模拟杉木凋落物源有机酸对南方红壤磷的持续释放效应

为模拟杉木凋落物源低分子有机酸对杉木林下土壤中磷的活化和持续释放作用,采用化学浸提法,以外源有机酸(草酸、丙二酸、苹果酸、柠檬酸及其混合酸)和南方红壤为研究材料,设置不同浓度有机酸溶液处理,对南方红壤进行一次性浸提和多次连续浸提.结果表明:在一次性浸提条件下,各类有机酸对土壤磷释放量皆随浓度的上升而上升;2 mmol·L~(-1)浓度处理下各类有机酸对土壤磷释放作用表现为混合酸草酸≈柠檬酸丙二酸苹果酸;4、8 mmol·L~(-1)浓度处理下各类有机酸对土壤磷释放作用表现为草酸≈混合酸丙二酸≈柠檬酸苹果酸.通过6次连续浸提,各类有机酸在2 mmol·L~(-1)浓度处理下对土壤磷的释放量表现为先上升后下降的变化趋势;8 mmol·L~(-1)浓度处理对土壤磷的释放量表现为持续下降的变化趋势.不同种类和浓度的有机酸对土壤磷的释放量与其p H呈负相关,与其离子活度呈正相关.     

有机酸和磷对两种污染土壤铅的释放作用研究

用土壤培养和化学浸提法研究了不同低分子量有机酸和磷对污染土壤中铅释放的影响。结果表明,随有机酸浓度增加,铅污染红壤、棕壤中可溶出铅量均增加。当供试有机酸浓度≥1mmol·L-1时,相同浓度有机酸溶出铅量为柠檬酸>乙酸>草酸;当有机酸浓度≤0.5mmol·L-1时,溶出铅量为草酸>柠檬酸>乙酸。将2g·kg-1磷及50mmol·kg-1有机酸与铅污染红壤以不同方式混合后,柠檬酸处理的溶出铅比率(在污染土壤中加入P、有机酸后溶出铅含量与单加有机酸溶出铅含量之比)为66%(先加有机酸再加磷)、58%(有机酸与磷同时加入)、70%(先加磷再加有机酸),草酸处理(方式同上)的溶出铅比率为90%、89%、94%,乙酸处理(方式同上)的为10%、8%、10%。铅污染棕壤上,以上处理的溶出铅比率分别为106.46%、104.43%、105.19%(柠檬酸);43%、48%、58%(草酸);38%、42%、55%(乙酸)。供试条件下,红壤最低溶出铅比率低于棕壤。     

低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu2+的影响

为探讨低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响,探明蒙山茶园土壤中铜的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为对象,通过超声波分散法、沉降-虹吸法等提取土壤团聚体,采用批实验法研究了低分子量有机酸(柠檬酸、苹果酸、草酸)对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:茶园土壤原土及各粒径土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附量均随着Cu~(2+)浓度的增加而增加,而随低分子量有机酸加入浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,受到土壤团聚体比表面积、游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质等的影响,吸附量大小顺序为(0.002 mm)粒径组0.053~0.002 mm粒径组原土2~0.25 mm粒径组0.25~0.053 mm粒径组;应用Langmuir、Freundlich、Temkin三种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了显著水平(P0.05),其中Langmuir方程的拟合效果最佳;低分子量有机酸对土壤吸附Cu~(2+)的影响先表现为促进作用,随着加入量的增加转为抑制作用,柠檬酸、苹果酸浓度在0~1 mmol·L~(-1),草酸浓度在0~0.1 mmol·L~(-1)能促进土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附,而柠檬酸、苹果酸浓度1 mmol·L~(-1),草酸浓度0.1 mmol·L~(-1)时却抑制其吸附,柠檬酸、苹果酸为0.5 mmol·L~(-1)时吸附量达到最大。综上可知,低分子量有机酸对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响受有机酸种类、浓度及土壤团聚体大小的综合作用。     

小分子有机酸对生物炭吸附Cu(Ⅱ)的影响

采用室内实验方法,研究了两种低分子有机酸(草酸和柠檬酸)对生物炭(热解温度200、300、400、500℃)吸附Cu(Ⅱ)的影响。结果表明:柠檬酸浓度在10 mg·L~(-1)以下时,其在生物炭表面的吸附为Cu(Ⅱ)提供了更多的吸附位点,从而促进了Cu(Ⅱ)吸附;柠檬酸浓度增大以后,堵塞生物炭的内部孔隙,从而抑制了Cu(Ⅱ)在生物炭上的吸附。草酸浓度在0.5~50 mg·L~(-1)范围内,对生物炭吸附Cu(Ⅱ)始终为抑制作用,这与液相中的草酸与Cu(Ⅱ)的强络合、固相吸附的草酸竞争Cu(Ⅱ)吸附位点(比如占据含氧官能团、生物炭内部孔隙)有关。     

