不同秸秆翻埋还田对旱地和水田土壤微生物群落结构的影响

以水稻、小麦、玉米秸秆和油菜、蚕豆青秆为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,并结合主成分分析方法,研究了不同秸秆翻埋还田对旱地和水田土壤微生物数量、菌群分布、群落结构特征等的影响.PLFA分析结果表明,旱地土壤PLFA总量变幅为8.35~25.15 nmol·g-1,大小顺序为油菜蚕豆玉米水稻小麦,5种秸秆翻埋还田均能提高土壤微生物PLFA总量,其中油菜、蚕豆处理分别是不加秸秆处理的2.18、2.08倍,差异显著;5种秸秆处理各菌群PLFA量均高于不加秸秆处理,其中真菌量均显著提高,微生物群落物种丰富度值也显著提高.水田土壤PLFA总量变幅为4.04~22.19nmol·g-1,大小顺序为水稻玉米小麦油菜蚕豆,其中油菜和蚕豆处理低于不加秸秆处理;除蚕豆外其余秸秆处理真菌PLFA量均显著高于不加秸秆处理,蚕豆处理细菌和PLFA总量均显著低于其他处理,各处理间放线菌、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)无显著差异;水稻、小麦、玉米、油菜均能显著提高水田土壤微生物的物种丰富度指数和优势度指数.主成分分析结果表明蚕豆青秆对旱地土壤微生物群落结构影响最大,油菜青秆和小麦秸秆对水田土壤微生物群落结构影响最大.     

鄂尔多斯某燃煤电厂污染物在细砂和砂质粉土层中的运移规律

以燃煤电厂较为集中的鄂尔多斯为研究区域,选取目前易被忽视的2种电厂污染物氨氮、氟离子作为污染因子,探究此类污染物在区域内非饱和带土壤细砂、砂质粉土层的运移规律。通过室内实验、Hydrus-1D软件建立模型进行模拟预测,以获得污染物垂向分布规律。由动态淋滤实验可知:污染物在细砂中的完全穿透时间小于砂质粉土;Hydrus-1D模拟值与实测值相关性较好,相关系数为0. 950～0. 996;模型校准后,获得用于模拟预测的最佳参数值,细砂土与砂质粉土弥散度α分别为0. 937,0. 75 cm;氨氮在细砂土与砂质粉土中溶质反应参数Kd、Nu分别为2. 5 mg/m L,50. 9 m L/mg,氟离子分别为4. 83 mg/m L,28. 91 m L/mg;模拟持续排放污染物情况可知,短时间内可穿透10 m厚细砂土层,砂质粉土层对污染物截留能力相对较优;高浓度污染物一次性入渗时,高浓度污染物一次性入渗时,污染物10天时穿透10 m砂土层,180 d时氨氮污染物穿透砂质粉土层,氟化物未能穿透。模拟预测可判断污染物是否能够穿透非饱和带进入地下水取决于污染物浓度、土层质地与厚度、污染物排放时间等因素的共同影响。     

海绵城市透水砖铺装雨水入渗模型及产流分析

透水砖铺装系统的入渗特征是海绵城市建设中产流控制的重要影响因素。以海绵城市试点庄河市为例,通过渗流试验,构建不同土基土壤土水特征曲线,建立适用于透水砖铺装系统各层的入渗模型,揭示系统雨水入渗规律,阐明结构层厚度和土基土壤特性对产流控制的影响。研究表明:土壤粒径对产流控制影响程度最大;特大暴雨时,粗砂土壤作为土基,相比细砂土壤和粉质黏土作为土基,可以延长产流时间,但随着雨强继续增大,产流时间延长作用逐渐减弱;以粉质黏土作为土基,基层与垫层厚度比约为3∶2,以砂质土壤作为土基时,基层与垫层厚度比约为4∶1时,透水砖铺装系统产流控制效果最好。     

