溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响

溶解性有机质(DOM)是土壤中最具有活性的组分,可以与重金属发生吸附、解吸、络合等一系列作用,对重金属的迁移转化、生物有效性等产生一系列重要影响。通过实验研究溶解性有机质对重金属吸附和迁移的影响。吸附实验表明,重金属Cu、Pb、Cr、Cd在土壤中吸附能力是不同的,土壤对重金属吸附能力的大小顺序为PbCuCrCd。土柱实验表明,重金属Cu、Pb、Cd、Cr在土壤中的迁移规律相似,均为前期淋出液重金属含量较低,后期随时间的增大而增大,当达到吸附饱和后浓度趋于稳定。但不同重金属迁移速率各不相同,这与吸附实验结果相符。溶解性有机质的存在对重金属迁移的影响主要体现在迁移速率上,其穿透时间比去除有机质的情况短,有机质的存在有利于重金属离子向下迁移,但当达到饱和后对重金属迁移浓度影响不显著。     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

生物炭对镉、铅、锌污染土壤上小白菜生长状况的影响

采用500℃限氧热解制备的玉米秸秆生物炭作为改良剂,通过盆栽实验,研究生物炭对Cd、Pb、Zn复合污染土壤上小白菜生长状况的影响。结果表明,不同质量比生物炭配施量对Cd、Pb、Zn污染土壤上小白菜生物量有明显影响,小白菜干重、鲜重均表现为生物炭配施5%(w/w)3%(w/w)0%(w/w)1%(w/w);在土壤重金属Cd、Pb、Zn污染程度较高时,少量生物炭配施并不能明显改善小白菜生长状况;重金属胁迫对小白菜吸收土壤水分可能有重要影响,同时,5%(w/w)相对于3%(w/w)生物炭配施虽然更有利于改善小白菜生长状况,但大量生物炭配施可能会导致土温升高,蒸发加强,对土壤持水能力产生不利影响。     

含Cd油菜秆热解实验研究

以含Cd油菜秆(Cd-RS)为研究对象,通过热解实验研究重金属Cd对油菜秆(RS)热解产物的影响规律以及Cd在油菜秆热解过程中的迁移转化机制。研究结果表明:Cd-RS生物油产率随热解温度升高呈先升高后降低趋势,并在500℃达到最大值,为50.95%;适量Cd可有效提高生物油和生物炭产率,同时大幅降低生物气产率。Cd导致气体产物中的H2体积分数升高,CO2,CO和CH4体积分数降低,同时气体热值大幅降低。相比于RS,Cd-RS热解炭中的固定组分的质量分数降低,挥发分和灰分质量分数升高,C和H质量分数降低,O质量分数升高,热值大幅下降。随着热解温度从400升至600℃,Cd的保留率从84.97%快速降至4.29%,适当降低热解温度可有效防止油菜秆中Cd的挥发,油菜秆中的Cd经热解后以单质Cd,CdO和CdS形式存在于热解残炭中,其对环境的危害性大大降低。     

岩溶山区公路路侧土壤重金属垂直分布及生态危害研究

以公路G60(沪昆高速)、G320(贵黄高速)、S102(贵烟线)贵州安顺西秀区至平坝区段为研究对象,通过对研究区3条公路路侧土壤中6种重金属(Ni、Zn、Cu、Cr、Pb和Cd)在剖面中垂直分布进行分析,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对其污染状况及潜在生态风险进行评价。结果表明:3条公路土壤重金属在剖面中平均值与车流量呈正相关(S102公路土壤中Pb除外),表明重金属含量受到交通污染影响;3条公路土壤中大部分重金属在剖面中垂直分布变化在0~20 cm耕作层中波动,并从10~15 cm层或15~20 cm层开始,重金属含量逐层降低,不再出现峰值;地累积指数法评价显示,G60公路土壤中Ni、Pb和Cd,及G320公路土壤中Cd在耕作层中为轻微污染(0I_(geo)≤1),3条公路土壤中其它重金属在剖面中无污染(I_(geo)≤0);重金属潜在生态风险评价显示,G60和G320公路土壤中Cd在耕作层中为中等潜在生态风险(40≤Eir80),3条公路土壤中其它重金属在剖面中为轻微潜在生态风险(Eir40)。另外,3条公路土壤重金属在整个剖面综合潜在生态风险为低风险(RI150)。     

