黑河中游边缘荒漠-绿洲非饱和带土壤质地对土壤氮积累与地下水氮污染的影响

在灌溉农田生态系统,土壤剖面中硝态氮(NO-3-N)的积累、分布、运移及地下水氮污染不仅受灌溉、施肥的影响,也与土壤质地有密切联系.本研究在黑河流域中游临泽平川绿洲设置了黑河河漫滩-老绿洲农田-新垦绿洲农田-绿洲外围固沙带一个监测断面10个观测井,对地下水NO-3-N含量进行连续监测,并对不同景观单元非饱和带土壤质地和NO-3-N含量进行了分析,对不同质地土壤NO-3-N在剖面的运移变化和氮淋溶损失进行监测.结果表明老绿洲农田,0~300 cm土层土壤质地的垂向分布为上层砂壤土,下层为壤土和黏壤土;而新垦沙地农田在土壤剖面中也有洪积黏土层出现,但0~300 cm不同土层砂粒含量均在80%以上;绿洲外围固沙带土壤在160 cm以下出现黏土层分布;土壤NO-3-N含量与黏粉粒含量呈显著相关,显著程度固沙带>新垦绿洲农田>老绿洲农田.土壤黏粉粒含量显著影响氮的淋溶.老绿洲农田区域,地下水NO-3-N含量变动在1.01~5.17 mg·L-1,平均2.65 mg·L-1;新垦沙地农田区域地下水NO-3-N含量变动在6.6~29.5 mg·L-1,平均20.8mg·L-1,2013年5~10月平均含量为26.5 mg·L-1,较2012年同期平均值上升了9.5 mg·L-1;绿洲外围固沙带地下水NO-3-N含量呈明显的增加趋势.地下水浅埋区非饱和带土壤质地是土壤NO-3-N淋溶损失和地下水NO-3-N污染的关键控制因子.边缘绿洲新垦沙地农田是地下水氮污染的脆弱带和高风险区域,实施有效降低地下水氮污染的种植模式及施肥和灌溉管理是区域生态农业需考虑的问题.     

聚丙烯酸钠(SP)保水剂对不同基质氮、磷、钾、钠淋溶的影响

保水剂正逐步运用于干旱半干旱地区的水土保持和节水农业中,而聚丙烯酸钠(SP)是其中一种重要的保水剂.为了弄清保水剂对元素淋溶的影响,进行了水解污泥、湖泊底泥、山地黄壤3种基质,4种SP添加比例(0、1.0%、2.5%、4.0%)的淋溶试验,并分析测定了淋溶液中的氮、磷、钾、钠.结果表明,添加SP使水解污泥、湖泊底泥和山地黄壤的氮总淋溶量分别增加了67.8%、37.0%和95.7%,磷总淋溶量分别增加了151%、436%和219%.3种基质氮淋溶量的分配相同,而磷淋溶量的分配不同,说明不同基质中淋溶氮的类型相同,淋溶磷的类型不同.添加SP使水解污泥钾的总淋溶量增加了大约19%,而对湖泊底泥钾的总淋溶量无显著影响,却使山地黄壤钾的淋溶量降低了约67%,SP对钾淋溶的影响效果受基质类型和SP本身所含钠的影响.不同基质钠淋溶量都随SP添加比例的增加而显著增加,但它们淋溶量的分配模式各不相同,说明不同基质钠的来源不同.水解污泥淋溶的钠主要来自基质本身钠的活化,湖泊底泥淋溶的钠主要来自基质的活化和SP中的钠,而山地黄壤淋溶的钠主要来自SP中的钠.总之,SP保水剂处理下的元素淋溶量及其分配受SP比例、基质类型和元素类型影响,使用SP保水剂既能活化基质的氮、磷等养分,有利于植物生长,也具有增加钠离子从而导致土壤碱化的风险.     

甘肃白银东大沟铅锌镉复合污染场地水泥固化稳定化原位修复

以甘肃白银东大沟Pb、Zn、Cd复合污染土壤为研究对象,通过毒性浸出、形态提取、微观分析等手段,研究了水泥对重金属污染场地的固化稳定化效果及适用性.毒性浸出结果表明,水泥对污染土壤中Cd、Zn能够起到较好的固化稳定化作用,在5%的添加量下,水泥对Cd、Zn的修复效率分别达到99.5%~100%、96.6%~98.8%,而Pb的浸出浓度提高了2.6~5.8倍;在8%的添加量下,水泥对Cd、Zn的修复效率分别达到99.6%~100%,94.4%~97.9%,而Pb的浸出浓度提高了1.9~12.5倍.形态分析结果表明,水泥能够使土壤中的酸可提取态Cd、Zn向残渣态转化,可还原态Pb向可氧化态、残渣态转化,稳定性增强.微观特征分析结果表明,Pb~(2+)、Zn2+、Cd2+这3种离子可以参与水泥的水化反应,生成相应的硅酸盐矿物和氢氧化物,进而对其起到固化稳定化作用.综上,水泥在重金属污染场地修复工程中具有良好的优势,但在具体应用过程中需注意场地及环境条件的特殊性.     