螯合剂对龙葵修复成都平原Cd污染土壤的影响

在成都平原绵竹地区选取两种污染程度和酸碱性程度不同的土壤,采用盆栽试验研究了两种螯合剂(柠檬酸和EDTA)对龙葵(Solanum nigrum L.)修复Cd污染土壤和改变土壤pH的影响。结果表明:随着柠檬酸浓度的增加,Cd含量为1.29 mg·kg~(-1)的高污染土壤(MZT-01)上的植株的生物量均有下降趋势;Cd含量为0.89 mg·kg~(-1)的低污染土壤(MZT-02)上的植株的生物量则有明显的上升趋势,并在5 mmol·kg~(-1)时达到最大。在柠檬酸为5 mmol·kg~(-1)时,龙葵在两种土壤中Cd胁迫下的含量、吸收总量和富集系数均达到最大,植物修复效果最好;浓度为1 mmol·kg~(-1)的EDTA对龙葵产生了毒害作用,吸收效果低于对照组。螯合剂对中性土壤pH影响较大,pH值从6.35降到5.57,而对酸性土壤基本没有影响。     

有机酸对石灰土上龙葵生长及Cd富集的影响

为提高龙葵对镉污染土壤的植物修复效率,采用盆栽试验,研究了添加外源草酸、柠檬酸和氨三乙酸在不同施用浓度(2.5和5 mmol·kg~(-1))下对石灰土上龙葵吸收、富集和转运Cd的影响。结果表明,龙葵生长受有机酸种类及浓度的影响,氨三乙酸对龙葵具有一定的毒性效应,而草酸的施加能明显促进龙葵的生长(P0.05),柠檬酸则对龙葵地上部生物量指标无显著影响。与对照相比,施加草酸和氨三乙酸使龙葵地上部Cd含量分别显著提高了28.23%～28.30%和11.85%～26.51%。3种有机酸处理下龙葵地上部对Cd的提取量大小顺序为草酸柠檬酸氨三乙酸,其中当草酸浓度为5 mmol·kg~(-1)时提取量较高,为对照的1.92倍,而在氨三乙酸浓度为5 mmol·kg~(-1)时较低,仅为对照的0.56倍。此外,有机酸添加还能使土壤pH值降低0.02～0.32,其中草酸和氨三乙酸还提高了龙葵收获后土壤有效态Cd的含量。综合而言,当草酸施用浓度为5 mmol·kg~(-1)时,具有强化龙葵修复Cd污染石灰土的潜力。     

低分子有机酸对土壤中镍的活化作用研究

通过低分子有机酸对土壤的浸提和淋溶,研究草酸、酒石酸、柠檬酸对镍的活化作用以及对土壤pH的影响.结果表明,低浓度有机酸能显著降低土壤pH,降低幅度随有机酸浓度的升高而增加,其中柠檬酸对土壤pH的影响最大,20 mmol/kg的添加量使土壤pH从8.77降低至6.93;不同的有机酸对镍的活化能力相差较大,但均随有机酸浓度的增加而增强,5～20 mmol/L草酸和酒石酸对镍的活化能力较弱,活化率不到0.70％,而柠檬酸对镍的活化能力较强,其中20 mmol/L的柠檬酸对镍的活化率达7.30％;有机酸的淋溶降低了土壤pH,柠檬酸降低幅度最大,其次为酒石酸和草酸;不同有机酸对镍的溶出有所不同,其中草酸和酒石酸对镍的溶出率较低,而柠檬酸溶出率达6.25％.     

不同有机酸对2种污染土壤Cd和Zn的浸提效果

选用4种低分子天然有机酸(柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酸)和人工合成的有机酸EDTA(乙二胺四乙酸)作为浸提剂,分别在5种浸提浓度(0.0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0mmol/L)下对采自广东省乐昌市的2种铅锌矿废水污染的土壤(分别为中性土壤和酸性土壤)进行浸提试验,比较不同有机酸对土壤重金属Cd和Zn的浸提效果。结果表明,4种天然有机酸浸提的Cd量和Zn量与浸提浓度均呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的正相关关系。在较高浸提浓度(10.0mmol/L)下,对中性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸苹果酸草酸酒石酸;对酸性土壤Cd的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸苹果酸草酸;对中性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA柠檬酸酒石酸草酸苹果酸;对酸性土壤Zn的浸提能力表现为:EDTA酒石酸柠檬酸≈苹果酸草酸。土壤酸碱度对酒石酸浸提土壤Cd和Zn的影响较大,酸性条件有利于提高酒石酸对土壤Cd和Zn的浸提率。     

