中国土壤铜的区域分级基准建立及生态风险评估初探

中国幅员辽阔,土壤类型复杂多样,全国采用统一的土壤铜环境标准,会造成局部地区土壤生态风险评估出现误判.为了开展精细化区域环境管控,亟需建立区域性土壤铜环境基准.本文基于土壤酸碱度、有机碳和阳离子交换量与物种敏感度分布曲线确定的铜生态阈值之间的关系,估算中国省级区域不同土地利用类型土壤铜的环境基准值,继而结合中国土壤环境浓度,对现行标准进行初步生态风险评估.研究表明：(1)不同省级区域土壤中铜的环境基准值存在较明显差异,空间分布符合南低北高的规律;(2)农用地土壤现行标准对土壤铜风险存在误估情况,且该标准对土壤铜风险误估程度在地域分布上存在明显分界线;(3)现行标准的区域适用性不足,区域性环境标准的制定迫在眉睫.本文所得中国土壤铜的区域分级环境基准为新标准的建立提供了科学依据.     

冬小麦吸收重金属特征及与影响因素的定量关系

冬小麦是我国主要粮食作物之一,保障农产品质量安全是农业生产的重要环节.冬小麦吸收重金属受多种因素的影响,为明确田间条件下冬小麦吸收重金属特征及小麦籽粒中重金属含量与土壤理化性质及土壤重金属含量的定量关系,在小麦收获时通过对我国华北小麦主产区50个不同重金属污染程度田块的土壤和小麦进行点对点采样,分析土壤重金属含量、土壤pH、土壤有机质(OM)、土壤阳离子交换量(CEC)、小麦籽粒和秸秆中重金属的含量,研究小麦吸收重金属特征及土壤理化性质对小麦吸收重金属的影响,并通过多元回归分析研究土壤重金属和理化性质与小麦籽粒重金属间的定量关系.结果表明,所采麦田土壤Cd含量范围为0.150～2.66 mg·kg~(-1),其对应的小麦籽粒Cd含量范围为0.033～0.39 mg·kg~(-1);土壤Pb含量范围为4.68～371 mg·kg~(-1),其对应的小麦籽粒Pb含量范围为0.27～2.4 mg·kg~(-1);土壤As含量范围为3.00～21.3 mg·kg~(-1),其对应的小麦籽粒As含量范围为0.044～0.18 mg·kg~(-1);小麦Cd、 Pb和As的超标率分别为55%、 100%和0,与之对应的土壤Cd、 Pb和As的超标率分别为52%、 13%和0.土壤Cd含量与小麦籽粒Cd含量呈极显著正相关(P0.01),相关系数r=0.663(n=50);土壤全Pb含量与小麦Pb含量呈显著正相关(P0.05),相关系数r=0.348(n=50);土壤As含量与小麦As含量相关性不显著;小麦籽粒对土壤Cd、 Pb和As的富集系数均值分别为0.17、 0.027和0.008 9,转移系数均值分别为0.52、 0.27和0.22;小麦对重金属的富集系数和转移系数均表现为CdPbAs.小麦秸秆中重金属含量高于对应籽粒中重金属含量2～5倍.土壤pH、有机质(OM)和阳离子交换量(CEC)也影响小麦籽粒Cd含量.将土壤Cd含量、土壤pH、有机质(OM)和阳离子交换量(CEC)与小麦籽粒Cd含量进行多元回归分析,得到4个小麦籽粒Cd含量预测方程,其相关系数r均达到极显著水平(P0.01),其中包括全部变量在内的预测方程的相关系数最高,r=0.810(n=50),可以较好地预测小麦籽粒Cd含量.     