紫色土对邻苯二甲酸二甲酯的淋溶吸持特征及影响因素

以三峡库区典型土壤——紫色土为供试土壤,采用土柱淋溶试验方法,研究了紫色土对受邻苯二甲酸二甲酯(DMP)污染水体中DMP的吸持作用机制与影响因素.结果表明,抛物线方程是描述紫色土对受污染水体中DMP的吸持动力学的最佳方程;淋溶液DMP浓度对紫色土吸持DMP的影响显著,紫色土对DMP吸持量随着淋溶液DMP浓度增加呈线性增长;淋溶液离子强度和淋溶液p H对紫色土吸持DMP的影响显著,总体上离子强度的增加对DMP的吸持起到抑制作用,p H 5.0~7.0条件下的吸持量高于其他p H下的吸持量.在紫色土中添加有机质增加了紫色土对DMP的吸持;但当外源有机质含量过高,超过30 g·kg-1时,吸持量反而低于其他添加量的吸持量.在紫色土中添加表面活性剂SDBS增加了紫色土对DMP的吸持,当SDBS添加量为50 mg·kg-1时,紫色土对DMP的吸持量最大,而随着添加量的增加,对DMP的吸持量虽然仍高于对照组,但吸持量逐渐降低,当SDBS添加量为800 mg·kg-1,紫色土对DMP的吸持量与对照接近.持续淋溶时间影响土柱中DMP的垂直分布,当淋溶时间较短,上层土壤吸持DMP较多,随着淋溶时间的延长,土柱上下层DMP含量逐渐接近.     

水口山某废石场重金属垂向分布特征及浸出毒性

多金属矿区因采冶活动遗留的废石存量大,其重金属污染问题已备受关注.目前对废石场中重金属的分布特征和浸出毒性研究较少.本研究以湖南省水口山矿区某废石场为对象,垂直钻孔并取样分析7种重（类）金属,包括Pb、Zn、As、Cd、Cu、Ni和Cr的垂向分布特征和浸出毒性,并结合主量元素（Fe、Mn、Al和Mg）浸出行为、物相表征和统计学分析等方法,研究了重金属垂向迁移特征及其影响因素.结果表明,所有废石样品的7种重（类）金属含量均显著高于湖南省土壤背景值,污染累积指数从高到低依次为Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr和Ni.聚类分析将重金属分为3类,第1类是As、Fe和Pb,主要与方铅矿、黄铁矿有关,第2类是Cd、Zn和Cu,主要与闪锌矿有关,第3类是Cr和Ni,与自然风化有关.浸出毒性进一步发现,Cd、Zn、As、Cu和Ni的浸出浓度随深度增加而逐渐降低.其中,Cd和Zn表现出高浸出风险,且浸出行为显著相关,与闪锌矿转化为硫酸锌有关.Pb和Cu显示出0~0.5 m范围内的局部高浸出风险,而As和Cr属于低浸出风险.Pb和As浸出行为的差异性与As受Fe吸附有关.废石中的黄铁矿氧化降低pH促进重金属的释放迁移,而生成的次生铁（氢）氧化物能通过吸附稳定重金属;废石中的方解石有利于升高pH而降低重金属迁移风险.研究结果可为开发针对废石堆场的重金属污染防控技术和生态修复技术提供数据支撑和理论依据.     

