玉米秸秆生物炭对稻田土壤砷、镉形态的影响

通过室内土壤培养的方法模拟稻田土壤环境,研究淹水环境下添加(1%添加量)不同温度制备的玉米秸秆生物炭(CB-300、CB-400、CB-500)对砷、镉复合污染稻田土壤氧化还原电位(Eh)、pH值及不同形态砷、镉含量动态变化的影响.结果表明,热解温度会影响玉米秸秆生物炭的理化性质,热解温度由300℃升至500℃,玉米秸秆生物炭芳香性增加,亲水性和极性降低,灰分含量增加,pH值升高.淹水环境下添加玉米秸秆生物炭处理相比对照(CK)可提高土壤pH值0.20~1.24,升高幅度大小为CB-500CB-400CB-300CK,随着培养时间的延长,pH值趋于平衡状态;淹水环境下土壤氧化还原电位均迅速下降,且不同处理组间存在显著差异,生物炭制备温度越高下降效果越明显,培养至第96 d时氧化还原电位降到最低.CK、CB-300、CB-400、CB-500处理组弱酸可提取态镉含量由淹水前的73.55%分别降至63.46%、57.73%、54.50%、53.94%,随着培养时间的延长,土壤中弱酸可提取态及可氧化态镉逐渐向残渣态及可还原态镉转化.土壤pH值与弱酸可提取态镉含量之间呈显著负相关关系.淹水环境下土壤可交换态砷含量升高,玉米秸秆生物炭的施加导致土壤交换态、Ca-结合态、Al-结合态和Fe-结合态砷含量逐渐上升,上升幅度分别为75.68%、20.92%、13.49%、48.66%,残渣态砷含量下降;土壤pH值与交换态砷含量之间呈显著正相关关系.研究结果可为砷、镉复合污染稻田安全生产与阻控提供数据支持.     

Soil fertility dynamics in runoff-capture agriculture, Canary Islands, Spain

In the extremely arid (∼150 mm yr⁻¹) eastern Canary Islands of Lanzarote, Fuerteventura and La Graciosa, agriculture has been sustained for decades by a traditional runoff-capture (RC) farming system known as “gavias”. Although the main goal of these systems is to increase water supply for crops, making unnecessary conventional irrigation, a secondary and equally important factor is that this system allows for sustainable agricultural production without addition of chemical or organic fertilizers. A field study was conducted to assess the impact of long-term agriculture (>50 yr) on soil fertility and to evaluate key factors affecting the nutrient sustainability of RC agricultural production. Soil fertility and nutrient dynamics were studied through chemical characterization of the arable layer (0-25 cm) of RC agricultural plots, adjacent natural soils (control) not affected by runoff and cultivation, and sediments contributed by a series of RC events. Results showed that RC soils have enhanced fertility status, particularly because they are less affected by salinity and sodicity (mean electrical conductivity = 1.8 dS m⁻¹ vs. 51.0 dS m⁻¹ in control soils; mean exchangeable sodium percentage = 11.1% vs. 30.6% in control soils), and have higher water and nutrient holding capacities (mean clay plus silt contents ≈87% vs. 69% in control soils). In general, sediments transported with the runoff and deposited in RC plots (average sediment yield ≈ 46 ton ha⁻¹ yr⁻¹), contain sufficient nutrients to prevent a progressive reduction of essential plant nutrients below natural levels in spite of nutrient uptake and removal by the harvested crop. Average additions of nitrogen, phosphorus and potassium with the runoff sediments were 33.6, 35.3 and 48.8 kg ha⁻¹ yr⁻¹, respectively. Results of this study show how a crop production system can be sustained in the long term by natural hydrological and biogeochemical catchment processes. This system maintains a nutrient balance that is not based on energy-intensive inputs of fertilizers, but is integrated in natural nutrient cycling processes, unlike other tropical farming agroecosystems.     

物种多样性对植物生长与土壤镉污染修复的影响

土壤重金属污染是当今最为突出的环境问题之一,其中,重金属镉(Cd)已成为我国受污染土壤中最主要的无机污染物之一.植物修复法是去除土壤重金属的重要方法,研究表明,植物物种多样性的增加能促进生态系统功能.那么在Cd污染土壤中,植物物种多样性对植物生长和Cd污染修复会有怎样的影响,其内在机理是怎样的并不清楚.基于此,本研究选择6种本地常见草本植物(荆芥、鸡眼草、短叶水蜈蚣、牛筋草、鸭跖草和细风轮菜),通过室内控制实验研究不同植物物种多样性(1-,2-,3-,6-物种)对植物生长与土壤Cd污染修复的影响.结果表明:植物物种多样性的增加显著促进植物地下生物量和总生物量的积累,并对植物根系形态(根总长、根总表面积、根尖总数与根平均直径)和叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率F_v/F_m和PSII潜在活性F_v/F_0)有显著的促进作用;植物物种多样性的增加能显著提高植物地上、地下及总Cd含量(积累量)和富集系数;植物物种多样性的增加对植物生长、根系形态指标及Cd的富集具有显著的净效应,且以互补效应为主.本研究选取的是对环境条件要求不高、生长周期短的本地草本植物,可为利用本地常见短世代周期植物进行土壤重金属污染修复提供理论依据.     