南京北郊PM2.5中有机组分的吸光性质及来源

对南京北郊2018年9月~2019年9月PM_2.5中有机组分的吸光性质进行了研究,并利用PM_2.5化学组成及主成分分析法分析该地区吸光性有机碳（棕碳,brown carbon,BrC）的主要来源.结果表明,水溶性有机碳（water-soluble organic carbon,WSOC）和甲醇可提取有机碳（methanol extractable organic carbon,MEOC）在365 nm处光吸收系数（Abs_365,w和Abs_365,m）的平均值分别为（3.22±2.18）Mm^-1和（7.69±4.93）Mm^-1.Abs_365,w和Abs_365,m分别与WSOC（r=0.72,P<0.01）和MEOC（r=0.62,P=0.04）的质量浓度显著相关,均表现为冬高夏低,夜高昼低的时间变化特征.这可归结于冬季和夜间的气象特征（例如边界层高度降低和大气稳定度升高）、冬季一次源排放的增加以及夏季和白天更强的"光漂白作用".Abs_365,m/Abs_365,w的年均值（2.60±0.92）远高于MEOC/WSOC（质量浓度比值,1.37±0.30）,表明MEOC中非水溶性组分的吸光作用更强,在BrC的吸光作用中占主导地位.WSOC、MEOC、Abs_365,m和K⁺均未表现出强相关性（r<0.60）,因此生物质燃烧不是该地区BrC的主要一次来源.WSOC和MEOC质量吸收效率（MAE_365,w和MAE_365,m）及其比值（MAE_365,m/MAE_365,w）的季节变化和Abs₃₆₅相同.MEOC中非水溶性组分的MAE₃₆₅［（4.10±5.15）m²·g^-1］分别是MAE_365,w和MAE_365,m的6.0和2.9倍,支持BrC的吸光作用受非水溶性有机组分主导这一推断.和WSOC的埃氏吸收指数（Å_WSOC）相比,MEOC的埃氏吸收指数（Å_MEOC）随时间变化更显著,这可能与非水溶性吸光组分排放的季节变化有关.主成分分析结果显示,本研究PM_2.5中有机组分的吸光作用主要来源于二次形成过程和人为活动相关的一次排放,而不是生物质燃烧.     

水溶液性质与水污染控制工艺相互作用的重要性

从自然演化、人类活动、科学发展角度分析污废水的产生机制及其对天然水体溶液性质的影响,发现人类迁徙的城镇化以及工农业生产的效率约束导致污废水与天然径流之间的矛盾,使生态水体呈现出由地表纯净水向水质污染方向的功能转化,扰动了元素/化合物在地球表面或水体界面的离心与向心迁移的平衡,明确了水体界面或水圈作为物质地球循环中转站/转运站的原理机制。隐藏在各种水处理工艺原理中的物理、化学、物化、生化等丰富功能能够解决中转站中所积累的矛盾,所以,集合溶液性质与污废水处理工艺原理之间的对应关系及其技术应用将构成更加完备和潜在的水工业,所提出的水溶液性质概念同样适用于给水与纯净水的生产与管理。针对有毒/难降解的工业有机废水,如煤化工行业焦化废水,在前端工艺清洁生产的基础上,需要把产品资源回收、性质互补利用、水量循环机制作为共性目标,把低能耗与物耗、关键污染物去除以及明确环境风险归趋作为污染控制工艺选择的依据,同时要求全过程产生低的二次污染如碳排放等。基于水溶液性质的改变及其过程演变的探究将拓宽水污染控制的工艺理论与技术边界。水污染控制与水环境保护相结合的水工业全过程追求技术、经济与社会目标的一致,争取得到绿色、低碳、循环等生态目标的响应,即生活、生产、生态"三位一体"的协调发展。     

Species diversity and leaf functional traits of understory vegetation one year after severe burning北大核心CSCD

以北京油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,采用独立样本T检验、冗余分析等方法,分析重度火烧1年后林下植被(灌木层和草本层)的物种多样性、叶功能性状及其与土壤因子的关系.结果显示:(1)与对照样地相比,重度火烧后灌木层物种丰富度指数极显著降低(P <0.01),但Shannon指数、Simpson指数以及Pielou指数虽呈下降趋势但未达显著水平(P> 0.05);草本层除Pielou指数外,各物种多样性指数均显著增加(P <0.05).(2)重度火烧样地灌木层和草本层的叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)均高于对照样地,而比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶片氮磷比(N:P)、叶绿素含量(CHL)低于对照样地,除灌木层LPC和N:P及草本层SLA、LCC和LPC外,其他各叶功能性状在火烧与对照间差异均达显著水平.对于不同生活型而言,对照样地的LDMC、LNC、LCC、CHL存在显著差异,而在重度火烧后差异不显著;LT、SLA在重度火烧和对照样地上均呈现显著差异;而LPC、N:P在重度火烧与对照样地上均无显著差异.(3)重度火烧后1年,灌木层和草本层的叶功能性状均仅与土壤含水率、容重和非毛管孔隙度密切相关.本研究表明在油松人工林重度火烧后1年,灌木层物种多样性降低,而草本层物种多样性增加,灌草层的各叶功能性状主要受土壤物理性质的影响呈现不同的变化规律.(图4参45)     