垃圾焚烧炉渣种植试验初探

文章为解决矿山废弃地种植土稀缺和城市固废需消纳的问题,探索垃圾焚烧炉渣作为植被恢复用土的可行性,以取自北京市大兴、朝阳、海淀、门头沟、河南省焦作以及山东省威海的6个垃圾焚烧厂的垃圾焚烧炉渣为研究对象,北京地区的存量垃圾土为调配土,两者按不同体积比进行混合配制种植土。首先通过测定不同配比种植土的pH、土壤容重、田间持水量、非毛管孔隙度、水溶性盐、有机质等土壤理化性质,以及土壤淋溶液的BOD5、COD、重金属含量等污染指标,对照《绿化种植土壤》(CJ/T 340-2016)和《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)等标准,判断其用作种植土的可能性;再以播种和移苗方式在不同配比种植土中进行种植试验,依据植物生长响应,确定满足不同植物生长的种植土配制比例。结果表明:(1)垃圾焚烧炉渣pH在10～11之间,水溶性盐含量0.530%,均超出《绿化种植土壤》标准值,不可直接用于种植。(2)存量垃圾土可用于炉渣改良。存量垃圾土添加量60%的种植土,试验所选植物存活率普遍较低且长势不佳;存量垃圾土添加量≥60%的种植土,种植条件得到较大改善,可以满足多数植物的种植要求。     

西藏色季拉山公路沿线PAHs分布、来源及风险

分别于2017年3月和12月沿色季拉山318国道采集表层土和冷杉（Abies Mill.）样品,测定了多环芳烃（PAHs）的含量.表层土和冷杉叶中∑₁₆PAHs的含量范围分别为30.21~366.94ng/g dw和39.53~236.42ng/g dw,组成以低环（2、3环）为主.通过特征单体比值法和主成分分析法分析表明,色季拉山PAHs主要来源于化石燃料和生物质的燃烧,同时也受到车辆石油泄漏和大气远距离传输的影响;通过反向气团轨迹判断,色季拉山PAHs大气传输污染主要来自于印度次大陆.色季拉山公路沿线土壤中PAHs的终生致癌风险值均低于1×10^-6,说明对当地居民的致癌风险较小.     

长江流域岸边土中OCPs的残留特征、来源及风险评价

选取长江流域干流及支流周围的土壤作为研究介质,分析表层土壤中13种有机氯农药（OCPs）的含量,用同分异构体比值法和主成分分析法解析其来源,并对土壤中的OCPs进行风险评估.结果表明,长江流域表层土壤中∑₁₃OCPs的含量范围为8.94~77.79ng/g,平均含量是24.55ng/g,主要成分是六HCHs和DDTs.OCPs的含量水平表现为上游与下游相近,且二者均小于中游,在世界范围内处于中等水平.土壤中的HCHs主要来自于林丹的历史残留;DDTs主要来自于三氯杀螨醇的近期输入和工业DDTs的非法使用.健康风险评价表明,中游地区的风险高于上游及下游地区,特别是在城陵矶、南嘴和湘阴3个地区,土壤中OCPs对儿童的致癌风险Risk_综合处于10^-6~10^-4,存在一定的致癌风险.     

水分条件对稻田土壤汞甲基化影响的模拟研究

通过培养实验,研究了70%田间持水量、干湿交替及淹水等3种水分管理方式对外源Hg在稻田土壤中甲基化的动态过程.外源添加浓度为5 mg·kg~(-1)Hg~(2+),培养时间为42 d.结果表明,70%田间持水量下,土壤甲基汞(Me Hg)含量基本保持稳定,平均为11.55μg·kg~(-1);淹水条件下,土壤Me Hg含量呈上升趋势,平均为30.70μg·kg~(-1),约为70%田间持水量的2.7倍;干湿交替条件下,土壤Me Hg呈现"涨-消"的波动趋势,平均含量为20.41μg·kg~(-1),约为70%田间持水量的1.7倍.培养结束后土壤Me Hg含量和占总Hg比例依次为:淹水(37.42μg·kg~(-1),0.76%)干湿交替(16.08μg·kg~(-1),0.33%)70%田间持水量(11.75μg·kg~(-1),0.25%),表明淹水条件有利于稻田土壤中汞的甲基化.Elovich方程可以拟合淹水条件下稻田土壤Me Hg含量变化的动力学过程,表明土壤中Me Hg含量在试验前期(7 d)快速升高,随后呈现缓慢增长的趋势.培养期间,各水分处理下稻田土壤中硫酸盐还原菌(SRB)数量均表现为上下波动式的周期性变化特征,均值分别为(533±31)cfu·g~(-1)(70%田间持水量)、(615±39)cfu·g~(-1)(淹水)和(509±43)cfu·g~(-1)(干湿交替).相关分析表明,土壤Me Hg含量与硫酸盐还原菌(SRB)数量、氧化还原电位(E_h)、土壤含水量之间的相关性达到了显著性水平(p0.05),与其他因素之间无显著相关性.可以推测,在稻田土壤淹水形成的厌氧环境中,SRB可能是生物汞甲基化的优势菌群.     