阶梯式景观河流夏季溶解性有机质构成与分布

溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）构成复杂,是河流生物地球化学循环中重要的组成部分,对水环境状况有很好的指示作用。为研究基于同步荧光光谱（synchronous fluorescence spectrum,SFS）的城市河流DOM含量与构成变化与水环境参数的相互作用关系,以阶梯式城市景观河流为研究对象,采用荧光区域积分、冗余分析（redundancy analysis,RDA）、二维相关分析（two-dimensional correlation spectroscopy,2D-COS）和主成分分析（principal component analysis,PCA）对SFS及水环境参数进行解析。将SFS光谱划分为类酪氨酸（TYRLF）、类色氨酸（TRPLF）、微生物源类腐殖质（MHLF）和陆源类腐殖质（HLF）四个荧光积分区域,提出SFS区域积分校正因子算法以提高SFS的半定量分析的准确性。结果表明：阶梯式景观河流夏季水体中DOM以生物源（TYRLF、TRPLF和MHLF）组分为主（>80%）;SFS-RDA表明环境参数对DOM构成有显著影响,水面覆盖率（Cover）与类腐殖质组分的占比呈正相关;SFS-2D-COS表明类蛋白组分（TYRLF和TRPLF）与类腐殖质组分（MHLF和HLF）变化趋势相反,水体中DOM组分变化顺序为：TYRLF> TRPLF> HLF> MHLF;SFS-PCA将水体DOM按结构特性进行了划分,实现了基于SFS的水体DOM快速归类定性分析。     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

辽河口盐沼湿地表层沉积物重金属污染评价

以辽河入海口典型盐沼湿地土壤为研究对象,采集6个区域内盐地碱蓬盐沼湿地和裸地中0~<10和10~ 20cm 深度的土壤样品,测定土壤中 As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg7种重金属的质量分数,揭示其空间分布规律并对其污染 风险进行评价. 结果表明,6个区域重金属 As、Cd、Cr、Cu、Pb和 Zn的平均质量分数分别为12.23、0.33、62.25、24.29、 23.75和74.12mg·kg-1,Hg未检出. 在盐地碱蓬盐沼区域,表层土壤(0~<10cm 深度)As、Cd、Cr、Cu、Pb和 Zn质量 分数的最高值都出现在远离河口一侧的样地 D;10~20cm 深度 As、Cd、Cu、Pb和 Zn质量分数的最高值都出现在远离 河口一侧的样地 E,而 Cr质量分数的最高值出现在远离河口一侧的样地 D. 在裸地区域,表层土壤 As、Cr、Cu、Pb和 Zn 质量分数的最高值都出现在远离河口一侧的样地 F,而 Cd质量分数的最高值出现在远离河口一侧的样地 D. 因此重金 属质量分数在整个研究区域的空间上呈现由河流向海方向增长的趋势. 运用地质累积指数法对7种重金属的污染进行 评价,整个研究区内重金属为低污染水平,污染程度由大到小依次为 Cd、As、Cu、Zn、Pb、Cr、Hg      

玉米和小麦秸秆生物炭对土壤重金属污染修复实验研究

为揭示不同秸秆生物炭对土壤中重金属污染修复的效果和机理,文章取矿山附近农田酸性土壤,以质量比5％ 分别施加玉米秸秆生物炭(maize biochar,MBC)和小麦秸秆生物炭(wheat biochar,WBC),并在培养10、25、40、55 d后取样分析土壤物理、化学性质和重金属形态变化,比较2种生物炭对Hg、Cd...     

成都市近郊蔬菜地土壤Cd,Cu,Ni,Pb,Zn的污染评价

本研究选择成都市近郊蔬菜地采集表层(0~20cm)和底层(20cm)土壤样品,分析土壤中重金属(Cd,Cu,Ni,Pb,Zn)及其可交换态的质量分数,并利用单因子污染指数(Pi)、综合污染指数(P综合)、风险评价编码法(RAC)和Hakanson潜在生态风险指数法(R_I)评价重金属的污染程度和潜在生态风险水平.结果表明,表层和底层土壤中重金属质量分数差异没有统计学意义,均明显高于四川省土壤背景值,但低于国家土壤环境质量二级标准.表层土壤中可交换态重金属的质量分数高于底层.表层土壤中重金属整体上呈中等污染,而底层土壤呈轻度污染.RAC的结果表明土壤中Cd具有较高的迁移性,呈现出明显的潜在生态风险,Cu,Ni,Pb,Zn处于低风险水平.表层和底层土壤中重金属的潜在生态风险均表现为轻微风险水平.研究结果表明,成都近郊蔬菜地土壤重金属的污染和风险较高的区域主要分布于双流区和郫都区,较低区域主要分布于龙泉驿区.Cd是研究区需要进一步关注的重金属.     

