伊犁河谷典型区域土壤重金属含量状况及评价研究

"十二五"期间自治区加大了对伊犁河谷境内典型生态环境区域集中式饮用水源地土壤、农田、果园、菜地以及昭苏、特克斯和新源三大天然草场土壤汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)八种重金属元素的监测,通过对上述监测数据的统计分析和评价表明:伊犁河谷典型区域土壤重金属含量均低于《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)(二级、旱地)限值,整体处于清洁安全水平,尚未受到人为显著影响.     

Fate and transport of the β-adrenergic agonist ractopamine hydrochloride in soil–water systems

The feed additive ractopamine hydrochloride was fortified at four concentrations into batch vials containing soils that differed in both biological activity and organic matter(OM).Sampling of the liquid layer for 14 days demonstrated that ractopamine rapidly dissipated from the liquid layer. Less than 20% of the fortified dose remained in the liquid layer after 4 hr,and recoveries of dosed ractopamine ranged from 8 to 18% in the liquid layer at 336 hr. Sorption to soil was the major fate for ractopamine in soil:water systems, i.e., 42%–51% of the dose at14 days. The major portion of the sorbed fraction was comprised of non-extractables; a smaller fraction of the sorbed dose was extracted into water and acetone, portions which would be potentially mobile in the environment. Partitioning coefficients for all soils suggested strong sorption of ractopamine to soil which is governed by hydrophobic interactions and cation exchange complexes within the soil OM. Ractopamine degradation was observed, but to mostly non-polar compounds which had a higher potential than ractopamine to sorb to soil. The formation of volatiles was also suggested. Therefore, despite rapid and extensive soil sorption,these studies indicated a portion of ractopamine, present in manures used to fertilize soils,may be mobile in the environment via water-borne events.     

施用沼渣和接种丛枝菌根真菌对甘草生长及矿质营养的影响

沼渣是厌氧发酵的残余物,可作为肥料施用,但因其含有一定量的重金属等有害物质可能导致环境污染风险.丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌作为植物共生真菌,可以促进植物对矿质养分的吸收,同时能够通过不同途径减轻重金属对植物的毒害.本文采用甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)为供试植物开展盆栽试验,考察施用沼渣结合接种AM真菌对甘草生长和矿质营养的影响.试验结果表明,施用沼渣显著促进了植物生长,提高了植物生物量、磷含量和叶片叶绿素含量,与此同时提高了土壤有机质和磷、铬、铜、铅含量,并导致植物重金属含量显著升高.另一方面,AM真菌能够和甘草根系形成良好共生关系,但施用沼渣对菌根侵染表现出显著抑制作用.接种AM真菌促进了甘草生长、提高了根系磷含量及叶片叶绿素含量,同时显著降低了植株重金属含量至安全阈值以内.本试验表明,施用沼渣同时接种AM真菌可在促进甘草生长的同时阻控重金属污染风险,因而可作为沼渣安全利用的一种可行技术途径.     

融雪对土壤溶解性有机质溶析作用的影响

利用土壤浸提实验和土柱淋洗实验,考察了化学离子的种类与浓度对进入融雪径流的土壤溶解性有机物(DOM)的含量和光谱学特性的影响,以及不同化学特征的积雪融化过程中土壤DOM的释放规律.土壤浸提实验结果表明,随着Na~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中的溶解性有机碳(DOC)浓度显著降低;随着Cl~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中波长254 nm处的紫外吸光度(UV-254)逐渐降低;随着Na~+和Mg~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中单位浓度DOC的紫外吸收值(SUVA)值逐渐升高.NO_3~-、SO_4~(2-)和Na~+的浓度过高或过低时,土壤浸提液中DOM的类腐殖酸和类富里酸荧光峰强度较低;随着Cl~-、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中DOM的类腐殖酸荧光峰强度逐渐降低.土柱淋溶实验结果表明,类腐殖酸和类富里酸荧光物质是土壤淋滤液中的主要荧光物质.与纯水相比,融雪水作为淋洗液导致土壤淋滤液中DOC浓度的降低,以及类微生物代谢产物荧光峰强度的增高.冻融交替抑制DOM自土壤解吸进入淋滤液,并且导致土壤淋滤液中芳香族化合物相对含量的降低.     

有机肥施用对盐渍土富里酸荧光特性的影响

为探讨有机肥长期培肥盐渍土后土壤富里酸(FA)结构组成及土壤环境的变化特征,对黑龙江西北部盐渍土壤连续5 a采取不同施肥处理,设置CK(对照)和TR1(处理1,施用有机肥8 000 kg/hm2)、TR2(处理2,施用有机肥4 000 kg/hm2及化肥N 80 kg/hm2、P₂O₅ 50 kg/hm2、K₂O 35 kg/hm2)、TR3(处理3,施用化肥N 160 kg/hm2、P₂O₅ 100 kg/hm2、K₂O 70 kg/hm2) 4个处理组,分析土壤中富里酸荧光光谱特征的变化情况. 结果表明:与CK比较,TR1、TR2处理可明显增加土壤中ρ(富里酸),增幅分别为98.24%、72.16%;二维荧光参数分析显示,各处理下富里酸腐殖化程度均表现为TR1>TR2>TR3>CK;三维荧光光谱区域积分比值分析结果进一步证实,TR1、TR2处理通过增加可见区类富里酸的荧光响应比值和减少紫外区类富里酸的荧光响应比值来提高富里酸的腐殖化程度. 根据三维荧光光谱结合平行因子分析结果,可将富里酸分为C1组分(生物可利用富里酸组分)、C2组分(陆生来源富里酸组分)及C3组分(类蛋白组分);施用有机肥主要增加C1组分的比例,其次为增加C2组分的比例,说明施用有机肥可提高盐渍土供肥能力,对盐渍土生态环境改善具有积极作用. 传统荧光图谱解析手段结合统计分析结果显示,施用有机肥可明显提高盐渍土富里酸含量并增加其腐殖化程度.      

