协助下As(Ⅲ)在可变电荷土壤中的光催化氧化和吸附

环境中As(Ⅲ)的毒性和活动性均大于As(Ⅴ),将As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ)有利于砷的固定.为此使用自制的光催化装置,采用一次平衡法研究了纳米TiO₂协助下As(Ⅲ)在土壤悬液体系中的光催化氧化及土壤对氧化产物的吸附.结果表明,As(Ⅲ)的光催化氧化量随TiO₂的加入量和光照时间的增加而增加,当TiO₂的加入量为1.0 g·L^-1,光照时间为90 min时As(Ⅲ)可以达到很好的转化效果.As(Ⅲ)在土壤中的光催化氧化及土壤对氧化产物的吸附增加了水体中砷的去除量,在Fe/Al氧化物与TiO₂体系中也观察到类似的效应.实验结果还表明γ-Al₂O₃也可诱导As(Ⅲ)的光催化氧化.     

强烈风化条件下玄武岩发育土壤的元素地球化学特征

海南岛地处热带,晚第三纪以来喷发的玄武岩上广泛发育铁铝土。土壤剖面的常量元素、微量元素、化学风化指标及元素迁移率的研究表明:(1)土壤Al2O3、Fe2O3、SiO2和TiO2元素富集,水溶型元素强烈淋失,高CIA值和低ba值均显示其经历强烈的化学风化作用;(2)元素含量和元素迁移率的计算结果显示,温带难迁移的Ti、Zr、Hf和Nb等元素在高温多雨的热带环境下也会发生强烈的淋失,究其原因主要受湿热环境下高有机质含量和强酸性条件影响;(3)Fe、Al、Cu和Ni等元素的迁移则反映了基岩发育土壤自下而上的风化渐进特征;(4)表层土壤K、Na和Sr元素的强烈富集则与大气沉降有关。     

玉米根际微生物氮磷转化的功能基因组学分析

化肥减量增效是保障农业生态环境安全的重要基础.微生物是调控土壤氮磷循环的关键驱动力,研究根际微生物氮磷转化功能可以为进一步提高土壤氮磷利用率提供微生物学调控途径.基于3种典型农田土壤（黑土、潮土和红壤）的田间微区试验,利用宏基因组测序技术研究玉米根际微生物在土壤氮磷转化过程中功能基因的差异及调控因子.结果表明,根际微生物功能多样性受土壤类型影响,黑土和潮土的根际微生物功能多样性主要受含水量和养分含量的影响,红壤受全磷（TP）和速效磷（AP）影响.在土壤氮转化方面,编码氮转化过程通路中相关酶的基因丰度以脲酶基因（ureC）和葡萄糖脱氢酶基因（gdh）丰度最高,分别为7.25×10^-5~12.88×10^-5和4.47×10^-5~7.49×10^-5.同化性硝酸盐还原的功能基因在红壤中总丰度要高于黑土和潮土,其它过程相关酶的功能基因总丰度以潮土最高.编码氮代谢过程相关酶的功能基因丰度主要受土壤细菌丰富度、全钾（TK）和TP含量的驱动.在土壤磷转化方面,催化有机磷矿化的碱性磷酸酶基因（phoD）数目为1093个,酸性磷酸酶基因（PHO）数目为42个.phoD丰度高出PHO丰度2个数量级,此外,同种土壤类型下施肥对phoD和PHO丰度没有显著影响.随机森林分析表明phoD和PHO丰度均受土壤水分、有机质（OM）和全氮（TN）显著影响,但AP含量对PHO丰度影响最大.从功能基因组水平研究了玉米根际微生物的氮磷转化特征,为利用微生物功能提高农田生态系统氮磷利用率提供了科学依据.     

尖孢镰刀菌致病相关因子及其分子生物学研究进展

由致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染引起的植物枯萎病是一种世界性的土传真菌病害,对农业生产造成了巨大经济损失.研究表明,尖孢镰刀菌的致病与多种致病因子相关,包括信号传导系统(环腺苷酸单磷酸-蛋白激酶A和促分裂素原活化蛋白激酶信号途径)、细胞壁降解酶(木聚糖酶、果胶酶、果胶裂解酶、细胞毒素、纤维素酶、半纤维素酶和木质素降解酶等)、克服植物防御响应系统(降解抗真菌化合物和破坏植物细胞壁的化学修饰)以及其它(细胞毒素和过氧化物酶)等.此外对今后的研究工作提出展望.参26     

铜镉复合胁迫下温度对小麦幼苗生长及其对铜、镉和矿质营养元素吸收与各元素在亚细胞分布的影响

为了研究重金属复合胁迫下温度变化对陆生植物的毒性效应的影响,实验采用水培的方法,设置对照和Cu-Cd复合胁迫(10 μmol·L1 Cu+10μmol·L-1Cd)2个处理,每个处理分别设置3个不同的培养温度(8/4℃、25/20℃和35/30℃),对小麦进行48 h的暴露实验,测定小麦幼苗的生长及其对重金属和矿质营养...     

