模拟酸雨对不同pH值土壤农田系统暗呼吸的影响

为研究酸雨对不同pH值土壤农田系统呼吸的影响,选择酸性(pH 5.48)、中性(pH 6.70)、碱性(pH 8.18)水稻土,以冬小麦为实验对象在2005~2007年期间进行了盆栽实验.种植期间利用雨水T1(pH 6.0)、T2(离子浓度为T1的2倍,pH 6.0)、T3(离子浓度为T1的2倍,pH 4.4)进行喷淋,并采用静态暗箱-气相色谱技术测定农田系统暗呼吸速率.结果表明,酸雨通过影响农作物的呼吸过程而对农田系统暗呼吸产生影响,且农田系统可适应酸雨污染.2005~2006年,酸雨提高了碱性土壤(S3)农田系统平均暗呼吸速率,S3T3分别比S3T1、S3T2高23.6%2、7.6%(p<0.05),但对酸性土壤(S1)和中性土壤(S2)农田系统平均暗呼吸速率无显著影响(p>0.05).在3~4月,雨水离子浓度升高可促进酸性土壤农田系统暗呼吸,雨水pH值降低可抑制酸性土壤农田系统暗呼吸.结果证实,在酸雨对农田系统暗呼吸影响过程中,土壤酸碱性、农作物发挥了重要作用.     

超临界干燥制备TiO_2/蒙脱土光催化剂及性能研究

文章采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2/蒙脱土光催化剂,以苯酚光催化降解为反应模型,探讨了煅烧温度、不同用量的蒙脱土对光催化活性的影响。研究结果表明,煅烧温度为600℃,蒙脱土为44.1%时制的TiO2/蒙脱土光催化剂的光催化性能最好。并用XRD、TEM等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在。由超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,光催化活性高等特点。     

湘西凤凰铅锌矿区典型土壤剖面中重金属分布特征及其环境意义

为探讨铅锌矿区土壤中重金属的来源、分布及迁移特征,在凤凰铅锌矿区分别选取楠木冲新开井矿口自然土壤剖面(A)、桐木洞老矿井矿口自然土壤剖面(B)和矿渣下覆土壤剖面(C)3个典型剖面,结合剖面中的新鲜母岩及矿区的耕层土壤、水稻、矿石、废矿、矿渣等样品,对区域内土壤剖面中重金属的迁移分布特征进行了凋查分析.结果发现,A剖面中重金属明显在底层富集,而B剖面中重金属则呈现屁著的表层富集趋势,C剖面中重金属表层富集的趋势相对较弱.不同剖面中重金属元素按照淋溶难易排序依次为:Zn>Cd>Pb≈Hg.除Pb的含量表现为为C剖面>B剖面>A剖面外,3个剖面中Zn、Hg、A8、cd的含量由高到低依次为:B剖面>C剖面>A剖面.以上结果表明,风凰铅锌矿区土壤剖面重金属的来源、迁移和富集既与原生地质环境有关,更与人类采矿活动及开采历史密切相关.人为大规模的采矿活动对重金属在表层土壤中的积累起到主要作用,矿渣的随意堆砌也加剧了土壤剖面中重金属的污染.     

湖南澧阳平原黑褐色土的稀土元素地球化学特征及其环境意义

通过对澧阳平原大量的野外考察、典型剖面玉成(YC)黑褐色土壤剖面的系统取样和室内粒度、稀土元素地球化学分析,以及OSL和AMS14C年代测定,探讨了黑褐色土的稀土地球化学特征,揭示了黑褐色土的形成年代、形成过程与形成环境.研究结果表明,黑褐色土层XREE变化范围分布在184.63-264.261μg·g-1,其平均值为207.93μg·g-1;低于剖面的∑REE总平均值219.87Pμg·g-1,与洞庭盆地的红土∑REE平均值(211.6μg·g-1)大体相当,但明显高于镇江下蜀黄土(207.7μg·g-1)和黄土高原黄土(159.2μg·g-1),表明YC剖面黑褐色土上经过了相对较强的风化成壤作用.YC剖面黑褐色土的稀土分布模式与该剖面黄土层、黄土高原黄土、镇江下蜀黄土和洞庭盆地风成红土等典型风成沉积物的分布模式具有一致性,而与河流沉积物、湖泊沉积物和基岩风化红土在稀土的分布模式上具有明显差别.而且,YC剖面沉积物粒度频率曲线呈明显的单峰分布,与典型河流相的双峰粒度频率分布存在显著差异;YC剖面位于澧阳平原中部台地上,比周边高5-10m,不可能是洪水作用沉积物;野外调查进一步表明,沉积物无水流作用痕迹;OSL和AMS14C年代测定表明,黑褐色土层形成的年代对应于23.8-10.6 ka BP,此年代对应于末次冰期的晚期,其形成于相对冷湿的气候环境.因此,黑褐色土层及其上、下部的黄土层均为风成堆积物.     

