Fractionation and solubility of cadmium in paddy soils amended with porous hydrated calcium silicate

Previous studies have shown that porous hydrated calcium silicate （PS） is very effective in decreasing cadmium （Cd） content in brown rice. However, it is unclear whether the PS influences cadmium transformation in soil. The present study examined the effect of PS on pH, cadmium transformation and cadmium solubility in Andosol and Alluvial soil, and also compared its effects with CaCO3, acidic porous hydrated calcium silicate （APS） and silica gel. Soil cadmium was operationally fractionationed into exchangeable （Exch）, bound to carbonates （Carb）, bound to iron and manganese oxides （FeMnOx）, bound to organic matters （OM） and residual （Res） fraction. Application of PS and CaCO3 at hig rates enhanced soil pH, while APS and silica gel did not obviously change soil pH. PS and CaCO3 also increased the FeMnOx-Cd in Andosol and Carb-Cd in Alluvial soil, thus reducing the Exch-Cd in the tested soils. However, PS was less effective than CaCO3 at the same application rate. Cadmium fractions in the two soils were not changed by the treatments of APS and silica gel. There were no obvious differences in the solubility of cadmium in soils treated with PS, APS, silica gel and CaCO3 except Andosol treated 2.0% CaCO3 at the same pH of soil-CaC12 suspensions. These findings suggested that the decrease of cadmium availability in soil was mainly attributed to the increase of soil pH caused by PS.     

桂林毛村岩溶区三种亚类石灰土有机碳矿化研究

应用土壤培养法,比较分析了桂林毛村典型岩溶区黑色石灰土、棕色石灰土、红色石灰土三种亚类石灰土在25℃和70%田间饱和含水量条件下培养90d有机碳矿化速率的差异。结果显示:各亚类土壤有机碳矿化速率和累积释放CO2-C量总体上都随土层加深而递减。0～20cm至20～40cm层递减幅度最大。各亚类石灰土有机碳矿化速率和累计释放量的大小顺序为:黑色石灰土>棕色石灰土>红色石灰土,黑色石灰土的矿化速率远远大于棕色石灰土和红色石灰土,其中0～20cm土层差异最大。土壤有机碳矿化速率和有机碳含量呈正相关。黑色石灰土土壤有机碳矿化释放的CO2-C分配比例最高,达到3.33%,其次是红色石灰土,比例为2.92%,旱地棕色石灰土矿化比例最低,为1.90%,说明桂林毛村典型岩溶区黑色石灰土和红色石灰土有机碳稳定性较弱,旱地棕色石灰土具有较强的固定有机碳能力。     

外源Ni在干旱区绿洲土壤-小麦系统中的迁移及其生物有效性

以西北干旱区绿洲灌淤土为供试土壤,采用盆栽模拟试验和室内分析研究了Ni对小麦的生物效应及其在土壤-小麦系统中的迁移规律.结果表明:Ni在低添加质量分数下能促进小麦生长,但达到临界值240 mg·kg-1后,就会出现明显的毒害作用.随着Ni添加质量分数的增加,各器官中Ni含量也呈增长趋势.小麦根对Ni的富集能力最强,籽粒对Ni的富集能力最弱.随着Ni添加质量分数的增加,土壤中可交换态Ni和碳酸盐结合态Ni所占比例呈增加趋势.对小麦而言,可交换态Ni是生物有效态.     

应用大型原状土柱渗漏计测定冬小麦-夏玉米轮作期硝态氮淋失

从 1998— 2 0 0 0年 ,利用土壤溶液提取器和大型原状土柱渗漏装置 (面积 0 18m2 ,2m深 )田间观测了北京地区冬小麦 夏玉米轮作期间的NO-3 N淋失 .设置对照和常量氮肥水平两个处理 .土柱渗出液的NO-3 N平均浓度 ,对照处理为 35 0mg L ,常量施氮土柱为 5 5 6mg L ;NO-3 N淋失通量 ,对照处理为 1 3g (m2 ·a) ,常量施氮土柱为 2 0g (m2 ·a) ;氮肥表观淋失百分数分别为 10 %、0 86 %和 0 5 4%,受年降雨变化的影响非常明显 .常量氮肥施用条件下 0— 2 0 0cm土壤提取液和土柱底部渗出液的NO-3 N浓度 ,都超过饮用水卫生标准 10mg L ,因此 ,常量施氮水平引起的硝态氮对浅层地下水的污染不容忽视 .     

长期不同施肥对稻田土壤有机碳矿化及激发效应的影响

通过室内模拟培养实验,结合14C同位素标记技术,研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田+化肥(ST)这3种施肥处理下稻田耕层土壤有机碳矿化特征及其对添加外源葡萄糖的响应特征.结果表明,56 d培养实验结束时,CK处理土壤累积矿化率(土壤原有有机碳累积矿化量/土壤总有机碳含量)达到1. 64%,而NPK和ST处理较CK处理显著降低了0. 34%和0. 39%(P 0. 05),表明长期施肥对土壤碳有一定的固持作用.长期不同施肥处理土壤对添加外源葡萄糖的响应有所不同,表现出了不同程度的激发效应.随着培养时间的推移,3种处理土壤碳矿化的激发效应由负激发效应逐渐转为正激发效应. 56 d时,ST和NPK处理土壤的负累积激发效应比CK分别显著提高了22. 07和9. 05倍(P 0. 05).结构方程模型分析表明,土壤NH+4-N和DOC含量主要通过影响土壤MBC和MBN含量间接影响土壤累积激发效应,且NH+4-N对土壤累积激发效应有直接的显著负影响.综上所述,长期施肥降低了稻田土壤原有有机碳累积矿化率,有利于增强稻田土壤碳的固持和积累,秸秆还田加化肥效果更加明显.     

