生物质炭修复重金属及有机物污染土壤的研究进展

生物质炭是生物质原料在完全或部分缺氧条件下高温热解后的固体产物,它具有丰富的孔隙结构和较高的碳含量。该物质具有巨大的表面积和较强的阳离子交换能力等特殊性质,对受污染土壤中的重金属和有机物都具有很强的吸附能力,有效地降低这些污染物的生物有效性和在环境中的迁移,对改善土壤环境具有重大意义。近年来我国土壤污染严重,利用生物质炭修复受污染土壤的技术得到了广泛的关注。本文简述了生物质炭修复土壤污染的基本原理,探讨了与其他修复方法相比存在的优势,阐述了国内外近年来利用生物质炭修复污染土壤的研究进展,最后展望了今后需要进一步研究的领域。     

土壤水溶性有机物的紫外光谱特征及地域分异

测定了中国中东部地区 1 7种土类 45个样点近表层 1 0cm土样中水溶性有机物的紫外光谱和分子量分布特征 ,同时测定部分样品富里酸的相应特征。在此基础上比较和分析水溶性有机物与富里酸紫外光谱特征的差异、紫外光谱特征与样品平均分子量分布的关系及其地域分异规律。结果表明土壤水溶性有机物和富啡酸具有相似的紫外光谱特征 ;WSOC样品紫外 /可见光比值与其平均分子量负相关 ,而WSOC单位浓度的紫外吸收值则与平均分子量正相关。研究区水溶性有机物的单位浓度紫外吸收值具有明显的自北向南和自东向西递降的趋势 ,从根本上受制于水热条件的WSOC分子量分布可能是影响样品紫外特征地域分异的主要因素。     

挥发性有机物污染土壤工程修复技术研究进展

在论述挥发性有机物污染土壤的特性基础上,着重回顾了此类污染土壤的工程修复技术的研究进展,并重点介绍适用于挥发性有机物污染土壤治理的热解吸、光降解、土壤淋洗和土壤气相抽提等工程修复技术的应用及其影响因素,为我国今后开展类似工作提供了技术借鉴。     

小分子有机物对土壤酶活性及微生物多样性的影响

目前对小分子有机物的研究主要集中在叶面肥方面,较少在土壤肥料的应用方面,而对土壤酶活性以及微生物功能多样性的研究就更少。以分别添加葡萄糖、甘油以及甘氨酸的土壤(25℃培养)为试材,采用酶活性(每15 d取样)测定方法与Biolog-Eco板技术(取培养45 d的土样),研究小分子有机物对土壤微生物及酶活性的影响。结果表明,3种小分子有机物处理土壤的4种酶活性在15～75 d内,变化规律基本一致;在45 d时葡萄糖处理土壤的过氧化氢酶活性显著高于清水对照(CK)、甘油以及甘氨酸,而碱性磷酸酶活性显著低于其它处理。与CK、葡萄糖以及甘氨酸相比,甘油处理土壤微生物平均吸光度值和功能多样性指标(除指数D外)显著提高,而CK、葡萄糖以及甘氨酸处理之间没有显著性差异。葡萄糖、甘油以及甘氨酸处理改变了土壤的微生物功能多样性以及碳源利用比分,其中甘氨酸和葡萄糖处理土壤胺类利用百分比(AM)几乎为零。土壤微生物多样性与酶活性冗余分析表明,碱性磷酸酶与微生物功能多样性指数S、U、H′、碳水化合物利用百分比以及AM呈显著正相关,相关系数分别为0.588、0.669、0.616、0.678及0.603,与指数D及蔗糖酶活性呈显著负相关,相关系数分别为-0.737和-0.741。由此可知,不同种类小分子有机添加物对土壤酶活性以及微生物功能多样性影响不一,其中甘油显著提高了土壤微生物代谢活性以及多样性指数(除指数D外),而土壤酶活性与微生物功能多样性的主成分分析表明甘氨酸与另外两种小分子有机物存在明显差别。     

气相色谱-质谱法分段测定土壤中的可提取总石油烃

本文建立了用气相色谱-质谱法分段分析土壤中可提取总石油烃的检测方法,并对该方法进行了质量控制研究。土壤中的总石油烃的检测范围是C8(C7.6)~C34(C34.01)。用索氏提取,柱层析分离方法进行前处理,用C8(C7.6),C10(C10.1),C12(C11.7),C16(C15.5),C21(C20.8),C34(C34.01)标准品分别作为C8~C10(C7.6~C10.1),C10~C12(C10.1~C11.7),C12~C16(C11.7~C15.5),C16~C21(C15.5~C20.8),C21~C34(C20.8~C34.01)每段馏分的\"替代物\"定量,将C8~C34之间所有波峰面积分段积分,以\"替代物\"的线性关系计算每段馏分的浓度。该方法的质控结果:脂肪烃:相关系数为0.990 3~0.999 8;最低检出限为0.011~0.373 ng/μl;回收率为50.3%~109.3%;相对标准偏差为1.5%~11.3%;芳香烃:相关系数为0.991 3~0.997 6;最低检出限为0.004~0.047 ng/μl;回收率为53.6%~107.7%;相对标准偏差为3.2%~12.2%。本方法检测结果能准确反映土壤的污染程度并有助于生物毒性计算。     

