葫芦岛市土壤、蔬菜重金属污染空间变化规律

采用Ｋrige插值法分析葫芦岛市土壤重金属的空间变化规律,测定葫芦岛市土壤、蔬菜、粮食中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的含量,应用指数方程和幂指数方程描述重金属与污染源的关系,分析土壤重金属的来源,并通过对当地种植和市售蔬菜、粮食重金属的比较,研究冶炼-氯碱工业对土壤与农作物生态系统的影响.结果发现葫芦岛市土壤受到重金属污染严重,Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的平均含量分别是1.422、 443.1、 60.94、 4 084、 247.8 mg·kg^-1,最大值分别达到6.092、 3 195、 341.7、 35 157、 1 557 mg·kg^-1,Cd、Zn污染属于重污染,Hg、Pb、Cu属于中度污染.土壤中Hg、Pb、Cd、Zn、Cu的污染主要呈现以葫芦岛锌厂为中心,向外围辐散降低的规律,其中Hg还受到氯碱工业的影响.葫芦岛市土壤重金属主要来源于大气沉降,指数方程和幂指数方程均能很好地描述Pb、Cd、Zn、Cu在土壤中随距离的变化趋势.地产农作物的重金属含量远高于市售农作物,则进一步说明了重金属对葫芦岛市土壤生态系统带来了严重影响.     

锌及其它重金属元素在土壤中迁移性的调控

实验表明,使用不同处理溶液按不同顺序淋洗土壤,造成土壤中Zn、Cu、Fe、Mn、Ni等重金属元素迁移性不同,因而对作物生长及重金属元素对作物的有效性产生了明显影响.     

Molecular characterization of root exudates using Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry

The release of root exudates (REs) provides an important source of soil organic carbon. This work revealed the molecular composition of REs of different plant species including alfalfa (Medicago sativa L.), bean (Phaseolus vulgaris L.), barley (Hordeum vulgare L.), maize (Zea mays), wheat (Triticum aestivum L.), ryegrass (Lolium perenne L.) and pumpkin (Cucurbita maxima) using electrospray ionization coupled with Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR MS). The combination of positive ion mode (+ESI) and negative ion mode (-ESI) increased the number of the molecules detected by ESI FT-ICR MS, and a total of 8758 molecules were identified across all the samples. In detail, lipids and proteins and unsaturated hydrocarbons were more easily detected in +ESI mode, while aromatic compounds with high O/C were readily ionized in -ESI mode, and only 38% of the total assigned formulas were shared by -ESI and +ESI modes. Multivariate statistical analysis of the formulas indicated that the close related plants species secreted REs with similar molecular components. Moreover, the unsaturation degree and nitrogen content were the two key parameters able to distinguish the similarities and differences of molecular components of REs between plant species. The results provided a feasible analysis method for characterization of the molecular components of REs and for the first time characterized the molecular components of REs of a variety of plant species using ESI FT-ICR MS.     

EDTA调控下灯心草和龙须草对铅锌尾矿污染土壤的修复潜力

采用盆栽试验,研究了不同质量摩尔浓度EDTA(b(EDTA))调控下灯心草和龙须草对铅锌尾矿污染土壤的修复潜力.结果表明:当b(EDTA)为0.125～2.000 mmol/kg时能显著促进生长在铅锌尾矿污染土壤中灯心草和龙须草地上部生物量的增产,分别在0.500和1.000 mmol/kg时达到最大值.EDTA对2种草地上部生物量的影响大于地下部,分别通过影响株高和分蘖数实现,且对灯心草的影响程度大于龙须草.添加EDTA可以显著提高2种草对各重金属的富集能力,尤其以Pb, Cu最为明显.同时发现,EDTA对植物积累重金属能力的促进作用存在植物种类和重金属元素种类之间的差异.灯心草和龙须草分别在重金属积累、转运和生物量上存在优势,在EDTA调控下将2种植物合理搭配种植在铅锌尾矿污染土壤中能取得良好的重金属去除效果.      

两种能源草田间条件下对镉和锌的吸收累积

大生物量能源草对镉污染土壤的修复潜力如何还未知.本研究采用两种能源草杂交狼尾草（Pennisetum americanum×P.purpureum）和紫色象草（P.purpureum ‘Purple’）以及马蔺（Iris lactea var.chinensis）和镉的超累积植物遏蓝菜（Noccaea caerulescens）为对照,在镉污染农田上开展田间试验.结果表明,杂交狼尾草的地上部生物量最大,分别是遏蓝菜和马蔺的126和36倍,与紫色象草地上部生物量无显著差异.遏蓝菜地上部和根部中镉和锌的含量显著高于其他植物.马蔺地上部和根部的锌含量最小,而镉含量显著大于紫色象草和杂交狼尾草（P<0.05）.虽然地上部和根部的镉含量显著小于马蔺和超累积植物遏蓝菜,紫色象草地上部中镉和锌的累积量最大,镉累积量分别是马蔺和遏蓝菜的7.0和4.1倍,锌累积量分别是马蔺和遏蓝菜的41和11倍（P<0.05）.杂交狼尾草地上部镉和锌的累积量略低于紫色象草.遏蓝菜的地上部中镉和锌的富集系数均大于1,其体内镉和锌的转移系数均大于1,可用于提取修复镉锌复合污染土壤;马蔺根部镉富集系数大于1,其体内镉的转移系数小于1,可用于稳定修复镉污染土壤;紫色象草根部锌富集系数大于1,其体内锌的转移系数小于1,可用于稳定修复锌污染土壤.田间条件下,由于大的生物量,紫色象草和杂交狼尾草表现出较强的土壤镉和锌的提取去除潜力,且可产生经济效益,应用前景较好.     

