Characterisation of Organic Matter and Carbon Cycling in Rehabilitated Lignite-rich Mine Soils

Open-cast lignite mining in the Lusatian mining district resulted in rehabilitated mine soils containing up to four organic matter types: (1) recent plant litter, (2) lignite deposited by mining activity, (3) carbonaceous ash particles deposited during amelioration of the lignite-containing parent substrate and (4) airborne carbonaceous particles deposited during contamination. The influence of lignite-derived carbon types on the organic matter development and their role in the soil carbon cycle was unknown. This paper presents the findings obtained during a six year project concerning the impact of lignite on soil organic matter composition and the biogeochemical functioning of the ecosystem. The organic matter development after rehabilitation was followed in a chronosequence of rehabilitated mine soils afforested in 1966, 1981 and 1987. A differentiation of the organic matter types and an evaluation of their role within the ecosystem was achieved by the use of ¹⁴C activity measurements, ¹³C CPMAS NMR spectroscopy and wet chemical analysis of plant litter compounds. The results showed that the amount and degree of decomposition of the recent organic matter derived from plant material of the 30 year old mine soil was similar to natural uncontaminated forest soil which suggests complete rehabilitation of the ecosystem. The decomposition and humification processes were not influenced by the presence of lignite. On the other hand it was shown that lignite, which was thought to be recalcitrant because of its chemical structure, was part of the carbon cycle in these soils. This demonstrates the need to elucidate further the stabilisation mechanisms of organic matter in soils.     

长期施肥下浙江稻田不同颗粒组分有机碳的稳定特征

依托浙江水网地区稻田长期定位施肥试验(1996~2013年),利用固态13C核磁共振波谱技术,研究长期不同施肥措施下土壤各颗粒组分有机碳含量及其化学结构特征.结果表明,与不施肥对照(CK)相比,秸秆与化肥配施(NPKRS)、栏肥与化肥配施(NPKOM)、单施化肥(NPK)和单施栏肥(OM)处理均显著(P0.05)增加了砂粒(2~0.02 mm)、粉粒(0.02~0.002mm)和黏粒(0.002 mm)组分中有机碳含量;而单施秸秆(RS)处理仅显著增加砂粒组分有机碳含量.此外,与单施化肥处理相比,有机肥和化肥配施促进了新增有机碳在粉粒和黏粒组分的分配,更有利于新增有机碳的稳定.应用13C-NMR波谱技术进行结构表征,结果表明粉粒和黏粒组分有机碳的化学结构存在明显差异,粉粒组分烷氧碳、芳香碳的相对含量高于黏粒,而烷基碳、羰基碳的相对含量低于黏粒.长期有机肥与化肥配施下粉粒和黏粒烷基碳相对含量较单施有机肥处理分别降低9.1%~11.9%和13.7%~19.9%,烷氧碳的相对含量则分别增加2.9%~6.3%和13.4%~22.1%,表明有机肥与化肥配施处理降低了粉粒和黏粒组分有机碳的分解程度.长期单施化肥处理下粉粒和黏粒组分有机质的芳化度和疏水性低于单施有机肥处理和不施肥处理,有机质的矿化稳定性较低.长期有机肥与化肥配施,尤其是NPKOM处理,通过增加化学抗性化合物和碳水化合物的积累,并且减缓活性组分的分解提高粉粒和黏粒组分有机碳含量,是促进稻田土壤有机碳可持续积累的有效措施.     

我国核事故应急“十三五”规划思路研究

通过分析我国核事故应急体系在应急预案、应急指挥、应急救援、技术支持、应急演习等多方面的已有能力,学习国外核电强国的核应急管理经验,总结福岛核事故应急的经验教训,发现我国现有核事故应急体系存在的问题,并提出"十三五"期间我国核事故应急的主要对策和措施,以期为我国核事故应急体系建设提供科学的和系统的工作思路。     

水专项"十三五"时期辽河流域水环境管理研究思路初探

以水专项在辽河流域实施的阶段性成果及辽河流域水环境管理现状为基础,分析"十三五"时期辽河流域水环境管理的需求,提出构建成套流域水环境管理技术体系和管理大平台、全面建设并优化水生态环境监测网络、实行水环境管理的动态调节机制和建立健全流域水环境管理长效机制的水环境管理研究思路,并指出研究应密切结合地方管理,充分发挥地方环境管理的责任主体地位,为水专项第三阶段"综合调控"战略目标的实现提供有力支撑.     

