Phosphorus utilization and microbial community in response to lead/iron addition to a waterlogged soil

Constructed wetlands have emerged as a viable option for helping to solve a wide range of water quality problems. However, heavy metals adsorbed by substrates would decrease the growth of plants, impair the functions of wetlands and eventually result in a failure of contaminant removal. Typha latifolia L., tolerant to heavy metals, has been widely used for phytoremediation of Pb/Zn mine tailings under waterlogged conditions. This study examined e ects of iron as ferrous sulfate (100 and 500 mg/kg) and lead as lead nitrate (0, 100, 500 and 1000 mg/kg) on phosphorus utilization and microbial community structure in a constructed wetland. Wetland plants (T. latifolia) were grown for 8 weeks in rhizobags filled with a paddy soil under waterlogged conditions. The results showed that both the amount of iron plaque on the roots and phosphorus adsorbed on the plaque decreased with the amount of lead addition. When the ratio of added iron to lead was 1:1, phosphorus utilized by plants was the maximum. Total amount of phospholipids fatty acids (PLFAs) was 23%–59% higher in the rhizosphere soil than in bulk soil. The relative abundance of Gram-negative bacteria, aerobic bacteria, and methane oxidizing bacteria was also higher in the rhizosphere soil than in bulk soil, but opposite was observed for other bacteria and fungi. Based on cluster analysis, microbial communities were mostly controlled by the addition of ferrous sulfate and lead nitrate in rhizosphere and bulk soil, respectively.     

热水洗辅助微生物修复高含油落地油泥

为解决油田落地油泥含油率高但不能直接进行生物无害化处置的问题,探索一种热水洗辅助微生物修复工艺。利用热水洗实验考察了清洗配方和水温对降低含油率的影响;从落地油泥中分离出石油烃降解菌,以用于含油残砂的微生物降解过程,同时探究填料和烃降解微生物对残砂中石油烃降解效果的影响。结果表明,鼠李糖脂清洗剂在总用量为0.5%、水洗时间30 min和50 ℃条件下,可将油泥含油率由107.1 mg·g⁻¹降至为39.3 mg·g⁻¹;水洗后残砂中的土著菌群数量出现了明显下降。分离获得了2株烃降解菌,并优选出具有增加油泥溶氧和保水的沼渣。将烃降解微生物和优选沼渣加入残砂后,石油烃生物降解效率得到显著提升,200 d后含油率降为4.62 mg·g⁻¹。在此过程中,微生物优先降解分子量小的饱和烃和芳香烃组分,对胶质和沥青质等组分降解程度偏低。该研究结果可为油田高含油落地油泥的环保处置提供参考。     

长三角典型地区土壤环境中Se的空间变异特征及其与人类健康的关系

农业土壤环境中硒（Se）的缺乏或过量都会通过食物链最终影响人类健康。在203个土壤采样点的基础上,利用GIS和地统计学相结合的方法,对江苏省如皋市农田土壤环境中Se的空间变异特征及其影响因素进行分析,同时,对土壤中Se的空间分布与长寿人口的空间分布进行空间叠加分析。研究结果表明,如皋市土壤环境中总Se及水溶态Se的平均含量分别为0.13 mg/kg和2.16 μg/kg,研究区处在相对低Se的土壤环境中。总Se的空间变异性不大,其空间分布比较均一;但水溶态Se的空间变异性较大,主要受成土条件及土壤母质、土壤类型及地形地貌等结构性因子的影响。水溶态Se对土壤的理化性质也比较敏感,特别是速效磷、有机质及全钾含量与水溶态硒的相关性较显著,因此在有机质及土壤养分含量较高、土壤颗粒组成较细的东部及北部地区水溶态硒的含量也较高。土壤水溶态Se的空间分异与长寿人口比率的空间分异呈极显著的正相关关系(〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001),相关系数达〖WTBX〗r〖WTBZ〗=0325,表明人类的健康长寿现象与环境中水溶态硒的含量有很大关系,但人类长寿的本质和真正机理仍需进一步研究验证。     

城乡交错带土地利用方式对土壤理化性质的影响

以长沙市南郊山地丘陵区为研究对象,选择7种不同土地利用方式（次生林地、经济林地、杉木人工林、采伐迹地、撂荒地、苗圃地、坡耕地）研究了城乡交错带不同土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：7种土地利用方式下,土壤颗粒组成主要集中在1～0.05 mm和＜0.001 mm两个粒级范围内,土壤质地以重壤土和轻粘土为主。随着人为干扰程度的减弱,土壤砂粒（1.0～0.05 mm）、土壤粉粒（0.05～0.01 mm）百分率逐渐下降,＜0.01 mm的土壤物理性粘粒百分率增加。自然、半自然状态利用方式的林地（次生林地、经济林地、杉木人工林地）土壤总孔隙度、含水量普遍较高,土壤密度低于坡耕地、苗圃地、撂荒地、采伐迹地,而土壤pH值、有机质含量及氮、磷、钾含量普遍高于坡耕地、苗圃地、撂荒地、采伐迹地     

气相抽提去除红壤中挥发性有机污染物的去污机理探讨

通过探讨土壤气相抽提去除红壤中挥发性有机污染物的去污机理,建立了一维稳态条件下污染物在土壤多孔介质中传质的总微分方程,分别求出了平衡模型和动力学模型的解析解和数值解,并用实验结果对平衡模型和动力学模型进行了模拟和验证.实验结果和模型模拟结果表明理论模型与实验结果吻合良好,平衡模型和动力学模型在描述污染物在土柱通风过程中的传质时,分别适用于不同的阶段.在通风初期平衡模型能够很好地描述实验结果,而随着时间的推移,平衡模型的预测曲线逐渐偏离数据点,到了通风中后期,只有动力学模型才能够较好地描述和预测实验结果.     