亚热带可变电荷土壤磷素淋失临界点及其与土壤特性的关系

选取我国亚热带地区16种典型可变电荷土壤,通过室内模拟试验测定其磷素(P)淋失临界点的Olsen-P含量,以及可能对其构成有影响的8个化学性质指标(pH、CEC、粘粒、有机质、交换性钙、镁和铁铝氧化物含量),以探讨可变电荷土壤P淋失临界点的特点及其与土壤相关性质的关系,并评价当前的P淋失潜在风险.结果表明:可变电荷土壤P淋失临界点的Olsen-P含量(56 ～ 123 mg·kg-1)差异很大,旱地土壤临界点Olsen-P含量主要集中在低值区间(＜60 mg·kg-1),而水稻土临界点Olsen-P含量集中在高值区间(＞80 mg·kg-1);旱地土壤P淋失风险高于水稻土.主成分分析显示,可变电荷土壤的pH、粘粒、CEC、有机质、交换性钙镁、氧化铁铝等化学性质同时对其临界点Olsen-P含量构成正的或负的影响.因此,临界点Olsen-P含量与单一因素的回归分析不仅不能够确切地反映临界点Olsen-P含量与这些化学性质的关系(与pH、CEC、粘粒、交换性钙镁含量无显著相关),甚至与理论上的关联相违(与氧化铁铝含量呈负相关).与以往研究结果比较,可变电荷土壤在旱作和稻作下的P淋失临界点的Olsen-P含量都普遍高于永久电荷土壤,研究的16种可变电荷土壤的实际Olsen-P含量也远低于临界点Olsen-P含量,由此推断南方地区耕作土壤的P淋失风险仍较小.     

太湖典型地区蔬菜地土壤磷素淋失风险

以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东沿太湖50hm2老蔬菜基地为研究对象,采用网格法(50m×50m)采集表层(0～20cm)土壤样品156个.地统计学分析表明:土壤P(全P、Bray P、CaCl2浸提水溶P)呈明显空间变异,土壤高P区出现在朱渎港、林庄港两村庄附近.土壤Bray P低于60mg·kg-1,几乎没有检测到CaCl2浸提水溶P,而当土壤速效P大于60mg·kg-1后,CaCl2浸提水溶P随Bray P增加而直线增加.以土壤Bray P含量60mg·kg-1为研究地土壤发生P淋溶的临界值,研究范围内土壤发生P淋溶面积占总调查面积28%.针对目前土壤状况,提出控制蔬菜地P淋溶对策.     

含铜尖晶石催化剂在苯酚催化湿式氧化降解中铜溶出的研究

利用溶胶-凝胶法制备了Cu0.10Zn0.90Al1.90Fe0.10O4尖晶石结构催化剂,并用于苯酚的催化湿式氧化降解反应,考察了催化剂在H2-TPR实验中的氧化-还原性能,苯酚作为还原剂、反应温度和苯酚,催化剂质量比对铜离子溶出量的影响.结果表明,在较低反应温度或较高苯酚/催化剂质量比的情况下,被还原的催化剂活性组分不易被再氧化是导致铜离子大量溶出的主要因素.当反应温度较高和苯酚/催化剂质量比较低时,铜离子溶出量显著减少.在190℃、苯酚浓度为4.29 g·L-1、催化剂用量为25 g·L-1的条件下反应2 h,铜离子溶出量仅为0.96 mg·L-1.     

Sorption and leaching of flucetosulfuron in soil

Abstract

The adsorption–desorption and leaching of flucetosulfuron, a sulfonylurea herbicide, was investigated in three Indian soils. Freundlich adsorption isotherm described the sorption mechanism of herbicide with adsorption coefficients (K_f) ranging from 17.13 to 27.99 and followed the order: Clayey loam?>?Loam?>?Sandy loam. The K_f showed positive correlation with organic carbon (OC) (r?=?0.910) and clay content (r?=?0.746); but, negative correlation with soil pH (r = ?0.635). The adsorption isotherms were S-type suggesting that herbicide adsorption was concentration dependent and increased with increase in concentration. Desorption followed the sequence: sandy loam?>?clayey loam?>?loam . Hysteresis (H) was observed in all the three soils with H?<?1. Leaching of flucetosulfuron correlated positively with the soil pH; but, negatively with the OC content. Sandy loam soil (OC- 0.40%, pH ?7.25) registered lowest adsorption and highest leaching of flucetosulfuron while lowest leaching was found in the loam soil (pH ? 7.89, OC ? 0.65%). The leaching losses of herbicide increased with increase in the rainfall intensity. This study suggested that the soil OC content, pH and clay content played important roles in deciding the adsorption–desorption and leaching behavior of flucetosulfuron in soils.     

煤矸石中氧化铝溶出的实验研究

煤矸石是主要的煤系固废,其中氧化铝的含量占到25%左右,又是一种可以利用的资源.本实验以山西潞安煤矿的煤矸石为原料,采用正交试验的方法,研究了盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中氧化铝.主要影响因素为煅烧温度、酸量、固液比及酸浸时间,最佳工艺条件为:煅烧温度为650℃,酸量为225mL(按照煤矸石中氧化铝和盐酸反应的摩尔比为1:6计)、固液比为1:3、酸浸时间为3 h,单因素重复试验结果和正交实验的结果相符,在最佳条件下,氧化铝的溶出实验验证结果表明,三氧化二铝溶出率为71.49%.本研究对实现煤矸石的资源化综合利用具有重要的意义.