植物根系分泌物对铅锌尾矿污染土壤中重金属的活化效应

植物分泌的低分子量有机酸通过形成可溶性络合物而增加重金属元素在根际土壤的移动性。本文对根际分泌物如柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、天冬氨酸、谷氨酸对铅锌矿尾砂及其废水污染土壤中Pb、Zn、Cd、Cu的溶解性影响进行实验 ,证明16mmol/L的有机酸和氨基酸对土壤中重金属Pb、Zn、Cd、Cu具有较强的活化效应 ,其中柠檬酸、酒石酸和草酸的活化能力最强。     

有机酸对Cu Pb Cd在土壤表面竞争吸附的影响

选择一种红壤和一种水稻土,研究低分子量有机酸对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这2种土壤中竞争吸附的影响,并与单一体系中的结果进行比较。结果表明,由于柠檬酸和酒石酸与Cd(Ⅱ)形成络合物的稳定常数较小,2种有机酸对2种土壤中Cd(Ⅱ)的吸附均表现出促进作用,而且这种促进作用随有机酸初始浓度的增加而增大。酒石酸促进了红壤对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附,而且低pH下的促进作用大于高pH下的作用。pH4.2时酒石酸对水稻土吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有一定的促进作用;在pH5.2时酒石酸使水稻土对Cu(Ⅱ)的吸附量减小,但对Pb的吸附基本无影响。柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附的影响表现为峰形曲线,即吸附量随有机酸浓度的增加而增大,在某一浓度时达最大,然后逐渐减小。在较高浓度和较高pH下,柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表现出一定程度的抑制作用,特别在水稻土中。由于红壤游离氧化铁的含量比水稻土高得多,有机酸对红壤吸附重金属离子的促进作用大于水稻土中的作用,相反有机酸对水稻土吸附重金属离子的抑制作用大于红壤中的作用。虽然在竞争条件下有机酸对某一重金属离子吸附的促进作用小于单一体系中的,但竞争条件下所有重金属离子吸附增量的总和大于单一体系中单个离子的吸附增量。在柠檬酸体系中,低pH下Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在单一体系中的吸附量高于竞争体系中的,但在高pH下结果相反,这主要与柠檬酸在不同pH下对重金属离子吸附的影响机理不同有关。     

外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响

为了筛选植物修复土壤Cd污染适宜的外源有机酸,采用盆栽试验,在温室内以油菜为试验材料,在模拟重度Cd污染的土壤(原土Cd含量为0.838 mg·kg~(-1),人工喷洒CdCl_2水溶液,制备成Cd含量为4.838 mg·kg~(-1)的试验土)中加入5种有机酸:乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸,设置6个浓度:1、2、3、4、5、6 mmol·kg~(-1),以不加有机酸为对照(CK),测定了油菜收获时的土壤pH值、酶活性和油菜干物质量以及Cd累积量,并分析了土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系。结果表明:1、3、4、5、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理,4、5、6 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理,3 mmol·kg~(-1)苹果酸处理,3、6 mmol·kg~(-1)酒石酸处理可显著增大土壤pH值(P0.05),草酸处理pH值与CK差异不显著;但施加有机酸对土壤酶活性的影响不明显。1、4、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理显著提高了油菜地上部干物质量,1、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理根干物质量较CK增加了1倍以上,差异显著(P0.05),4、6 mmol·kg~(-1)苹果酸处理根干物质量较CK显著增加了77.13%和88.30%(P0.05),其余处理与CK差异不显著。1 mmol·kg~(-1)乙酸处理地上部Cd累积量较CK增加了51.52%,2mmol·kg~(-1)草酸处理根系Cd累积量较CK增加了1.58倍,1 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理地上部+根系Cd吸收总量高于CK,差异均显著(P0.05);增加苹果酸量有利于提高根系Cd吸收总量,1、2 mmol·kg~(-1)酒石酸处理也提高了根系Cd累积量,但与CK差异均不显著(P0.05)。施加乙酸时,土壤pH值与铁锰氧化物结合态Cd和土壤总Cd显著负相关,施加柠檬酸时,土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和试验结束时土壤中的总Cd量显著正相关,施加苹果酸时土壤pH值与可交换态Cd显著正相关,其余处理土壤pH值与Cd形态相关性不显著。在碱性土上种植油菜,施加5种有机酸均会增大收获时土壤的pH值,且不同有机酸施加量对土壤Cd形态的影响不同。5种有机酸中乙酸最有利于提高油菜干物质量和油菜Cd累积量。     