乐安江河滩表层土中重金属的分布和残留分析

流经亚洲最大露天铜矿(德兴铜矿)的乐安江,其三条支流被由采矿行为而产生的酸性矿山废水AMD和一个活性炭厂排出的废液所污染,以至其河滩表层土中有高浓度的Cd、Cu、Pb、Zn。根据中国土壤环境质量标准判断,乐安江河滩表层土有4个地方被Cu所污染,3个地方被Pb和Zn所污染。而对于Cd、Cr、Ni来讲,所有采样点的浓度都比较低。4个高浓度金属离子的采样点表层土表明了它们受到了人为活动的污染。计算出的污染指数也表明受到污染的表层土呈局部分布,与4个污染源(德兴铜矿、银山铅锌矿、火力发电站和捕鱼区、金属高炉)的位置相对应。尽管4个污染源中的后面两个被清理有十几年了,但历史遗留下来的污染物仍残留在表层土中。     

改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征

研究了改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的吸附特性,并从类分形动力学规律、颗粒吸附染料前后的表面分形特征变化等方面对上述吸附过程进行了探讨.结果表明,颗粒对染料的吸附可分为快速的边缘覆盖和缓慢的晶层吸附2个过程.整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程,并且染料进入晶层的吸附阶段具有类分形特征.除MMT35-直接大红4BE染料吸附体系外,Freundlich、Langmuir吸附等温模型的非线性方程、不同形式的线性方程及分形Langmuir模型对其余3个吸附体系(050823-直接耐晒黑G、050823-直接大红4BE、MMT35-直接耐晒黑G)等温线数据的模拟均取得了较好的效果,其中,非线性方程是获得统一模型参数较好的方法.此外,染料分子主要通过静电引力/斥力和范德华引力的综合作用吸附在颗粒上,并通过晶层膨胀和开孔作用,使颗粒表面粗糙度增加,相应的表面分形维数Ds升高.     

A/O＋硅藻强化新工艺在中小型城镇污水处理中的应用总结

采用A/O＋硅藻精土强化工艺水处理技术对城市生活污水进行处理,工程运行结果表明,处理后的废水能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（18918-2002）一级A标准。与其它生物处理工艺相比,有其独特的优点。该工艺已成功地应用于永城市污水处理中心,并获得2008年国家重点环境保护实用技术示范工程。而生物浮动床（MBBR工艺）＋硅藻精土强化工艺是在此基础上的改进,并已成功地应用于污水处理。     

恩施地区典型滑坡非饱和土土-水特征曲线的试验研究

非饱和土土-水特征曲线表达了含水率与基质吸力之间的关系,是研究非饱和土的关键。为了进一步了解土质、初始含水率及土体微观结构等重要因素对土-水特征曲线的影响,分别在恩施地区双龙洞滑坡和杨家山滑坡采集土样,进行对比试验研究,结果表明:双龙洞滑坡的土样持水能力强于杨家山滑坡;对于同一种土质,初始含水率对开始阶段的脱水速率影响较大;原状土样被扰动破坏后,持水性增强。同时,对于典型的土-水特征曲线分别利用指数衰减函数和Gardner函数进行了拟合,得到了经验函数表达式,具有一定的实际意义。     

甲烷胁迫下不同填埋场覆盖土的氧化活性及其菌群结构

对比研究了常规填埋场覆盖材料(粘土)和甲烷胁迫下垃圾生物处理后的材料(垃圾土)的甲烷氧化活性及其菌群结构.结果表明,粘土由于持水能力弱,其含水量较低,随着环境温度、降水等条件的变化,极易结块,从而影响其中甲烷氧化菌的生长;而垃圾土富含有机物,持水力强,空隙率高,有利于甲烷氧化菌的生长和繁殖.暴露于甲烷气流120 d后,垃圾土柱中下层土壤的甲烷氧化潜力达到了11.25～13.48 μmol/(g·h),是相应粘土层甲烷氧化潜力的10.4～24.5倍.土柱上层土壤由于水分蒸发、变干,抑制了其甲烷氧化活性.试验结束时,垃圾土柱甲烷氧化去除率达到了48.3%,是粘土柱的5～6倍.甲烷氧化菌TypeⅠ和TypeⅡ的生物标记物 PLFAs 16：1ω8c和18：1ω8c分析表明,土样的PLFA18：1ω8c含量与其甲烷氧化潜力具有很好的线性相关性.     

黄土高原淤地坝土壤性质剖面变化规律及其功能探讨

为分析淤地坝土壤性质的剖面变化规律及其在非点源污染工程治理方面的可能性,采用经典统计学方法研究了黄土高原典型淤地坝土壤性质在5.20 m剖面上的变化规律,并探讨了淤地坝作为碳储存库以及养分富集库的独特功能.结果表明,①坝前土壤剖面容重、砂粒含量低于坝尾,而土壤含水率、有机碳、粘粒、粉粒、速效磷、硝态氮以及铵态氮均大于坝尾;容重随剖面的变异情况为弱变异性,其余指标为中等变异性;除坝前砂粒含量和坝尾土壤含水率外,其余指标均呈正态分布;②坝前和坝尾剖面土壤含水率随土层深度的增加均呈锯齿型变化趋势,在剖面上的分布表现为波动型;土壤有机碳、速效磷、铵态氮随剖面的变化规律与土壤水分的趋势相同;③除坝尾容重与硝态氮、铵态氮及速效磷与铵态氮的相关性未达到显著水平外,土壤含水率、有机碳、容重、粘粒、粉粒、砂粒、速效磷、硝态氮以及铵态氮之间的相关性均达到了显著水平(p＜0.05),并且坝前与坝尾剖面土壤各个性质之间所表现的正相关性或负相关性是一致的;④淤地坝作为黄土高原的一个重要碳储存库,坝前有机碳储量高于坝尾,且坝前在400～520 cm储量最高,坝尾在0～100 cm储量最高;⑤淤地坝对速效养分具有富集效应,坝前储量大于坝尾,且2个剖面上的储量大小顺序均为:铵态氮＞速效磷＞硝态氮;淤地坝对铵态氮、硝态氮的富集系数分别为1.132和1.956;⑥淤地坝作为土壤养分的富集库,对区域碳平衡以及小流域非点源污染工程措施有效治理具有重要的理论意义,对黄土高原坝系建设及其生态功能的深入认识具有一定的参考价值.