甲苯对塿土脲酶活性影响的实验研究

通过脲酶受甲苯作用的研究,结果表明甲苯对洋刀豆脲酶活性的影响极其微弱,但可显著增强土壤的脲酶活性,7个土样的增幅为1.48～3.96倍,且甲苯在较低浓度和较短处理时间内可完成对土壤脲酶的作用,灭菌土壤吸附洋刀豆脲酶后活性变幅小于3.98%,这主要是由于甲苯可能将土壤微生物毒害或致死后,释放胞内脲酶,并将脲酶等固定在土壤有机-无机胶体上所致.同时揭示出国内外学者研究结果差异的原因可能是土壤pH等理化性质及其造成的微生物区系不同.     

根际土壤中汞甲基化与去甲基化作用双同位素示踪研究

根际环境特殊的理化性质可能显著促进汞(Hg)的甲基化.为证实上述假设,本研究采集了三峡库区消落带狗牙根根际土和非根际土,分别测定了根际土与非根际土中总汞(THg)和甲基汞(MeHg)含量及主要理化性质,并采用双同位素示踪法(~(199)Hg~(2+)和Me~(201)Hg)进行室内模拟培养实验,探究其Hg的甲基化与去甲基化速率.结果表明,根际土壤中的Fe~(2+)、Mn~(2+)、有机质含量、过氧化氢酶活性显著高于非根际土(p0.05),MeHg含量、细菌、真菌数极显著大于非根际土(p0.01);根际土壤中MeHg的含量与Mn~(2+)、SO_4~(2-)、有机质含量存在显著正相关性(p0.05),与过氧化氢酶活性、细菌、真菌数存在显著正相关性(p0.01);根际土壤中Hg甲基化、去甲基化速率、净甲基化潜力均显著大于非根际土(p0.05),有菌根际土的甲基化与去甲基化速率显著大于无菌根际土(p0.05).本研究证实了根际是Hg发生甲基化的一个活跃区域,其中,微生物在根际土壤中Hg的甲基化与去甲基化过程中均起着主要作用.     

南方红壤地区水稻土的肥力评价

本文在系统分析土壤肥力结构的基础上，运用模糊隶属函数及主成分分析的原理和方法生成了反映水稻土肥力状况的综合肥力指数（ＩＦＩ），以此对江西省临川县４３个水稻土种（属）的肥力状况进行了分析与评价，划分了水稻土的肥力等级，并考察了不同肥力级别水稻土各肥力指标的状况。     

曝气吹脱除嗅的影响因素及模型建立

针对饮用水原水嗅味问题,系统开展了曝气吹脱法除嗅问题的研究。实验中通过吹扫捕集-气质联用(P&T-GC/MS)方法测得任意时刻水体中的残余致嗅物质浓度。为确定影响曝气吹脱的最主要外因,通过对气源、曝气量、原水水质、温度几个主要影响曝气去除效果的因素分析发现,气源、原水水质对去除率无影响;不同曝气量相同气水比条件下小气量长时间曝气的去除率略高于大气量短时间的曝气;不同的环境温度对土臭素(GSM)和二甲基异莰醇(2-MIB)的曝气吹脱去除效果影响很大。相较于5℃,25℃条件下40 min内GSM和2-MIB的去除效果分别提升了1.7倍和2.5倍。曝气吹脱过程可用一级反应动力学表示,通过与现有实验数据的拟合,以及阿伦尼乌斯公式对模型内曝气吹脱系数的温度修正,得到具有现实指导价值的曝气吹脱模型。最终,模型预测值与实测值间的误差可控制在10%范围内。     

Comparison of a plant based natural surfactant with SDS for washing of As(Ⅴ) from Fe rich soil

This study explores the possible application of a biodegradable plant based surfactant, obtained from Sapindus mukorossi, for washing low levels of arsenic （As） from an iron （Fe） rich soil. Natural association of As（Ⅴ） with Fe（Ⅲ） makes the process difficult. Soapnut solution was compared to anionic surfactant sodium dodecyl sulfate （SDS） in down-flow and a newly introduced suction mode for soil column washing. It was observed that soapnut attained up to 86% efficiency with respect to SDS in removing As. Full factorial design of experiment revealed a very good fit of data. The suction mode generated up to 83 kPa pressure inside column whilst down-flow mode generated a much higher pressure of 214 kPa, thus making the suction mode more efficient. Micellar solubilisation was found to be responsible for As desorption from the soil and it followed 1st order kinetics. Desorption rate coefficient of suction mode was found to be in the range of 0.005 to 0.01, much higher than down-flow mode values. Analysis of the PT-IR data suggested that the soapnut solution did not interact chemically with As, offering an option for reusing the surfactant. Soapnut can be considered as a soil washing agent for removing As even from soil with high Fe content.