活性炭改性研究进展

本文从表面结构特性、表面化学性质和电化学性质3个方面叙述了国内外在活性炭改性方面的研究进展。表面结构特性改性主要是从增大比表面积和控制孔径分布两方面展开，从而增大吸附量；表面化学性质改性主要是通过氧化还原改变表面含氧酸性、碱性基团的相对含量以及负载金属改性，从而改变对极性、极性较弱或非极性物质的吸附能力；电化学性质改性主要是通过加微电场改变活性炭表面的带电性和由此而产生的化学性质的变化，从而改变吸附性能。最后，本文还从活性炭的吸附性质方面，客观地提出了今后发展方向c     

猪精液酸性N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的纯化及性质水

以杜洛克猪精液为材料,采用硫酸铵分级沉淀、DEAE-32阴离子交换柱层析和Sephadex G-100分子筛柱层析纯化,获得纯化倍数为27.64、比活力为1 773.25 U mg~(-1)的酸性N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶纯酶制剂.经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定,纯酶两种亚基相对分子质量分别为129.13×10~3和62.24×10~3.对其酶学性质的研究结果表明,酶的等电点为5.10,最适pH值为5.5,最适温度为60℃.酶在pH 3.6~9.2、温度10℃～55 ℃的范围内较稳定.以对硝基苯-N-乙酰-β-D-氨罐葡萄糖苷(pNP-NAG)为底物,测得米氏常数K_m为0.455 mmol L~(-1),最大反应速度V_m为17.34μmol L~(-1)min~(-1),活化能为41.70 kJ mol~(-1).图8表1参15     

生产力指数模型PI在北方土壤生产力评价中的应用

土壤生产力评价是土地生产力评价的一个重要方法,对土壤生产力进行科学合理的定量评价具有重要意义。论文以中国北方4个耕地类型区为研究区域,选用全国第二次土壤普查成果中44个典型剖面的土层厚度、容重、机械组成、有机质含量、pH和作物产量数据,建立了新的PI模型并对PI值与产量进行回归分析,以证明PI模型是较好的土壤生产力评价模型。研究结果表明：①东北黑土区、北方平原区、北方山地丘陵区、黄土高原区的PI均值分别为0.377、0.198、0.202和0.172,说明东北黑土区土壤生产力最高,黄土高原区最低;②在各区内部,PI值与作物产量之间均呈十分显著的线性关系,其回归方程的决定系数变化范围在0.589~0.743,均能通过显著性水平为0.005的检验,表明PI模型可用于区内土壤生产力评价;③回归直线的重合性检验表明,不同类型区PI值与产量的回归方程有显著差异,但北方平原区和北方山地丘陵区在显著性水平为0.05时可将PI值与产量进行统一回归。土地生产力区间差异主要由气候因素造成,而区内差异主要是由土壤因素造成。该模型的不足之处就在于未考虑不同耕地类型区之间不同的气候因素,这一点有待于继续探讨。但是对于耕地类型区内部来说,PI模型不失为一个比较好的土壤生产力评价模型。     

合肥城市绿地土壤特点

以合肥市一环内绿地土壤和近郊蜀山森林公园土壤为对象,研究了土壤表层0~10 cm的理化特性,分析了全磷与速效磷,速效磷与潜在酸度之间的关系。结果表明,市区绿地土壤的容重平均值为1.41 kg/cm3,土壤电导率显著高于近郊森林土壤;城市绿地土壤pH值多在7.51~8.50之间,与森林土壤相比,碱性化趋势明显;城市土壤具有明显的富磷和贫氮特征,其全氮含量平均值为1.44 g/kg,全磷含量平均值为792.0 mg/kg、速效磷含量为50.6 mg/kg,分别是近郊森林土壤的0.64倍、2.9倍和5.1倍;城市土壤全磷与有效磷含量呈显著的正相关(r=0.79,p=0.000);潜在酸度与有效磷含量呈显著负相关(r=0.65,p=0.000)。     

石油污染土壤修复技术的进展

综述了石油污染土壤修复技术的发展现状及存在的瓶颈,分析了石油污染对油-水-土界面性质、土-水关系和土壤渗透性等水理性质的影响.对石油污染土壤再利用于工程建设进行了探讨,并总结了石油污染土壤主要的力学性质变化,为石油污染土壤修复技术的工程实践和机理研究提供参考.