广东省土壤砷元素空间变异与环境意义

利用广东省260个土壤剖面数据,开展区域尺度下的土壤砷（As）元素质量分数的空间分布和垂直变异研究。结果显示,研究区土壤砷的几何平均质量分数为10.4 mg.kg-1,高于全国的平均水平9.6 mg.kg-1。表层土壤As的上基线质量分数为23.4 mg.kg-1。土壤As的空间分布特征主要决定其成土母岩的类型,主要表现为A、B、C 3层土壤As的空间展布形式相似,高As背景质量分数主要分布于石灰岩和砂页岩地区。此外,由A层至C层,As质量分数呈逐渐增加的趋势（由低到高依次为10.4 mg.kg-1,10.7 mg.kg-1,11.3 mg.kg-1）,但无底层富集特征,这种垂直变异特征与低有机质含量和强烈的土壤侵蚀作用有关。计算得出,研究区由土壤侵蚀引发的流入周边水体的土壤As每年可高达1 040 t。     

沿黄河下游湖泊湿地植物群落演替及其多样性研究

沿黄河下游湖泊湿地是黄河健康生命系统的重要组成部分,其植物群落演替及其多样性研究对湿地及其生物多样性保护有重要意义。通过野外样地调查,分析了沿黄河下游湖泊湿地植物物种组成及其群落的演替模式,并计算了群落植物多样性特征指数,包括物种丰富度指数（S）、多样性Simpson指数（D）、Shannon-wiener指数（H′）、均匀度指数Pielou（E）。结果表明,研究区湖泊湿地共有77种植物,属于28科61属,除榆树Ulmus pumila Linn.为木本植物外,其余76种为草本植物,其中有1种轮藻门植物,1种蕨类植物;从空间来看植物群落演替过程为沉水植物菹草群落→纯水烛群落→水烛群落→水烛＋扁秆藨草群落→藨草群落→芦苇群落,青龙湖湿地水环境的变化,使湿地植物群落的类型也随之发生变化;群落多样性指数Shannon-wiener指数均低于1.12,Simpson指数为0.41~1,Pielou均匀度指数为0.8左右;芦苇群落的物种数最多,有32个物种,水烛群落以12种次之,菹草群落、水烛＋扁秆藨草群落和扁秆藨草群落中的物种数差别不大。沿黄河下游湿地植物群落多样性水平较低,湿地系统有向陆地系统过渡的趋势。     

广东省区域地质背景下土壤表层重金属元素空间分布特征及其影响因子分析

研究目的旨在揭示区域地质背景下土壤表层重金属元素的空间分布特征,探讨其影响因子;同时构建广东省表层土壤重金属元素的基线浓度。对260个表层土壤样品的研究表明,7种重金属元素含量分布符合对数正态分布,在此基础上建立的上基线质量分数值分别为：Cu 28.7 mg.kg-1,Pb 57.6 mg.kg-1,Zn 77.8 mg.kg-1,Cd 0.13 mg.kg-1,Ni 23.5 mg.kg-1,Cr 87.0 mg.kg-1,Hg 0.15 mg.kg-1。主因子分析结果可以满意的描述土壤重金属元素约80%的总体变异特征,并且得出：区域母岩的分布和成土作用是影响重金属元素空间分布和变异的主要因素;人类活动的影响以珠三角地区的Pb和Hg元素最为突出。此外,7种重金属质量分数克里格图展示了高质量分数的重金属元素的空间分布与区域断裂,盆地具有很好的空间相关性。区域断裂、盆地和珠三角地区的土壤重金属几何平均含量分别为普通地区的如下倍数：Cu 2.1~3.1倍,Pb 2.5~3.6倍,Zn 2.0~2.2倍,Cd 2.2~2.9倍,Ni 1.5~1.9倍,Cr 1.1~1.5倍,Hg 1.4~2.2倍。研究结果可以作为评价广东省土壤重金属污染和建立合适的修复标准的科学参考。