表面活性剂淋洗去除高岭土中镉和铅的研究

通过土壤淋洗试验证实了环境友好的表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对高岭土中的Cd~(2+)和Pb~(2+)有较好的洗脱作用:鼠李糖脂对Cd~(2+)和Pb~(2+)的最大洗脱率分别为82.8%和>99.99%,月桂基醚硫酸钠对Cd~(2+)和Pb~(2+)的最大洗脱率分别为98.7%和99.8%。对于淋洗时间和淋洗剂浓度对洗脱率的影响,研究表明,淋洗存在最佳洗脱时间,2种表面活性剂均在2 h内对Cd~(2+)和Pb~(2+)达到最大洗脱,淋洗时间过长并不能增加洗脱率,反而会使鼠李糖脂淋洗Pb~(2+)的洗脱率下降。Cd~(2+)和Pb~(2+)的洗脱率随鼠李糖脂浓度升高先缓慢上升后逐渐下降,最佳淋洗剂浓度为40 mmol/L;Cd~(2+)和Pb~(2+)的洗脱率随月桂基醚硫酸钠的浓度上升而显著增加,最佳淋洗剂浓度为100 mmol/L。试验结果表明,表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠在去除土壤中的Cd~(2+)和Pb~(2+)方面具有应用前景。     

某水稻田水-土-植物系统中镉、汞、砷元素的分布特征研究

为探究重金属元素在水-土壤-植物系统中的分布特征及其迁移规律,通过采集中山市某水稻田灌溉水、浅层地下水、土壤、水稻样品,重点分析了对人体健康危害较大的3种重金属元素(镉、汞、砷)含量在该水稻田水-土-植物系统中的分布特征及其来源。结果表明:该水稻田水-土-植物系统中,绝大部分镉、汞滞留在土壤中,只有少量向植物体、地下水中迁移;水稻根部镉、砷含量最高,水稻体吸收的大部分镉、砷被固定在根部;土壤中镉、汞、砷含量在垂向上(0~1.5m)具有不同的分布特征,表现为镉在表层土壤(0~0.2m)中含量最高,往下部逐渐降低,汞在次表层土壤中(0.2~0.5m)含量最高,从上往下先增后减,砷在表层土壤中(0~0.2m)含量最低,往下部逐渐升高;该水稻田土壤中镉、汞主要来源于外源输入,砷外源输入较少。该研究对该地区资源、生态环境调查评价具有一定的指导及借鉴意义。     

Eh、pH和铁对水稻土砷释放的影响机制

水稻水淹管理是导致水稻土砷大量释放和水稻对砷富集累积的关键环节.为研究土壤氧化还原电位(Eh)、pH值和铁对水稻土砷释放的影响,采用有氧/厌氧和间歇式有氧水淹培养方式,并分析土壤Eh、pH值、溶解态砷和铁(Ⅱ)随时间的变化,结果表明,长期厌氧水淹培养具有最大的砷释放量,且随着土壤Eh降低,砷(Ⅲ)和总砷(Ⅴ)的浓度均显著提高,其中相比于第一阶段,第二阶段砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)浓度分别提高了1.37μg·L~(-1)和0.99μg·L~(-1);相反,间歇式有氧水淹处理砷的释放量则相对较低,当有氧处理时间最长(6 d)时,砷的释放量最低.土壤Eh与pH值和砷的关系研究表明,二者均与土壤溶液砷呈指数关系,且随着土壤Eh降低和pH提高,水稻土砷的释放速率增大;土壤溶液铁(Ⅱ)与砷则存在显著正相关关系(r=0.868,P0.001).水稻土微环境中Eh降低和pH值提升是驱动砷释放的关键因素,因而有氧水管理模式是能够抑制砷的释放和降低水稻对砷吸收累积的有效方法.