回归模型法推导油菜田土壤Cd限值的不确定性

为研究土壤-作物迁移模型推导农田土壤环境基准的不确定性,以油菜为例,通过贵州省4种典型微酸性土壤——红壤、黄壤、石灰土和黄棕壤进行Cd盐添加的盆栽试验,除全量Cd外,选择5种有效态提取剂,分别与油菜籽w(Cd)建立土壤-作物迁移模型. 参照GB 13078—2001《饲料卫生标准》w(Cd)限值(0.5 mg/kg),采用模型预测中位值和95%预测上限进行土壤Cd限值推导并分析模型的不确定性. 结果表明:全量和各提取态Cd质量分数与油菜籽w(Cd)均能建立极显著的一元(R2为0.907~0.946)或多元(考虑pH)回归模型(R2为0.875~0.962). 5.550(以多元模型中位值推导的农田安全种植油菜的Cd限值)随pH的升高从0.93 mg/kg增至1.45 mg/kg,HNO₃提取态、HCl提取态、DTPA提取态的Cd的质量分数也分别从0.81、0.97、0.73 mg/kg升至1.39、1.79、1.66 mg/kg. 基于CaCl₂提取态Cd的一元模型对pH不敏感,SEQS₅₀不受其影响. 对所有模型而言,SEQS₅₀是SEQS₉₅(基于模型95%的预测上限推导的限值)的1.1倍左右. 其中,CaCl₂提取态Cd的SEQS₅₀和SEQS₉₅分别为0.052和0.049 mg/kg,小于福建省CaCl₂提取态Cd标准限值(0.15 mg/kg). 为降低不确定性,需要选择合适的提取剂,使用全量Cd,HNO₃、HCl或DTPA 3种提取态Cd建模时须兼顾pH的影响. 研究显示,SEQS₉₅能够降低土壤Cd限值达标而作物Cd含量超标的可能性.      

包覆型纳米零价铁活化过硫酸处理柴油污染土壤

采用Tween-20作为包覆材料对纳米零价铁(n ZVI)进行改性(T-n ZVI),并利用T-n ZVI活化过硫酸盐(PS)降解柴油,同时与未改性纳米零价铁活化过硫酸盐体系(n ZVI/PS)进行对比.结果显示,在n ZVI/PS体系中,柴油降解率随着n ZVI及PS用量的增加而增加.在T-n ZVI/PS体系中,反应90 d后,柴油最大降解率为78%.与n ZVI/PS体系相比,T-n ZVI/PS体系所有组别的柴油降解率均有所提升,但提升幅度不大.同时对T-n ZVI活化PS的机理进行了推测.     

化学氧化耦合电动力技术修复有机污染土壤

有机污染物严重危害着我国土壤环境。探讨了电动力技术修复有机污染土壤的可行性及相关参数的变化特性,并探究了电动力修复耦合化学氧化工艺及表面活性剂辅助等多种措施对修复效果的影响。结果表明:表面活性剂辅助反应可帮助提高有机污染物溶解性与迁移性能,从而提高修复效果;采用KMn O4氧化耦合电动力工艺修复受污染高岭土时有着最佳的修复效率,污染物平均去除率可达70%。     

不同修复材料对铅锌尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd含量的影响

采矿业产生的大量尾砂作为典型的污染源,其含有的重金属等有害成分在雨水浸淋下会直接或间接对周边环境造成污染。为研究尾砂中重金属的污染修复技术,以湖南郴州某废弃矿区的尾砂为研究对象,通过添加质量分数为2.0%的生石灰、还原铁粉、过磷酸钙等廉价修复材料,对尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量变化进行研究,并就其含量变化所体现的时间效应及机理进行探讨。研究发现,还原铁粉对尾砂的修复作用最好,其次是过磷酸钙。还原铁粉使得尾砂中DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量分别降低了59.91%,56.53%,75.81%,35.78%;过磷酸钙使得尾砂DTPA浸提态Pb、Zn、Cu、Cd的含量分别降低了48.85%,44.27%,44.27%,39.23%,可为尾砂中重金属稳定化工程实施提供参考。     

国内流域生态系统土壤动物群落结构研究

土壤动物与其生存环境息息相关.土壤质地优良,食物种类丰富多样,则土壤动物个体数、类群数、多样性显著增多.目前,国内学者多侧重研究农田、森林、草原等生态系统土壤动物群落结构,而流域生态系统土壤动物研究较少涉及.对此,从土壤动物的水平分布、垂直分布和群落多样性三个方面来综述流域生态系统相关因素对土壤动物的影响具有代表性.在此基础上借鉴其他生态系统土壤动物相关研究并且结合流域生态系统自身特点拓展土壤动物研究方向,为研究区土地利用方向提供依据.研究流域中不同环境因素对土壤动物区系的影响,了解国内外土壤动物的研究和流域生态系统对土壤动物影响的进展.对于生态环境的恢复与重建具有重大意义.