华南典型电子垃圾拆解区土壤中十溴联苯醚的分布特征及迁移特性

十溴联苯醚(BDE-209)是电子垃圾拆解处置地区最主要的持久性有机污染物之一。采集了华南某电子垃圾拆解处置场地及其周边村镇18个采样点的表层土壤样品和其中11个采样点垂直尺度的土壤样品,利用高效液相色谱(HPLC)分析测定了BDE-209的含量。结果表明,该区域及周边农田土壤中BDE-209的浓度范围为未检出至5.47 mg·kg~(-1),在该区域的检出率达到了90%以上,BDE-209已经从电子垃圾拆解处置场所迁移到附近及周边的农田土壤中。土壤中BDE-209的垂直分布数据显示,在0~10 cm层面相对含量最高,而在50 cm以下层面均未检出,BDE-209在土壤中的浓度随深度的增加而减少,输入强度影响BDE-209在垂直方向的迁移能力。     

杨树人工林沼液和生物炭混施对表层土壤活性有机碳的影响

人工林施肥是一种重要的经营管理措施,而近年来沼液的处理与生物炭肥的使用也引起了人们广泛关注。在苏北杨树人工林集中分布区开展了沼液(施用量为0、125、250、375 m³/hm²)和生物炭(施用量为0、40、80、120 t/hm²)交互肥效实验,结果表明:①在所有沼液施肥水平中,生物炭的施用增加了表层土壤的活性有机碳,并提高了土壤微生物生物量碳氮比,使得微生物群落向真菌主导类型发展; ②在所有沼液施肥水平中,生物炭的添加显著提高了表层土壤(0～10 cm)的pH,促进了土壤的氮矿化和硝化作用; ③沼液和生物炭对土壤活性有机碳和pH具有显著的交互效应。因此,沼液和生物炭混施能进一步促进土壤活性有机碳的含量,改良土壤肥力,提高人工林生态系统生产力。     

不同营林措施对森林土壤DOM的影响研究进展

可溶性有机质(Dissolved Organic Matter)虽然只占土壤有机质的一小部分,但许多土壤过程都与它们有关.从皆伐火烧、整地、施肥、水分管理等方面,综述了不同营林措施对森林土壤DOM的影响,同时探讨了未来的研究方向及存在的问题.     

不同林地清理方式下生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响

【目的】阐明不同林地清理方式下(火烧清理和人工清理)生物炭和氮添加对桉树红锥混交林土壤养分的影响,为人工林的经营管理提供参考。【方法】在火烧清理和人工清理林地的桉树红锥混交林中,设置生物炭和氮添加的控制实验,研究生物炭和氮添加对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、有效磷(AP)和有效钾(AK)含量的影响。【结果】不同林地清理方式下,生物炭和氮添加对林地土壤养分的影响存在差异:与对照相比,人工清理林地时,添加生物炭显著增加了20～40cm土层的AP含量;氮添加极显著增加了0～10cm土层的SOC、TP、AP含量和C∶N;10～20cm土层的SOC、AK含量,20～40cm土层的AP和AK含量也显著增加;而0～10cm土层的N∶P则极显著降低。林地清理方式为火烧清理时,生物炭添加极显著增加0～10cm土层的TP含量,而0～10cm、10～20cm土层的SOC和AK含量,0～10cm土层的C∶N,10～20cm的AP∶TP、C∶P以及0～10cm、10～20cm、20～40cm土层的AK∶TK显著降低,0～10cm土层的AP含量、AP∶TP、C∶P和N∶P更是极显著降低。氮添加显著降低10～20cm土层的N∶P以及0～10cm土层的AP∶TP,0～10cm土层的AP含量以及10～20cm的TN含量下降达到极显著水平。【结论】人工清理林地条件下,实施生物炭和氮添加有利于提高桉树红锥混交林的土壤养分。     

