两种生物炭对两种质地土壤中阿特拉津淋溶与迁移的影响

通过室内培养和模拟土柱淋溶实验,研究了在500℃热解温度下制备的甘蔗叶生物炭和蚕沙生物炭对阿特拉津在冲积土(砂土)和潮土(粘土)中淋溶与迁移的影响,两种生物炭的添加比例分别为0.2%和0.5%,污染土中AT的浓度为10 mg·kg-1。结果表明,添加生物炭显著增加了表层土壤的阳离子交换量和有机碳的含量,明显抑制了阿特拉津在土柱中的淋溶与迁移。在同一种土壤中,生物炭添加量相同时,甘蔗叶生物炭对土壤中阿特拉津的淋溶与迁移抑制效果较蚕沙炭明显,并且同一种生物炭添加量越高,抑制作用越明显。对比两种质地土壤中阿特拉津的淋出率发现,生物炭的加入对抑制粘土中阿特拉津的淋溶与迁移作用更明显。相关性分析结果表明,土柱表层土壤的阳离子交换量、有机碳含量与底层土壤阿特拉津含量、淋溶液阿特拉津累积量均呈显著负相关。可见,生物炭的添加可以明显固定土壤中的阿特拉津,减少其淋溶与迁移,有效修复阿特拉津污染的土壤,控制其对地下水的污染。     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉的分布、可浸出性及生物可给性的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),以不施HAP土壤为对照,考察p H 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉的分布、可浸出性、生物可给性及其健康风险的影响。结果表明:酸雨淋溶显著降低了对照处理表层土壤p H,添加HAP增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤p H较对照高约1个单位。对照处理酸雨p H的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0~5 cm和5~10 cm土壤高出8.54~10.0、3.13~3.29 mg·kg-1。对照处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0~5 cm的0.17~0.23 mg·L-1增加到10~20 cm的0.61~0.68 mg·L-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45~0.50 mg·L-1。总体上,对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨p H的降低而降低。与对照相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中Cd对儿童的每月允许摄入量PTMI(Provisional tolerable monthly intake)贡献率均随酸雨p H的降低而降低,且HAP处理显著高于对照。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。     

模拟酸雨作用下红壤中多环芳烃的释放及纵向迁移特征

以USEPA优先控制的16种多环芳烃为研究对象,通过酸雨的土柱淋溶试验模拟实际降水过程,分析了不同酸度的模拟酸雨淋溶后红壤中多环芳烃残留量的变化及不同性质多环芳烃在土柱中纵向迁移特征。研究结果表明:不同酸度模拟酸雨淋溶后红壤中多环芳烃残留量均较淋溶前减少,pH2.5酸雨淋溶后红壤中多环芳烃含量较淋溶前减小的幅度最大(52.08%),pH5.6酸雨淋溶后减小的幅度最小(21.55%);酸雨破坏土壤微结构,使土壤胶体分散,粘粒下移,与土壤粘粒结合在一起的多环芳烃也一起向下迁移,酸雨pH值越小,多环芳烃在土壤中的纵向迁移能力就越强;酸雨对土壤中不同性质多环芳烃的纵向迁移影响不同,对低环多环芳烃(环数≤4)的迁移影响较大,对高环多环芳烃(环数4)影响较小,主要是由于不同性质多环芳烃在土壤中结合的物质不同而引起的。该研究结果为了解酸雨作用下多环芳烃在土壤介质中的稳定性及其对地下水潜在污染的风险评价提供理论依据。     

应用~（35）S研究模拟酸雨硫在土壤中的渗透流失规律

应用￣３５Ｓ研究模拟酸雨硫在土壤中渗透流失规律，结果表明：酸雨硫在中性紫色土的土柱中，硫的流失量多，酸性黄壤次之，酸性紫色土的土柱中硫的流失量少。供试三种土壤的土柱随着酸雨浓度的增加，酸雨硫的流失百分率增加；随着气温升高，酸雨硫的流失百分率增加。酸雨浓度大的土往，残留硫量多，酸雨浓度小的土柱，残留硫量少。ｐＨ５．６酸雨随土柱深度增加，残留硫量有所增加，而ｐＨ４和ｐＨ２．５酸雨土柱，随深度增加残留硫量有所减少。     