富里酸对土壤中DnBP的降解及微生物活性的影响

为探究富里酸对有机污染物DnBP的降解和土壤微生物活性的作用,采用土壤培养试验,研究了FA对土壤中DnBP的降解动力学过程及土壤微生物活性的影响规律。结果表明,FA的添加缩短了DnBP的降解半衰期,FA各处理组的半衰期为对照处理的48.1%~67.7%;FA促进了土壤的基础呼吸,40mg g-1处理组促进作用最强,最大CO2释放量为空白对照组的40.87倍;而过氧化氢酶活性则表现出了低浓度FA(10~20mg g-1)促进,高浓度FA(40~160mg g-1)抑制的变化趋势;FA对土壤脱氢酶活性主要表现为促进作用,40~160mg g-1FA对脱氢酶活性促进作用显著。相关分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率呈正相关,与过氧化氢酶活性呈极显著负相关,与土壤呼吸强度、脱氢酶活性呈极显著正相关。通径分析结果表明FA用量与土壤中DnBP降解率之间有较强的直接效应,还与土壤呼吸强度、土壤酶之间存在间接效应,从而影响DnBP的降解。     

草酸对镉污染土壤油葵生物量及土壤酶活性和镉形态的影响

探究草酸浓度与施入时间对Cd污染土壤酶活性、Cd形态及油葵生物量的影响。采用盆栽试验,以油葵为供试植物,研究了不同草酸施用浓度(1、2、3、4、5 mmol·kg~(-1)和6 mmol·kg~(-1))和施入时间(出苗后20、30、40、50 d)对土壤酶活性、油葵干物质量及土壤Cd形态的影响。结果表明,施用草酸提高了土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,比CK分别提高4%～84.4%和2%～147%。草酸提高了油葵地上部分及根干生物量,比CK处理分别提高7%～126%和11.4%～139%;施用2～3 mmol·kg~(-1)浓度草酸,地上部和根干质量较高,在出苗后30～40 d时施入草酸,地上部和根干质量较高。草酸降低了土壤可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度;施入2～3 mmol·kg~(-1)浓度草酸,土壤可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度较低,在出苗后30～40 d时施加草酸,可交换态、铁锰氧化物结合态及有机物结合态Cd浓度较低。在油葵出苗后30 d时施入4 mmol·kg~(-1)浓度草酸,土壤Cd去除率最高,相比CK提升89.2%;草酸可有效提高油葵修复Cd污染土壤能力,具有一定的应用潜力。     

巨大芽孢杆菌与柠檬酸联合强化青葙修复镉污染土壤研究

为研究柠檬酸和巨大芽孢杆菌对青葙修复Cd污染土壤的影响,筛选最佳添加量以提高修复效率,采用盆栽试验,以正交方式研究了添加不同浓度的柠檬酸(Citric acid)(0、2.5、5、7.5 mmol·kg~(-1)和10 mmol·kg~(-1))和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)(0、108、109cfu·kg~(-1)和1010cfu·kg~(-1))对青葙(Celosia argentea Linn)修复Cd污染土壤的强化作用。结果表明:与对照处理(无柠檬酸和巨大芽孢杆菌添加)相比,柠檬酸和巨大芽孢处理使青葙各部分生物量、Cd含量及Cd积累量均增加。其中,109cfu·kg~(-1)的巨大芽孢杆菌+5 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理增加效果最显著,使青葙叶、茎、根及地上部的生物量分别比对照处理增加48.7%、43.3%、78.8%和45.6%;叶、茎及根中的Cd含量较对照处理分别增加75.8%、76.3%和74.6%;地上部Cd积累量增加159%。该处理的青葙地上部Cd积累量为1.03 mg·pot-1,Cd去除率高达21.0%。因此,添加柠檬酸和巨大芽孢杆菌浓度为5 mmol·kg~(-1)和109cfu·kg~(-1)的处理最有利于提高青葙对Cd污染土壤的修复效率。     

