地表反照率动态参数化方案研究——以玉米农田为例

利用2006-2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站的通量、气象及生物因子观测资料研究了地表反照率(α)的动态参数化方案。结果表明:α与太阳高度角(h_θ)呈对数关系,与表层土壤湿度(SWC)呈对数或线性关系,与叶面积指数(LAI)呈指数或线性关系。非生长季,h_θ与SWC为α的主要影响因子,与α分别呈对数和线性关系时α的模拟精度明显好于其他关系,除初春外,大部时段的α模拟误差都较小。生长季,α主要受h_θ、SWC和LAI的影响。采用α分别与h_θ、SWC和LAI呈对数、线性和指数关系时α的模拟精度较高,受资料限制,大部分时段的α被明显低估,玉米营养生长阶段的模拟精度更差。引入植被覆盖度(F_veg)对裸土和植被分别赋权重所建立的α动态参数化模型,在生长季内α的模拟误差明显减小,营养生长时段α的模拟精度显著提高。该研究将为陆面过程模型提供动态的植被反照率参数,从而可提高模拟的准确性。     

水体甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼的毒性效应

以斑马鱼(Brachydanio rerio)为实验生物,采用半静态实验方法,研究了甲苯、乙苯和二甲苯的水生生态毒性效应.研究表明,水体中甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼96h半致死浓度LC50分别为77.5、31.0和34.8mg·L-1,根据化学物质对鱼类毒性分级标准,3种物质均属中等毒性,其毒性大小顺序为:乙苯>二甲苯>甲苯.在最高暴露浓度下,斑马鱼均出现了剧烈、无序游动,并伴有抽搐等现象,其中暴露在甲苯中的斑马鱼行为改变更为严重.分析认为,3种物质对斑马鱼毒性大小与疏/亲水性有关,疏水性越强,对水生生物的毒性作用越大.     

有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中吸附解吸特性的影响

采用平衡液吸附法和NH4AC、EDTA溶液解吸法,研究了有机质对Cu2+在棕壤及其各粒级微团聚体中(<10 μm,10～50μm,50～250 μm)的吸附解吸过程中的影响,为寻求有效控制土壤中Cu2+环境行为的对策措施提供理论支撑.研究结果表明,各粒级微团聚体中有机质对Cu2+的吸附能力随粒级的减小而增强,原土仅次于<10 μm微团聚体.就吸附机制而言,去除有机质后的原土及其各粒级微团聚体在不同吸附机制控制下的吸附能力也有所变化,表现为:去除有机质后,棕壤及各粒级微团聚体对Cu2+的静电吸附能力增强,络合吸附能力和专性吸附的能力均有所降低.分析表明,原土及其不同粒级微团聚体对Cu2+的吸附能力及稳定性的差异,与其重要组成成分有机质有关.     

包膜与氢醌结合对尿素释放及水解的影响

通过探讨尿素和脲酶抑制剂氢醌被共同包被后二者在土壤中的溶出行为及其对尿素水解的控制,阐明此类肥料减缓尿素水解的机理,为此类肥料的开发和农业应用提供一定的理论依据.采用室内摸拟培养的方法开展:(1)尿素和脲酶抑制剂氢醌被共同包被后二者在土壤中的溶出行为.(2)添加氢醌尿素、包膜型尿素、尿素和脲酶抑制剂氢醌被共同包被后尿素在土壤中的水解特征.尿素和氢醌共包被肥料中尿素和氢醌的溶出高峰期同步,但氢醌从包膜中溶出的速率明显快于尿素;氢醌的添加减缓了尿素的水解进程,包膜型肥料释放到土壤中的尿素没有立即完全水解,而是发生了明显的水解滞后现象,但尿素水解速率的最大值明显高于尿素溶出速率的最大值,与包膜型肥料相比,尿素与氢醌共包被的尿素水解也有明显的滞后现象但其尿素水解速率的高峰值明显低于尿素溶出速率的高峰值;尿素在土壤中的水解速率决定性地影响着土壤pH的变化.包膜与氢醌的结合更加有效地控制了尿素的水解过程,尿素和氢醌的同时缓慢溶出使尿素的水解过程更加平缓,有效避免了尿素水解的激增现象,此种肥料的施用有利于减缓NH3的毒害及NH3的挥发损失.     