土霉素在土壤中的垂直迁移及其影响因素研究

采用土柱淋溶法,研究了土霉素在土壤中的垂直迁移特性,探讨了不同土壤类型、淋溶体积、淋溶液pH值、施药量等因素对土霉素在土壤中淋溶迁移的影响。结果表明,在红壤、黑钙土、赤红壤3种不同类型的土样中,土霉素的迁移深度为:赤红壤>红壤>黑钙土;土霉素主要富集在土壤表层,其含量随土壤深度增加而明显降低;同一深度的土壤中土霉素含量随着淋溶液体积的增加而增大,随pH值增大而减小;土霉素在土层中的含量分布、淋溶深度与其施药量均呈正相关;当淋溶液中含有一定量的土霉素溶液时,土霉素在土壤中的迁移深度明显增加。     

模拟酸雨对砖红壤锰离子的影响

为了解酸雨对土壤锰离子迁移和释放的影响,对发育于玄武岩的华南砖红壤进行了pH值范围2.5～7.0的模拟酸雨淋洗土壤柱21d的室内试验。结果表明:酸雨的pH值和淋溶土壤的时间对土壤的锰离子迁移量和有效锰均有极显著影响;低pH值的酸雨淋溶会引起土壤中锰离子的大量淋失,酸雨淋溶土壤造成的锰离子淋失量随淋溶时间的增加而增加;酸雨淋溶土壤会使大量的非有效态锰转化为有效态而显著提高土壤的有效锰含量。因此,酸雨对土壤锰离子的迁移和释放有较大的影响。     

堆肥污泥重金属在黄土层中的淋溶迁移试验

采用经强化重金属后的堆肥污泥作为淋溶土柱的重金属来源,通过土柱淋溶试验,研究了堆肥污泥Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 5种重金属在黄土层中的垂直迁移特征,探讨了堆肥污泥施用量及不同淋溶水量对黄土层中重金属迁移分布的影响。结果表明,Cd、Ni的淋溶迁移性较好,Pb、Cu、Zn整体迁移性较差。Cd和Cu随淋溶水量增加淋出作用明显增强,增大淋溶水量对Ni和Pb的淋出影响无明显增强,表层土中Zn、Ni、Pb含量随淋溶水量增大而累积,深层土情况各异。     

模拟酸雨与Cd复合污染对黑麦草镉积累及土壤镉形态的影响

通过盆栽实验,研究短期模拟酸雨和Cd复合污染下的黑麦草生长状况和Cd积累情况,以及种植黑麦草后土壤镉形态的变化。结果表明,酸雨强度及土壤Cd浓度的增加对黑麦草的生长有抑制作用,同时促进黑麦草对的Cd积累;黑麦草根部对Cd的积累大于地上部分。随着酸雨pH值的降低,土壤中Cd的释放强度明显增大,土壤中Cd以交换态为主,生物可利用态明显增加。短期内模拟酸雨和Cd污染对黑麦草都有致害作用,但Cd污染的效应大于模拟酸雨的效应。模拟酸雨与Cd复合污染环境效应大于这2种污染物的单因素效应。     

模拟降雨条件下赤泥对土壤盐碱化的影响

为了解不同厚度赤泥在酸雨和雨水淋溶条件下对土壤盐碱化的影响,以山西某堆场赤泥为研究对象,采用土柱淋溶实验研究在模拟酸雨和雨水条件下,覆盖不同厚度赤泥对土壤pH、碱化度(ESP)以及电导率(EC)的影响。所用土壤为堆场附近背景土壤,其pH为8.68,有机质含量为25.66 g·kg-1,容重为1.20 g·cm-3,含水率为12.01%。结果表明:经淋溶后,土壤pH在表层0~10 cm深度显著升高,最大值达到10.18;在10~30 cm增加到8.67~9.12,与原始土壤相比升高较为明显;在30~60 cm深度没有明显变化。除覆盖5 cm厚赤泥经雨水淋溶组之外,其他实验组表层(0~10 cm)土壤ESP值均超过15.00%,土壤呈碱化状态;在10~40 cm深度土壤ESP增加到5.38%~14.70%范围,有碱化趋势,对40 cm以下深度土壤碱化影响较小。所有实验组中土壤EC值仅略有增加,对土壤盐化影响不明显。赤泥中钠、钾、镁、钙具有较强的迁移性,淋出液中最大浓度分别为125.86、2.23、57.13、209.07 mg·L-1,可能会对地下水造成潜在影响。在实验条件下,赤泥对土壤碱化影响较为明显,且碱化影响随覆盖赤泥厚度增加而增大,酸雨淋溶比雨水淋溶影响更为严重。     

酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害

为探讨在气候特征较特殊区域的赤泥堆场溃坝后,赤泥中重金属对土壤及地下水的影响,以我国普遍存在的联合法赤泥为研究对象开展土柱模拟实验。结果表明:赤泥经酸雨淋溶后,溶出的As、Cr、Cd、V、Mo 5种重金属主要累积在表层(0~20 cm)土壤中,平均浓度分别达到17.71、42.31、0.79、57.77、29.76 mg·kg-1,与原始浓度相比分别增加了5.83、1.36、2.21、2.34、1.89倍;Pb与Zn在0~60 cm深度土壤累积明显,平均浓度分别达到18.67、58.52 mg·kg-1,分别增加了8.76、3.86倍,Cu、Ni在土壤中含量有微量增加,累积现象不明显;赤泥经酸雨淋溶后,As、Ni酸可提取态平均占比较高,可迁移性强,Cu、Cr、Mo主要以可氧化态和可还原态存在,Pb、Zn、V主要以可还原态存在,具有较大的潜在迁移性;渗滤液中仅检出较低浓度的Mo、V、Pb、Cu,说明赤泥经酸雨淋溶后,溶出的重金属主要滞留在土壤中,对土壤造成较大的潜在危害。     

酸雨和有机配体(EDTA)对已污染红壤中稀土元素释放的研究

选用不同污染程度的红壤,采用化学成分模拟自然雨水,加入有机配体(EDTA),并调节pH值(5.6、4.0、3.0),作为萃取剂,研究了酸雨和有机配体(EDTA)对已污染红壤中稀土元素释放的影响。结果表明,相同pH值下,萃取率随着EDTA的浓度升高而升高;EDTA浓度一定时,随着萃取溶液的pH值降低,萃取率降低。在相同条件下,萃取率大小的顺序为Nd>Pr>Ce>La,与EDTA及4种稀土元素的条件络合常数大小顺序相同。     

酸雨和有机配体EDTA对稀土在土壤中吸附和解吸的影响

研究了在模拟酸雨和有机配体EDTA的影响下,红壤对稀土元素Ce、La、Nd、Pr的吸附和解吸。结果表明,稀土元素在红壤中的吸附等温线符合Langmuir等温吸附式。采用酸雨-EDTA溶液作解吸剂时,解吸量随着吸附量的上升而升高。在低吸附量区域,EDTA的络合效应明显;在高吸附量区域,解吸溶液中H+的解吸作用明显。稀土的解吸曲线特征方程随着稀土与EDTA络合条件稳定常数的下降和解吸溶液的pH降低,由二次项函数式向幂函数式转化。     

模拟酸雨淋溶下中原地区幼褐土壤中营养元素的流失规律研究

[目的]研究酸雨对中原地区土壤中氮、磷、钾的淋溶特性的影响,以期为土壤养分缺失的综合防治和土壤酸化的控制提供科学依据。[方法]取郑州地区土壤作为试验土样,配制模拟酸雨进行淋溶试验。[结果]土壤中总氮、总磷和总钾的淋失量随酸雨pH增大而下降;与对照相比,不同酸度酸雨对磷、钾淋失量均无显著差异,而且淋失量很少。随着模拟酸雨淋滤速率的降低,土壤中N、P、K淋失量均增大,且增大幅度显著,在同一pH和同一淋滤速率条件下土壤中营养元素溶出量大小顺序均为N〉P〉K。[结论]强酸性酸雨会促进土壤营养元素的淋失,相对来说土壤中磷、钾对酸雨不敏感。长期的酸雨淋洗会导致土壤养分库的损耗,造成土壤养分贫瘠。     