离子强度和腐植酸对高岭土协同磺胺二甲基嘧啶迁移的影响

为探讨土壤环境条件对粘土矿物协同磺胺二甲基嘧啶(SM2)迁移的影响,选取高岭土胶体与SM2作为主要实验材料,通过土柱淋溶实验,研究了高岭土与SM2共同迁移的相互影响,不同离子强度下高岭土协同SM2迁移情况以及高离子强度下腐植酸对高岭土协同SM2迁移的影响。研究结果显示:当离子强度为0.1 mmol·L-1时,高岭土悬浊液加入0.25 mg·L-1SM2后,高岭土胶体的穿透曲线峰值从76%降为70%,表明SM2对高岭土迁移影响很小,略有抑制;SM2悬浊液加入高岭土后,SM2穿透曲线峰值从5.4%增大到50%,表明高岭土可以显著促进SM2的迁移;随着溶液离子强度增强,高岭土的穿透曲线峰值依次为70%(离子强度0.1 mmol·L-1)、27%(1 mmol·L-1)、3%(10 mmol·L-1),SM2的穿透峰值依次为50%(离子强度0.1 mmol·L-1)、48%(1 mmol·L-1)、17%(10 mmol·L-1),表明随着溶液离子强度增强,高岭土迁移量及高岭土协同SM2迁移量显著降低;当溶液离子强度为10 mmol·L-1时,加入8 mg·L-1腐植酸后,高岭土的穿透曲线峰值从3%增长至57%,SM2的穿透曲线峰值从17%增长至50%,表明当溶液离子强度较高时腐植酸可以促进高岭土协同SM2迁移。     

吡唑醚菌酯在水环境中的光解及微囊化对其光稳定性的影响

以紫外灯为光源,研究了吡唑醚菌酯在水环境中光化学降解及微囊化对其光稳定性的影响。结果表明:在紫外光下,吡唑醚菌酯在0.80~10.00 mg·L^-1浓度范围内的光解符合一级动力学方程,光解速率与初始浓度呈负相关;吡唑醚菌酯在不同水溶液中的光解速率由大到小依次为去离子水、自来水、池塘水、饮用纯净水和河水;在H₂O₂ 0.03~7.94 mmol·L^-1内,光解速率随着H₂O₂浓度的增大而增大,在7.94 mmol·L^-1时是吡唑醚菌酯单独光解的1.14倍。20%吡唑醚菌酯微囊悬浮剂在2.00、4.00、10.00 mg·L^-1浓度下,紫外光照射132 h的光解率低于57.90%,表明微囊化明显降低了吡唑醚菌酯在水中的光降解速率。研究结果将为吡唑醚菌酯的合理使用和评估其在水体中的安全风险提供依据。     

顺义潮白河再生水受水区反硝化作用初探

以顺义潮白河段再生水受水区为研究对象,沿受水区再生水补给路径布设监测点,利用N_2∶Ar法和膜进样质谱仪(MIMS)直接测定反硝化产物溶解性N_2浓度,计算水-气界面N_2通量,探究N_2通量变化特征和硝酸盐氮沿流向变化的受控因素,概算硝氮转化过程中主要作用的贡献。结果显示:减河段N_2通量为8.92~15.20 mmol N2·m~(-2)·d~(-1),潮白河段N_2通量为17.07~33.01 mmol N_2·m~(-2)·d~(-1)。NO_3~--N含量在不同河段的变化主要受控于反硝化作用和浮游植物的同化吸收,其中减河段反硝化作用除氮量和浮游植物同化吸收固氮量分别为0.041 mmol·L~(-1)和0.017 mmol·L~(-1),分别占NO_3~--N变化量的68.33%和28.33%;潮白河段为0.254 mmol·L~(-1)和0.125 mmol·L~(-1),分别占NO_3~--N变化量的63.50%和31.25%。     

用酒石酸等有机酸清洗镉锌、镉镍复合污染土壤

针对受镉锌复合污染的A区土壤和受镉镍污染的B区土壤, 借鉴BCR分级提取的思路, 设计了用醋酸、柠檬酸、酒石酸及琥珀酸四种有机酸与草酸组合两步振荡清洗工艺, 去除土壤中环境风险较大的重金属形态, 并比较了单独用柠檬酸、酒石酸振荡清洗的效果, 探讨了超声波对酒石酸清洗的强化作用。结果表明:先用0.1 mol·L^-1柠檬酸或酒石酸振荡清洗16 h,再用0.2 mol·L^-1草酸振荡清洗16 h的两步清洗法对2种土壤目标重金属去除率最高;单独用0.1 mol·L^-1酒石酸振荡清洗2 h对A区Cd、Zn和Ca的清洗率分别为30.74%、25.59%和15.86%,对B区土壤Cd、Ni和Ca的清洗率分别为47.36%、6.89%和23.92%.酒石酸能有效去除目标重金属, 同时洗出的常量元素Ca较柠檬酸少, 是较理想的清洗剂。超声波(功率400 W,频率20 kHz)可以强化酒石酸对重金属的清洗效果, 超声30 min对2种土壤目标重金属的清洗率与单独用酒石酸振荡清洗2 h相当。