生物质炭修复有机物污染土壤的研究进展

生物质炭由于其特殊的多孔性结构、强的吸附性能,以及富含多种营养元素和特殊官能团等特点,成为近年来在农业应用和环境污染治理方面的热点。本文介绍了生物质炭的基本特性,提出生物质炭可能在今后成为活性炭的替代品;综述了生物质炭在修复有机物(石油烃、有机农药、PAHs、PCBs)污染土壤中的研究进展,并探讨了生物质炭应用于污染土壤修复的环境风险。生物质炭在修复有机物污染土壤方面有巨大的潜力,但在大规模应用之前还需要做长期深入的研究。     

臭氧氧化发光法分析沉积物和土壤中的有机物

提出了一种快速、现场分析沉积物和土壤中有机物的方法。对臭氧与沉积物和土壤中的有机物发生氧化反应过程中的发光规律进行了研究,利用原理试验样机测出了发光规律曲线,根据发光曲线分析了沉积物和土壤中对应的有机物含量和特征,如活性有机碳、难氧化的有机物等。通过与现有检测方法相比较,验证了使用臭氧氧化发光原理分析沉积物和土壤中有机物的有效性。根据实验中得到的不同沉积物和土壤的氧化发光特征有很大区别的现象,提出了建立土壤特征编码\"土壤指纹\"的概念。     

土壤硒的形态及有效硒的提取

本文研究了陕西省几种主要土壤中硒的形态,并提出了一种土壤有效硒的浸提方法。土壤无机态硒的易溶部分依照杰克逊对无机磷分级方法被分为NH₄Cl-Se、Al-Se和Fe-Se三类。三部分硒总量占全硒含量的37—65%,平均为48%。三者的比例大致为Fe-Se>Al-Se>NH₄Cl-Se,它们与全硒和NaHCO₃-Se均呈显著相关,与水溶态硒相关不显著;由盆栽试验证明,土壤有效硒的NaHCO₃浸提法可以用作判断土壤对作物供硒能力的指标,而水溶态硒在本试验范围内与作物吸收性不一致。     

超声提取-离子色谱法测定土壤中10种水溶性阴离子

采用超声提取–离子色谱法测定了土壤中F~–、CN~–、BrO_3~–、Cl~–、NO_2~–、Br~–、NO_3~–、PO_4~(3–)、SO_4~(2–)、C_2O_4~(2–)等10种水溶性阴离子含量。样品中阴离子用水浸提,提取条件为:固液比1:10,温度30℃,超声振荡时间30 min。提取完成后离心,取上清液通过0.22μm滤膜过滤后测定。在选定的离子色谱测定条件下,10种被测阴离子的检出限为0.009 7～0.31 mg/kg,不同阴离子的加标回收率为84.0%～112%,相对标准偏差(n=7)为0.09%～4.3%。     

土壤碳水化合物的提取与检测

本文就八十、九十年代以来有关土壤碳水化合物的提取和检测方法进行了综述,并对各自特点进行了比较．     

土壤有机碳库与土壤结构稳定性关系的研究进展

土壤有机碳的形成抵押了二氧化碳的排放 ,也促进了土壤结构的形成并提高其稳定性。本文介绍土壤结构的层次性和稳定性 ,阐述不同土壤有机碳库影响土壤结构及其性质的作用机制 ,着重评述土壤活性碳库 ,颗粒有机物和可溶性有机物的数量及质量对土壤结构的层次性及其稳定性的影响机制 ,并突出土壤有机物的疏水性对土壤结构及其性质的影响等方面的研究工作。今后应深入研究不同土地利用和土壤管理措施下土壤活性碳库组成与土壤结构稳定性的关系 ;定量描述不同土壤碳库和土壤结构稳定性的形成过程 ;重视研究土壤碳库、土壤稳定性和土壤回复力三者之间的关系 ;深入研究有机碳库的性质影响土壤水分湿润速率的机制 ;应用获得的土壤有机碳库和土壤结构稳定性的新知识 ,完善土壤有机碳和水分循环模型     

黑土农田土壤有机碳演变研究进展

在我国, 由于国家粮食安全的需要, 关注黑土、研究黑土的人越来越多, 尤其是黑土可持续利用及其与环境的关系已成为当今研究的热点问题。黑土研究领域中最活跃的部分是黑土农田土壤有机质(碳)的研究。基于此, 本文依据有关文献资料, 简述了我国黑土的分布、黑土开垦历史、农田土壤有机碳的演变及其在农业上的贡献, 系统分析了国内外农田土壤碳研究的方法及其进展, 指出了开展我国黑土农田土壤碳演变及其预测研究的现实意义及其潜在价值, 建议未来应侧重黑土农田土壤有机碳的变化与调控方面的研究, 即在黑土农田土壤有机碳的定向培育技术、指标体系和量化表征评估方法、预测模型等方面有所突破, 最终形成黑土农田土壤有机碳保护和利用的理论和方法。     