应用脂肪酸甲酯淋洗去除土壤中多环芳烃

针对煤气厂土壤等高浓度多环芳烃污染土壤修复困难的现实,采用易生物降解的新型淋洗剂脂肪酸甲酯淋洗修复高浓度多环芳烃污染的土壤,同时进行了以甲醇、植物油(大豆油)作为淋洗剂的淋洗实验,比较不同淋洗剂的淋洗效果.结果证明脂肪酸甲酯对人工模拟污染土壤中蒽、荧蒽、芘、苯并(a)芘的去除率可以达到80%—95%,对煤气厂土壤中多环芳烃的去除效果也非常明显,总多环芳烃的去除率达到41%.脂肪酸甲酯的淋洗效果要优于其它两种淋洗剂.     

可溶性有机物对土壤汞向大气释放的影响

通过模拟试验,研究了浸提自稻草、腐殖土和堆肥的可溶性有机物(DOM)对紫色潮土、紫色土和黄壤三种土壤中汞向大气释放的影响.结果表明,DOM尤其是堆肥DOM能有效地抑制土壤汞向大气的释放,且土壤中DOM添加量越高,土壤汞释放量越少,即DOM对土壤汞释放的抑制作用越强;不同土壤类型,DOM的抑制作用不同,三种土壤汞释放量大小顺序均为:紫色潮土紫色土黄壤.     

基于GIS与RUSLE的武陵山区小流域土壤侵蚀评价研究

以长江中下游武陵山区女儿寨小流域为研究区,基于数据观测积累及实地调查采样等方法,计算了研究区降雨侵蚀力、土壤可蚀性等因子,运用GIS与RUSLE评价了流域土壤侵蚀强度并分析了其与土地利用方式、海拔高度的关系。结果表明,流域平均土壤侵蚀强度为78844 t/（km2·a）,属微度侵蚀,流域面积9518%的范围发生轻度以下的侵蚀,强烈以上侵蚀仅占1.19%。从土地利用类型来看,耕地、果园侵蚀强度较大,均达到中度侵蚀,有林地除竹林地为轻度侵蚀外均属微度侵蚀,耕地、果园、竹林地是今后水土流失防治的主要地类。不同海拔高度中,低海拔（200～400 m）区域侵蚀量占到流域侵蚀总量的6442%,是水土流失防治的重点地带。研究为应用修正通用土壤流失方程在武陵山区进行土壤侵蚀评价提供范例,为研究区防治土壤侵蚀和流域管理规划决策提供相应参考     

低山丘陵区水土保持治理与生态环境效应

分析了低山丘陵区水土流失等级分布，水土流失的形成原因及危害，指出低山丘陵区水土流失综合治理要以小流域综合治理为主，阐明小流域水土流失的规律性，以及根据小流域3个地貌单元类型按“三条带”模式进行综合治理：山顶林草防治、山腰经济林带整治、山脚坡改梯治理的技术措施，着重论述综合治理的生态环境效应：明显地保水保土保肥，在降雨量相同的情况下等高种植、坡改梯、封山育林雨强明显小于坡耕地，起始产流时间延迟，径流量减少近2/3，土壤侵蚀量明显比坡耕地少得多。土壤侵蚀携带养分，坡耕地损失量最大，等高种植全氮、全磷的损失量最小；坡改梯有机质、有效氮、速效钾流失量较少，说明坡改梯的保肥效果优于等高种植。林草植被对改善生态系统的环境效应和提高生物多样性功能，为低山丘陵区生态环境恢复和农业可持发展奠定基础。     

抗坏血酸和铁系还原剂修复铬污染土壤

通过投加抗坏血酸(C₆H₈O₆)或铁系还原剂(FeCl₂,(NH₄)₂Fe(SO₄)₂,FeS)对重庆某化工厂的Cr污染土壤进行修复。除FeS外,其余3种还原剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率均达80%以上,稳定效率均超73%,且投加量为理论值3倍和4倍时的效果相差不大。C₆H₈O₆相比于铁系还原剂表现出更好的长期稳定性,4~30 d的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中Cr(Ⅵ)的浸出限值(1.5 mg/L)。投加3倍理论值C₆H₈O₆的土壤在30 d时的Cr(Ⅵ)浸出质量浓度仅为0.83 mg/L,稳定效率高达98.3%。除FeS外,其余3种还原剂均显著增加了土壤中Cr的残渣态占比。FeCl₂和(NH₄)₂Fe(SO₄)₂会导致土壤pH降低。4种还原剂均未对土壤晶体结构产生明显影响。