重金属离子对生物污泥活性的抑制

研究了工业废水中常见的Cd~(2+)、Ni~(2+)、Cr~(6+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)和Fe~(3+)七种重金属离子对生物污泥的抑制作用。发现其抑制的机理各不相同,前五种为不可逆抑制,污泥经过洗涤,活性不易恢复,而后二种为可逆抑制,污泥洗涤后,活性能基本恢复。试验还发现,几种金属离子同时存在时,抑制性比单一金属离子强。金属离子会在污泥中积聚,因此,即使废水中浓度很低,长期接触也会使生物污泥活性降低。     

羟基磷灰石的湿法制备及其对F^-的吸附特性研究

通过湿法制备了不同Ca／P比的羟基磷灰石，并研究了其对P的吸附特性。结果表明，HAp晶体的结晶形态对吸附效果有很大影响。Ca／P越低，吸附效果越差；结晶度越低，吸附效果越好。最佳吸附条件为：P^-初始浓度为,20mg／L；HAp用量为2g；吸附时间为120min，pH值为5。HAp晶体对F^-的吸附机理主要为溶解-沉淀、离子交换作用。合成羟基磷灰石对F^-的吸附研究，对开发我国丰富的磷矿石资源也有重要的指导意义。     

无机离子对催化臭氧化降解水中痕量硝基苯效果的影响

考察了天然水体中常见的无机离子对单独臭氧氧化、臭氧/蜂窝陶瓷和臭氧/改性蜂窝陶瓷3种氧化工艺分解水中痕量硝基苯的影响.单独臭氧氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷对硝基苯的分解效率随着钙离子浓度的升高(0～4 mg·L^-1)分别增加了5.0%和8.6%,在相同实验条件下,臭氧/蜂窝陶瓷对硝基苯的降解效率在钙离子浓度为0.5 mg·L^-1时达到最大值;单独臭氧氧化、臭氧/蜂窝陶瓷和臭氧/改性蜂窝陶瓷在锰离子浓度增加(0～4 mg·L^-1)的情况下对硝基苯的去除率分别增加了10.9%、11.6%和9.6%,随着重碳酸根离子浓度的增加(0～200 mg·L^-1)分别降低了8.6%、11.5%和8.9%;硝酸根和硫酸根离子浓度对单独臭氧氧化降解水中硝基苯无明显影响,另2种氧化工艺对硝基苯的分解效率随着硝酸根和硫酸根离子浓度的增加而降低.     

疏勒河上游地表水水化学主离子特征及其控制因素

在系统收集了疏勒河流域上游河水、地下水、降水和冰雪融水水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和Piper阴阳离子三角图等方法,对疏勒河上游地表水中主离子组成特征及其控制因素进行了分析.结果表明,流域内不同水体(大气降水、河水和地下水)之间的主离子组成以及水化学类型差异显著.河水TDS的变化范围为51.7~432.3 mg·L-1,平均值为177.7 mg·L-1;河水中阳离子Ca2+、Mg2+的百分比为45%和31%,优势阴离子为HCO-3,占阴离子总量的75%,河水的水化学类型主要为HCO-3-Ca2+-Mg2+型;河水中主离子浓度值介于大气降水和地下水之间,并且十分接近地下水浓度,说明地表水同时受大气降水和地下水补给并主要依靠地下水补给;地表水样品的水化学组成落在Gibbs分布模型的中翼偏左端,表明研究区的水化学离子组成受到岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,且岩石风化作用对水化学离子组成的影响更加显著.     

夏季黄山不同高度大气气溶胶水溶性离子特征分析

2011年夏季在黄山3个不同高度上设观测点,利用Andersen分级采样器同步采集大气气溶胶,样品用离子色谱仪(Metrohm IC)进行分析.结果表明,山底、山腰和山顶的平均总离子浓度分别为13.32、10.94和9.97μg.m-3,大气气溶胶无机离子成分随高度增加呈递减趋势;黄山大气气溶胶中主要离子质量浓度依次为SO24->NH4+>Ca2+>NO3-;NH4+、SO24-分别为最主要的阳离子和阴离子,浓度随高度增加而递减最为显著,两种离子浓度和在3个采样点中均占PM2.1离子质量浓度的75%以上;粗粒子中最主要的阳离子与阴离子则为Ca2+和NO3-.PM10与PM2.1中阴阳离子线性回归线斜率近似为1,表明黄山大气气溶胶酸碱平衡.相关性分析表明,NH4+与SO24-的相关性高达0.98,这两种离子主要结合成(NH4)2SO4和少量的NH4HSO4存在于颗粒物中.黄山地区气溶胶在一定程度上受到周边地区人为源的影响.后向轨迹模拟显示,黄山夏季气团主要来源于南方沿海、东海、黄海及北方地区.由于途径重污染排放区,北方气团细粒子离子浓度较高,K+离子浓度近为西南气团的数倍.