添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳特征的影响

【目的】研究添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳(DOC)的影响,探究土壤DOC的组分来源以及滨海盐渍土壤碳库的稳定性,为改良滨海盐渍土并发挥其碳汇效应提供依据。【方法】以江苏大丰滨海两种不同盐分的盐渍土壤为研究对象,利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析添加牛粪有机肥后两种盐渍土壤中DOC含量及紫外-可见光谱、三维荧光光谱特征的动态变化。【结果】添加有机肥的土壤DOC含量显著增加,且有机肥的添加提高了土壤DOC的腐殖化程度,试验第15天和第60天时高盐土壤DOC的腐殖化程度更高,土壤中DOC主要来源于添加的有机肥。三维荧光光谱特征显示,添加有机肥后土壤DOC中类富里酸峰较为明显。平行因子分析法将土壤DOC分为4个荧光组分:C1为外源类短波类腐殖质组分(紫外光区为类富里酸、海洋类富里酸),C2为外源类腐殖质组分(紫外光区、可见光区均为类富里酸),C3为内源类蛋白质组分(类络氨酸、类色氨酸),C4为内源类蛋白质组分(类络氨酸),随时间的变化各组分的占比也表现出不同的情况。【结论】滨海两种盐渍土壤添加牛粪有机肥后,土壤中DOC的含量、类腐殖质组分占比及腐质化程度均显著提高,类络氨酸组分的占比显著降低(P<0.05)。添加有机肥有利于盐渍土壤中活性碳库的稳定,但由于影响DOC的因素众多,不同的盐渍土壤表现情况各异。     

雨水中溶解有机质的光谱学研究

利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光激发-发射矩阵光谱(EEMs)技术研究了广州市番禺区大学城雨水中溶解有机质(DOM)的吸收和荧光等光谱特性.结果表明:不同气候特征的雨水DOM的吸收光谱随波长增加呈指数衰减,UV-Vis光谱的斜率指数S的变化表明不同季节DOM的相对分子量不同:夏季DOM平均相对分子量较高,而春季和冬季DOM相对分子量相对较低.雨水中DOM的EEMs光谱表明样品中存在3个类腐殖质峰:紫外类腐殖质峰A、海洋类腐殖质峰M和类蛋白(色氨酸)峰T,其中紫外类腐殖质峰A在雨水DOM中占主导作用.另外腐殖化指数(HIX)表明冬季雨水样品的腐殖化程度较高.     

生物炭对红壤中铅形态分布的影响

为了探究生物炭对铅污染土壤的修复作用,将玉米秸秆炭(CS)、花生壳炭(PS)和银杉木炭(SF)分别以1%,3%,5%的比例加入铅污染土壤进行淹水培养,在5,15,30和75 d时采样检测铅形态及土壤性质的变化.结果表明:加入生物炭(CS,PS,SF)培养后污染土壤pH值较对照分别上升0.43~1.32,0.45~1.01,0.33~0.72个单位值,有机质含量分别增加56.84%~277.89%,14.74%~92.63%,35.79%~128.42%,且都表现为随生物炭施用量的增加而增大.随着培养时间的增长,铅形态分布趋于稳定,酸溶态和可还原态含量下降,残渣态含量上升.添加CS,PS,SF后土壤中酸溶态铅含量与对照相比分别下降19.20%,17.55%,6.66%(平均值).生物炭添加后使铅的生物有效性显著降低,且其降低幅度随生物炭施用量的增加而增大.在生物炭添加量相同的情况下,玉米秸秆炭的修复效果最好.     

内蒙古库布齐沙带东段油蒿固定沙丘土壤微生物数量的垂直分布研究

对内蒙古库布齐沙带东段油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｏｒｄｏｓｉｃａ）固定沙兵土壤微生物数量的垂直分布进行了研究．１）好气性细菌和真菌数量的垂直分布是结皮层（０－０．５ｃｍ）〉０．５－１０ｃｍ〉３０－４０ｃｍ〉６０－７０ｃｍ,在０－１０ｃｍ,油蒿固定沙丘与流动沙丘比值;好气性细菌数量为１３．７：１,真菌数量为１５．２：１;２）芽孢细菌和放线菌数量的垂直分布是０．５－１０ｃｍ〉３０－４０ｃｍ〉结皮层（０－