水环境污染源解析研究进展

流域河流水污染问题日益严重,水环境污染源解析的研究与应用对防治水污染具有重要意义.综合国内外水环境污染源解析研究与应用的进展,综述了应用于水环境不同类型污染物源解析的主要理论方法和应用模型;论述了多元统计模型和化学质量平衡法的优缺点、适用范围及应用现状;最后对源解析方法的发展趋势及在水环境中的应用加以展望,指出过去的研究主要是水环境中持久性污染物源解析方法,以后应加强对水环境中非持久性污染源解析的研究,在水环境源解析技术方面,应加强对各类污染源成分谱等基础性研究.     

双氰胺与尿素共包被对NH4+硝化及NO3-淋溶的影响

通过研究硝化抑制剂双氰铵(DCD)和尿素共同包被后(此肥料简称CUD)二者在土壤中的溶出行为及硝化作用和NO3-淋溶的变化情况,探讨此类肥料减缓硝化作用和NO3-淋溶的机理,为此类肥料的开发和农业应用提供一定的理论依据.采用室内摸拟培养的方法开展:(1)CUD中尿素和DCD在土壤中的溶出行为.(2)尿素、:DCD涂层尿素、包膜型尿素、CUD中N的硝化速率;采用土柱淋溶模拟方法研究尿素、DCD涂层尿素、包膜型尿素、CUD在土壤中转化后的NO3-的淋溶.CUD中尿素和DCD的溶出高峰期不同步,但包膜可减缓DCD的淋失.CUD中DCD具有良好的硝化抑制效果,培养后期土壤中具有较高的NH4+-N含量,改变培养期间NR4+-N和NO3--N的供应比率.相对于其它处理,施用CUD土壤较晚出现NO3-的大量淋失,且总体淋失量小于其它处理.尿素和DCD共包被后,DCD能更有效发挥作用,使土壤中肥料N的硝化作用减弱,相应减少NO3-淋失,此种肥料施用有利于提高N的利用效率和减缓环境污染.     

三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯对大鼠的神经毒性效应

考察三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯(TDCPP)对大鼠神经系统的毒性效应及其毒性机制,为有机磷阻燃剂(OPFRs)对哺乳动物神经毒性及其临床防治提供基础数据和科学依据。以Sprague-Dawley (SD)大鼠为受试生物,将TDCPP溶于橄榄油配制不同染毒剂量(125、250和500 mg·kg~(-1)·d~(-1))进行灌胃处理,溶剂对照组以相同体积的橄榄油进行灌胃,空白对照组不做任何处理,染毒周期为12周。结果表明,溶剂对照组和空白对照组的各项检测指标均无显著性差别(P0.05)。TDCPP染毒组与对照组之间的差异主要表现为(1)体重变化:染毒期间,TDCPP处理组大鼠的体重与对照组相比有下降的趋势,在第12周中剂量染毒组和高剂量染毒组大鼠体重均显著性低于对照组(P0.05);(2)行为学实验:Morris水迷宫实验结果表明,高剂量的TDCPP对大鼠的空间学习记忆能力造成影响,主要表现为在定位航行实验中,高剂量染毒组大鼠的逃避潜伏期显著性高于对照组和低剂量染毒组(P0.05),而在空间探索实验中,高剂量染毒组大鼠在目标象限停留时间显著性低于对照组(P0.05);(3)生化指标检测:各组间纹状体内多巴胺(DA)含量并无显著性差异(P 0.05),染毒组乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性与对照组相比显著性降低(P0.01)且具有剂量依赖性,高剂量染毒组超氧化物歧化酶(SOD)活性显著性降低,高剂量和中剂量染毒组谷胱甘肽(GSH)含量显著性降低(P0.05),这表明TDCPP对大鼠脑组织造成了氧化损伤,TDCPP染毒组脑组织的炎症因子(TNF-α)水平均高于对照组,且中剂量与高剂量染毒组TNF-α含量显著性高于对照组(P0.05),揭示TDCPP能引起大鼠脑部的炎症反应,对脑组织造成损伤;(4)纹状体超微结构:电镜结果表明,TDCPP可导致纹状体细胞受到损伤,主要表现为细胞核固缩、线粒体损伤和突触间隙减小。研究表明,TDCPP可引起大鼠体重明显下降,导致大鼠神经细胞损伤,行为改变,抑制ACh E、SOD活性及GSH含量,使炎症介质增高,引起大鼠脑组织的氧化损伤和炎症反应。     