广西"十三五"环境保护和生态建设规划指标体系研究

生态环境保护目标指标是环境保护和生态建设规划中的核心内容,制定科学合理的规划指标体系,能够确保规划各项重点任务顺利实施.通过回顾分析"十一五"、"十二五"环境保护和生态建设规划指标体系,结合广西环境现状和发展趋势,在与国家和广西同期规划、计划、方案等衔接基础上,研究提出广西"十三五"环境保护和生态建设规划指标体系,设置了环境质量改善、总量控制、污染治理、风险防范、生态保护和生态公共服务等6个方面共29个指标,以期更好地指导"十三五"环境保护和生态建设工作.     

"十三五"期间地方社会发展领域科技发展思路研究

"十三五"时期,围绕安徽省资源环境领域科技创新紧迫需求.安徽省应重点在矿产资源绿色高效开发利用、水资源高效利用、地理信息产业、水污染防治、大气污染防治、土壤污染防治、生态环境治理、再生资源综合利用、环保装备等领域实施科技攻关.通过完善普惠性创新支持政策、增加多元化科技创新投入、加大公共产品供给、加强适应新常态的社会发展科技治理体系建设等途径,切实增强社会发展领域自主创新能力.     

黑龙江省"十三五"农村环境综合整治思路及对策研究

文章总结了黑龙江省"十二五"期间农村环境整治的成效,深入分析了"十三五"期间农村环境形势及主要环境问题,划定了黑龙江省重点整治范围和优先整治区域,提出了农村环境整治的主要任务和保障措施,确定了要以农村饮用水源地保护、农村生活垃圾和污水处理、畜禽养殖废弃物资源化利用和污染防治等作为农村综合整治的重点工作任务,为黑龙江省"十三五"期间农村环境综合整治提供了方法和对策.     

中国铀矿冶放射性污染防治"十三五"规划思路研究

首先从放射性废水、废石及尾矿、放射性废气、运输、退役及辐射环境管理等六个方面介绍了中国铀矿冶三废处理现状,分析了中国铀矿冶在放射性污染防治方面所存在的辐射安全状况依然严峻、环境保护技术滞后、退役治理存在较明显的局限性与片面性、铀矿冶标准体系有待完善、地下水污染与控制措施及其研究不够等问题,最后对"十三五"中国铀矿冶放射性污染防治提出了加快铀矿冶退役治理进程、加强铀矿冶废水处理技术研究工作、进一步加强铀矿山井下辐射防护工作、加快铀矿冶退役治理工程长期监护机制的出台、全面梳理铀矿冶法规标准体系的建议,以期为中国铀矿冶领域放射性污染防治提供科学的和系统的工作思路.     

砷-菲对蜈蚣草根部不同碳基团的影响

采用离体鲜根实验和固态13C核磁共振技术(13C-NMR)研究蜈蚣草根部对砷和菲的吸收特征及根部碳基团的影响作用.结果表明,蜈蚣草根部在无蒸腾作用的条件下能够有效地吸收砷和菲,添加菲能够促进离体鲜根对砷的吸收,添加砷也可提高菲的吸收,与对照相比,菲提高了15%~53%.蜈蚣草离体鲜根中以烷氧基C为主,羧基C比例最低,且主要为羧酸、酯和酰胺类羧基C,添加砷和菲会显著增加蜈蚣草离体鲜根中羧基C的比例.蜈蚣草离体鲜根为应对砷和菲的胁迫形成了分子结构更为稳定和复杂的芳香类有机质,从而提高离体鲜根的抗性和适应性.