模拟酸雨对灰潮土中铅、镉的浸出特性研究

为了研究酸雨作用下灰潮土铅、镉的释放规律。通过对采自田河村(S1)及河口大桥(S2)灰潮土样品进行模拟酸雨淋溶试验,研究了湖北省孝感地区灰潮土中铅、镉的浸出特性。720 ml的模拟酸雨淋洗后,pH值4.5的模拟酸雨使供试灰潮土镉累积浸出比正常降水增加19.5%(S1)和60.9%(S2),使铅的浸出增加87.7%(S1)和12.9%(S2);pH值3.5的模拟酸雨使灰潮土镉累积浸出比正常降水增加45.6%(S1)和80.3%(S2),使铅的浸出增加183.7%(S1)和424.7%(S2);土样S2的总镉和总铅的含量都要比S1土样高,pH值3.5下呈现出镉和铅累积浸出量也较大。镉的浸出随着淋洗液pH值降低淋出量逐渐增加,铅的浸出则在pH值3.5时出现显著增加。镉与铅都随着酸度增加和淋溶量的增加而逐渐浸出。     

模拟酸雨对茶园土壤磷素溶出特征与形态的影响

为进一步探讨酸雨与土壤磷素流失之间的内在联系,通过土柱淋溶试验,研究模拟酸雨对茶园土壤磷素溶出动力学特征和形态变化的影响。试验共设置4个处理:T1,pH值为3.5的模拟酸雨;T2,pH值为4.5的模拟酸雨;T3,pH值为5.5的模拟酸雨;CK,pH值为6.5的蒸馏水。结果表明,T1、T2、T3处理的土壤可溶性总磷(TDP)累积溶出量均显著(P<0.05)大于CK处理,增幅分别为17.3%、38.8%、20.4%。T1和T2处理的可溶性有机磷(DOP)累积溶出量显著(P<0.05)大于CK处理。回归分析表明,淋出液中总磷(TP)、可溶性无机磷(DIP)的累积溶出量与淋洗液体积的关系符合一级动力学方程(R²>0.999)。与CK相比,T1、T2、T3处理的DIP最大溶出量分别增加了16.0%、49.9%、16.0%,T2处理的TP最大溶出量增加了13.35%。模拟酸雨淋洗结束后,土壤中NaHCO₃提取的无机磷、NaHCO₃提取的有效磷的质量分数较CK显著(P<0.05)增加,NH₄Cl提取的无机磷、NaOH提取的无机磷、浓盐酸提取的全磷质量分数较CK显著(P<0.05)减少。上述结果说明,酸雨既可以直接促进土壤中无机磷和有机磷的溶出,又能够增加土壤中较高活性磷组分的比例,从而增大土壤磷素流失风险。     

酸雨对土壤肥力影响研究的试验方法讨论

酸雨对农业环境的影响,迄今研究者各释不一,其中一重要原因就是试验方法不同。本文就研究酸雨对土壤肥力影响的一些基本试验方法设计进行了讨论。酸雨对土壤肥力影响研究的一个基本方法就是模拟试验。试验中,供试土壤应根据它在研究区中的贡献指数和影响程度来选择;酸雨成分模拟应以对研究区长期监测结果的酸雨成分均值为根据;酸雨致酸土壤进程模拟试验中,应注意土柱制备条件的一致性,诸如柱径大小,土壤细度,装柱紧实度及淋洗等条件的掌握;生物模拟试验中,应以作物对酸雨的敏感性和灵敏临界期,按研究区的作物群结构选择供试作物,确定试验方式和时期,一般以作物幼苗试验能获得良好的结果。     