湖南省典型农田土壤养分现状及近30年变化趋势

通过文献资料分析及实地调查和采样,对比研究了湖南省典型农田土壤的肥力状况及近30年变化趋势.结果表明:湖南省典型农田当前0 ～ 20 cm 和20 ～ 100 cm土壤有机质平均含量为30.43 g/kg和11.91g/kg,全氮平均含量为1.79 g/kg和0.82 g/kg,全磷平均含量为0.56 g/kg和0.44 g/kg,全钾平均含量为17.13 g/kg和17.17 g/kg.与第二次土壤普查结果比较:除20 ～ 100 cm土壤层次有机质和碱解氮含量呈下降趋势外,其他层次有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾等土壤养分指标呈显著增加趋势.0～20 cm土壤有酸化趋势.     

设施栽培条件下土壤养分及有机质组成变化趋势的研究

以黄泛平原壤质潮土不同年限的设施栽培土壤为研究对象,探讨了设施栽培条件对土壤养分及土壤有机质组成的影响。结果表明,设施栽培土壤碱解氮、速效磷、速效钾、盐分含量均明显高于大田,其含量主要取决于施用化学肥料的种类和数量,随栽培年限的增加而增加;土壤有机质、腐殖酸、胡敏酸含量随种植年限有升高趋势;HA/FA与栽培年限显著相关,表示设施栽培条件下,土壤熟化程度随有机肥料的逐年施用而有所提高,但HA/FA变化幅度不大,这可能与设施栽培形成的高温高湿条件及施用有机肥料中难分解物质的含量有关。     

土壤碱溶有机质的测定研究与应用

本文研究了一种土壤供氮能力快速测定方法-土壤碱溶有机质的测定,以及碱溶有机质与常规土壤有机质的相关性、碱溶有机质与植株氮素吸收的相关性及其在测土推荐施肥中的初步应用。选择我国有代表性的潮土、黑土、红壤土样各50个,研究土壤碱溶有机质与常规方法-丘林法测定的土壤有机质的相关性,结果显示二者呈极显著相关（p>0.01）,相关系数R = 0.9345,相关直线回归方程为：土壤有机质（gkg-1） = 3.3265碱溶有机质（gkg-1）+ 6.9389。选择代表我国主要土壤类型的28个土样进行盆栽试验,研究土壤供氮能力测定方法与植株氮素吸收的相关性,结果表明,土壤碱溶有机质与不施氮处理植株吸氮量相关性极显著（相关系数为0.628,p>0.01）,且其相关系数高于土壤有机质和土壤全氮与植株吸氮量的相关系数。虽然土壤碱溶有机质与植株氮素吸收的相关性低于生物培养方法即好气培养2周后土壤矿质氮（硝态氮+铵态氮）与植株氮素吸收的相关性,但土壤碱溶有机质更适合测土推荐施肥实验室高效快速测定的需要,可见碱溶有机质是可浸提的土壤腐殖质,可用比色法快速测定并能较好估测土壤的供氮能力,值得推荐在测土配方施肥实验室应用。     

土壤碱溶有机质的测定研究与应用

研究了一种土壤供氮能力快速测定方法-土壤碱溶有机质的测定,以及碱溶有机质与常规土壤有机质的相关性、碱溶有机质与植株氮素吸收的相关性及其在测土推荐施肥中的初步应用。选择我国有代表性的潮土、黑土、红壤土样各50个,研究土壤碱溶有机质与常规方法-丘林法测定的土壤有机质的相关性,结果显示二者呈极显著相关(p>0.01),相关系数r=0.9345,相关直线回归方程为:土壤有机质(g kg-1)=3.3265μ碱溶有机质(g kg-1)+6.9389。选择代表我国主要土壤类型的28个土样进行盆栽试验,研究土壤供氮能力测定方法与植株氮素吸收的相关性,结果表明,土壤碱溶有机质与不施氮处理植株吸氮量相关性极显著(相关系数为0.628,p>0.01),且其相关系数高于土壤有机质和土壤全氮与植株吸氮量的相关系数。虽然土壤碱溶有机质与植株氮素吸收的相关性低于生物培养方法即好气培养2周后土壤矿质氮(硝态氮+铵态氮)与植株氮素吸收的相关性,但土壤碱溶有机质更适合测土推荐施肥实验室高效快速测定的需要,可见碱溶有机质是可浸提的土壤腐殖质,可用比色法快速测定并能较好估测土壤的供氮能力,值得推荐在测土配方施肥实验室应用。