土壤污染防治投融资体系改革与基金设立研究

分析了开展土壤污染防治投融资体系改革的必要性,并借鉴国外开展土壤修复的经验,提出通过设立基金推进我国土壤污染防治投融资体系改革,旨在破解当前土壤污染防治工作面临的困局。文中介绍了基金的设立思路、主要任务、规模及融资渠道以及管理措施,并从法律、管理和技术角度提出基金设立和运行的保障措施。土壤污染防治基金的建立,将从融资角度对即将出台的《土壤污染防治法》产生强力支撑,同时促使我国土壤污染防治工作向专业化、市场化和资本化发展。     

柱淋洗法修复铬污染土壤的效果研究

以铬渣污染土壤为供试土壤,采用土柱淋洗法研究柠檬酸、草酸和盐酸单一淋洗以及复合淋洗对铬去除动态和修复效果的影响,并对淋洗前后土壤中铬形态进行分析,探讨修复机理。结果表明,各淋洗方案中,以10体积0.5 mol/L草酸溶液为淋洗剂时的修复效果最好,总Cr累计淋出量为2 304 mg/kg,上层、中层和下层土壤总Cr去除率分别为79.6%、78.1%和69.6%,Cr(VI)去除率为87.8%、86.2%和75%,且土壤Cr(VI)和总Cr随着土壤深度的增加而升高,有在底部积累的可能;淋洗后土壤明显酸化,p H值从10.5降至3左右;以酸作为淋洗剂能有效降低土壤可氧化态铬含量,将其转化为移动性较强的酸可提取态,这有助于达到预期修复效果。     

Simultaneous preconcentration of cadmium and lead in water samples with silica gel and determination by flame atomic absorption spectrometry

A new method that utilizes pretreated silica gel as an adsorbent has been developed for simultaneous preconcentration of trace Cd(II) and Pb(II) prior to the measurement by flame atomic absorption spectrometry. The effects of pH, the shaking time, the elution condition and the coexisting ions on the separation/preconcentration conditions of analytes were investigated. Under optimized conditions, the static adsorption capacity of Cd(II) and Pb(II) were 45.5 and 27.1mg/g, the relative standard deviations were 3.2% and 1.7% (for n = 11), and the limits of detection obtained were 4.25 and 0.60 ng/mL, respectively. The method was validated by analyzing the certified reference materials GBW 07304a (stream sediment) and successfully applied to the analysis of various treated wastewater samples with satisfactory results.     

辽宁省土壤水分的时空变化格局分析

文章利用基于微波遥感的土壤水分产品评价辽宁省近40年(1979~2015)来干旱事件的时空变化特征。研究结果表明:辽宁省地表土壤水分呈现东高西低的空间分布;采用了一种具有时-频多分辨功能的小波分析(Wavelet Analysis)来更好地研究土壤水分时间序列变化规律,发现辽宁省年平均土壤水分随着时间具有波动降低趋势,并伴随有10年和20年左右的两个主要周期;从季节上看,四个季节的土壤水分时间序列变化十分剧烈,春夏两季土壤水分呈现出增加趋势,秋冬两季的土壤水分呈现出降低趋势。     

加强土壤污染防治资金和工程项目管理的建议

文章首先分析了中央财政土壤污染防治专项资金的性质,结合资金管理办法进一步阐明了资金使用范围、资金分配方式、绩效导向和信息公开要求。分析了部分省份开展的土壤污染防治工程项目、资金管理制度建设的现状和获得2016年第一批土壤污染防治专项资金支持项目的情况,对比指出了在支持重点、支持方式上的不同特点。基于主要问题,从加强土壤污染防治项目储备库建设、开展项目与资金规范管理的制度建设、明确不同对象的组织管理职责、重视咨询服务队伍和专家队伍建设等四个方面,阐述了加强土壤污染防治项目组织和资金管理的建议,为相关环境管理部门提供决策参考。     

植物根系对镉毒害的防御及其代谢

本文采用植物根系生物量、根系内活性氧清除酶活性变化和植物表观中毒症状作指标 ,研究了 Cd毒害对草坪植物的毒性作用、根系应激反应。结果表明 ,当土壤溶液中 Cd浓度达 1.5× 10 - 3mol· dm- 3时 ,植物体内活性氧代谢、生长状况将出现异常 ,甚至出现明显的表观中毒症状。 Cd对植物体内清除酶活性的毒性强度为 CAT>SOD>POD。匍匐翦股颖 (Agrostis stolonifera)根系对 Cd毒害的抵抗作用强于多年生黑麦草 (L olium perernne)。     

不同铁营养状况下根系特征及蒸腾对黄瓜幼苗吸收镉的影响

采用营养液培养方法,研究了不同铁营养状况下的根系形态变化及蒸腾作用对不同品种黄瓜幼苗吸收镉的影响.结果表明,不加铁处理对地上部生物量的影响大于对根系的影响,并且不同品种间生物量差异显著.不加铁处理和低水平铁处理时,黄瓜根长变长、根表面积变大.与不加铁处理相比,加铁处理显著抑制了黄瓜根系对镉的吸收,中农5号(缺铁敏感黄瓜品种)和津春4号(缺铁不敏感黄瓜品种)每克根对镉的吸收量分别降低了25.5%~45.5%和28.8%~55.0%;但却增加了镉向地上部的转运,镉在叶中的分配系数分别增加了2.2~3.6倍(中农5号)和2.6~3.7倍(津春4号).缺铁敏感的中农5号吸镉总量与根长、根表面积都呈显著正相关性,而缺铁不敏感的津春4号吸镉总量与根长、根表面积之间的关系不显著.不管是中农5号还是津春4号,其蒸腾速率与每克根吸收镉的量均呈显著的正相关关系.不同铁营养状况影响了黄瓜幼苗的根系形态和蒸腾速率,从而影响了根系对镉的吸收,高铁水平显著抑制了黄瓜根系对镉的吸收.