腐植酸钾与磷肥施用方式对土壤磷素移动性的影响

为探明腐植酸与磷肥施用方式对土壤磷素移动性和淋失量的影响，通过室内土柱淋溶试验，分别设计了不施肥（CK）、基施腐植酸钾追施/不追施磷肥（HA-P、HA）、基施磷肥追施/不追施腐植酸钾（P-HA、P）和磷肥腐植酸钾共同基施（P+HA）共6个处理，来探讨将腐植酸水溶性肥料中的主要原料腐植酸钾与磷肥按照不同施用方式施入土壤后对土壤磷素剖面迁移能力和淋出的影响。结果表明：在相同的灌溉条件下，HA-P处理显著增加了土壤磷素的淋出，分别比P-HA、P和P+HA 3个处理的磷素淋出总量高244.08%、78.51%和35.34%，而P-HA则显著降低了土壤磷素的淋出量；P+HA和P-HA处理土壤剖面的速效磷和全磷含量均随土层深度的增加而显著增加，与P处理结果相似，而HA-P处理剖面各层土壤的速效磷和全磷含量差异较小；HA处理会使土壤磷素淋出略有增加。研究表明，腐植酸钾与磷肥等量输入时，以腐植酸钾为基肥、磷溶液进行追肥的施用方式对土壤磷素移动的促进作用最大，有较高的淋失风险，而基施磷肥、追施腐植酸钾则可以显著控制土壤剖面磷素移动，降低土壤磷素的淋出量。     

酸沉降物对土壤肥力的影响研究

本文总结了酸雨危害土壤与作物的现场调查研究结果;模拟酸雨灌溉和喷洒盆栽土壤与蔬菜作物的反应;模拟酸雨对土壤淋滤液成分性质的影响;10年雨量的模拟酸雨对盆栽蔬菜的生长效应;强酸致酸土壤的 pH 稳定性、酸容量、土壤酸化与缓冲作用机理的动力学研究和作物的临界 pH 值以及土壤酸化进程;防治酸雨导致土壤酸化的对策。     

模拟酸雨下生物炭添加对土壤盐基离子淋失的影响

通过室内土柱试验,研究模拟酸雨淋洗下添加生物炭对土壤交换性盐基离子(Ca^2+、Mg^2+、K^+、Na^+)的影响。采用双因素全面试验法,在pH值3.5、5.6和7.0的3种模拟酸雨条件下,设置0、0.5%、1%和2%的4个生物炭添加量,测定淋出液及淋洗后土壤中4种盐基离子含量。结果表明:酸雨淋洗条件下,与无生物炭处理相比,较高生物炭添加量(2%和1%)会增加盐基离子的淋失总量。同一处理淋出液中,Ca^2+的淋失总量最大,Mg2+最易淋失。相同生物炭添加量下,4种盐基离子淋出总量均随淋洗液pH值升高而降低,淋洗液pH值为3.5时各盐基离子的淋出总量均最高;相同pH值淋洗液下,Ca^2+、Mg^2+、K^+的淋出总量为2%生物炭>1%生物炭>无生物炭处理>0.5%生物炭,而Na^+的淋出总量为2%生物炭>无生物炭处理>1%生物炭>0.5%生物炭。在酸雨淋洗条件下,与无生物炭处理相比,添加生物炭的处理可提高土壤pH值及交换性盐基离子的含量,生物炭添加量为2%时对土壤交换性盐基离子的提升效果最佳。淋洗后各处理土壤中4种盐基离子含量表现为Ca^2+>K^+>Mg^2+>Na^+。研究表明,在生物炭添加下,酸沉降同样会加剧土壤盐基离子的淋洗损失。与无生物炭处理相比,模拟酸雨条件下,生物炭添加量增加提高了pH值及盐基离子含量,其中以添加2%生物炭的处理效果最佳。     

模拟酸雨对不同层次的红壤元素迁移作用的影响

模拟酸雨作用下土壤酸化在垂直方向上具有阶段性，这决定着土壤元素迁移的阶段性。表现为在红壤酸化初期表层（Ａ层）元素快速向底层（Ｂ或Ｃ层）迁移，随着酸化由表土向下的深入，淀积于Ｂ层的元素又可以发生再迁移。酸雨的输入总体上加速了元素迁移的速率，同时也促进了土壤矿物风化和元素形态从迟效状态向可供作物吸收的易迁移状态转化。