三种土壤中土霉素浸提方法的比较研究

以棕壤、褐土和红壤为研究对象,比较了不同浸提方法,不同浸提剂对土壤中土霉素的浸提效率.结果表明,在所用的3种方法中,采用振荡浸提方法,以及Na2EDTA-McIlvaine缓冲液对土霉素具有稳定、高效的浸提回收率.土霉素形态初步分析连续浸提步骤为:以H2O、0.1mol/L CaCl2、和Na2EDTA-McIlvaine缓冲液为浸提剂依次浸提可分别得到水溶态、可交换态、吸附态和固定态土霉素.3种土壤中土霉素形态呈现吸附态>可交换态>水溶态的规律.     

表面活性剂-无机电解质-石油烃的匹配性与石油污染土壤清洗性能

选择SDBS、SHO、AEO、NP-10共4种表面活性剂,以重质油含量高的老化型石油污染土壤为对象,考察表面活性剂与石油不同族组分的匹配性。基于表面活性剂的分子排列调控机理,将表面活性剂与无机电解质组配,开展油污土壤清洗效果分析和适宜性评价。结果表明:在温度为65 ℃、固液比为1:5、清洗时间1 h时,4种表面活性剂的清洗能力依次为SDBS>SHO>>AEO≈NP-10;选取Na₂CO₃、Na₂SiO₃、NaOH等无机电解质与表面活性剂复配清洗油污土壤,除SDBS以外,SHO、AEO、NP-10的洗脱能力均显著提高,Na₂CO₃、Na₂SiO₃对AEO和NP-10的增效作用更为突出。由于结构差异明显,4种表面活性剂对石油不同组分显示出不同匹配性,再与合适的电解质复配后,脱附性能得到强化。其中,AEO与Na₂SiO₃复配后对饱和烃的洗脱效果最好,洗脱率达到92.97%;AEO与Na₂CO₃复配后对芳香烃的洗脱效果最好,洗脱率达到93.58%。NP-10与Na₂SiO₃复配后,胶质沥青质洗脱率达到83.47%。因此,在油污土壤清洗中,依据石油族组分比例,可通过配制匹配性复合清洗剂来提高洗脱效率。以饱和烃为主的石蜡基油污土壤进行清洗,双组分的AEO+Na₂SiO₃复合药剂对石油类的洗脱率达到89.14%,具有应用前景。     

冻融对MNA技术修复石油污染土壤的影响

文章以实际污染土壤和模拟污染土壤为对象,研究了不同冻融循环次数(0、6、9、15、27次)、不同冷冻温度(-10、-20、-30℃)和不同土壤含水率(30%,50%,80%)条件下土壤团聚体组成、土壤酶活性和石油类浓度等参数变化。结果表明:(1)在相同含水率下,2种污染土壤都是随着冻融频次增加,2 mm粒径团聚体比例显著减少,而0.25～2 mm粒径团聚体比例显著增加。土壤含水率增加至50%时,显著降低2 mm粒径团聚体比例,提高0.25～2 mm和0.25 mm粒径团聚体比例。(2)冻融作用对污染土壤中脲酶有促进作用、过氧化氢酶和脱氢酶有抑制作用,脲酶最多提高63.07%、过氧化氢酶活性最多降低了26.25%,脱氢酶降低了3.32%。(3)冻融前后实际污染土壤中烷烃降低1.87%,而模拟污染土壤中烷烃降低1.65%,去除效果不明显。冻融交替循环从根本上改变了土壤形态,有利于污染物在土壤中自然衰减,对石油污染土壤的自然及强化修复有效支撑。