天然土壤中典型多溴联苯醚解吸过程的初步研究

选择5种有机质含量不同的天然土壤,采用批世实验方法考察典型多溴联苯醚BDE47的解吸行为,并尝试利用非线性Freundlich模型和线性模型模拟不同初试浓度条件下BDE47的土壤解吸过程.针对较为显著的器壁吸附影像,所有检测数据均进行器壁吸附定量修正.结果表明,BDE47土壤解吸过程总体分为初始的快解吸和后续的慢解吸两个阶段.在初始阶段,BDE47解吸过程表现为线性行为,但非线性特征随解吸时间延长呈现增强趋势.土壤有机质(用TOC表征)释放的溶解有机质是影响土壤中BDE47解吸行为差异的主要因素之一.     

泰乐菌素对菲在蒙脱石上吸附作用的影响

在长期施用养殖粪肥的农田土壤中,抗生素药物往往与其他有机污染物共存,使各自在土壤中的迁移转化和生态效应变得更为复杂。采用批量振荡吸附平衡法,研究了在泰乐菌素存在的条件下蒙脱石对菲的吸附特性。结果表明:蒙脱石对泰乐菌素有较强的吸附能力,吸附容量可以达到250mg·g-1,泰乐菌素能进入蒙脱石层间,使蒙脱石的层间距由1.17nm增大到1.28nm;泰乐菌素存在的条件下,蒙脱石对菲的吸附能力显著增强,当泰乐菌素的初始浓度从0增加到100mg·L-1时,菲在蒙脱石上的吸附容量系数lgKf值从-4.047增加到0.591,lgKf值与矿物上有机碳含量呈正相关,这可能是由于已吸附的泰乐菌素可发挥类似"土壤有机质"的作用,促进蒙脱石对菲的吸附。菲在蒙脱石上的吸附容量和吸附的非线性程度随泰乐菌素初始浓度的增加而增加,由此推测,泰乐菌素与菲之间的疏水性作用是菲在矿物上吸附的主要作用方式。在评估抗生素药物和疏水性有机物复合污染的环境风险时,需要考虑到共存污染物的协同吸附作用。     

毒死蜱在土壤中的吸附行为研究

采用平衡吸附法,研究了毒死蜱在2种土壤中的吸附行为,探讨了腐植酸和pH值等因素对毒死蜱吸附的影响.结果表明:有机质含量与毒死蜱的吸附量呈正相关性,是有机污染物吸附的主要影响因素;pH值对毒死蜱的影响也较为显著,毒死蜱在酸性条件下较为稳定,碱性条件下加快降解,pH值越低,吸附能力越强.     

凹土对酞酸酯在土壤中吸附解吸的影响

酞酸酯(Phthalic acid esters,PAEs)是水体、农田土壤等环境介质中广泛存在的一类有机污染物。利用批平衡吸附法和连续解吸法研究邻苯二甲酸正丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)和邻苯二甲酸(2-乙基)己基酯[Di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP]在不同凹土含量土壤中的吸附-解吸行为。结果表明,用Freundlich方程与Langumir方程均能较好地拟合DBP和DEHP在不同凹土含量土壤中的吸附行为,其R2均大于0.92。在Freundlich模型中DBP和DEHP在凹土含量1.0%、5.0%、10.0%的3种土壤中lg Kf值分别为1.510 3、1.405 0、1.216 6和3.170 4、3.084 8、3.034 0。在Langumir模型中Qm值变化与lg Kf值变化的趋势相同,同时非线性逐步减弱,说明凹土的加入降低了土壤对DBP和DEHP的吸附强度与吸附容量。DBP和DEHP在不同凹土含量3种土壤中的lg Koc值与其在Freundlich模型中的lg Kf值之间有较强的正相关关系。此外,随着凹土含量的增加,DBP和DEHP在土壤中的解吸过程加快。     

Fenton氧化对土壤有机质及其吸附性能的影响

利用3种土壤在室内研究了Fenton氧化对土壤有机质含量和组成的影响,以及由此引起的土壤对有机污染物(芘)吸附性能的变化。结果表明,Fenton氧化处理后,土壤有机质含量和组成均发生了改变,总有机质含量下降,其中腐植酸含量降低最多,胡敏素的含量基本保持不变,而富里酸含量有升高的趋势。芘在氧化后的3种土壤中的分配系数(Kd)都有降低;将Kd与土壤有机质各成分进行相关分析研究发现,有机质中胡敏素和腐植酸一起决定有机污染物的吸附行为,其中胡敏素为关键因素。因为土壤有机质各成分的分布不同,所以有机碳含量标化分配系数(Koc)相差很大,特别是在腐植酸含量相对较高的土壤中,由于腐植酸大部分降解为吸附能力小的富里酸,Koc有明显降低,而在腐植酸含量相对较低的土壤中Koc变化不明显。     

土壤有机质形态对有机污染物三氯乙烯（TCE）的吸附影响研究

[目的]研究有机质形态对有机污染物在环境中的迁移、转化等过程产生的影响。[方法]采用北京某地区3种土壤的三级样品,即原样土作为一级土壤,使用双氧水去除原样土中低聚合“软碳”的二级土壤和根据土壤样品测得的有机碳含量,使用高岭土代替无机矿物,利用腐殖质做“软碳”,按比例配制而成的三级土样;利用批试验的方法研究土壤样品对TCE的吸附行为。[结果]研究表明,土壤样品中,由于有机碳含量不同,有机污染物三氯乙烯的吸附量不同,样品吸附具有较好的线性行为,试验范围内不存在饱和吸附量;有杌质吸附量大于无机矿物吸附量,一级土样和二级土样吸附TCE的能力基本相同,即土样有机碳聚合形式的差异对TCE吸附能力影响较小。[结论]影响土样吸附TCE的主要因素是有机碳含量。     

莠去津在土壤中的吸附行为研究

采用平衡吸附法研究莠去津在2种土壤中的吸附行为,探讨有机质和pH值等因素对莠去津吸附的影响．结果表明,有机质含量与莠去津的吸附量呈正相关,是有机污染物吸附的主要影响因素;pH值与莠去津的吸附量呈负相关,随pH的升高莠去津的吸附量减少．     

生物炭对诺氟沙星在土壤中吸附行为的影响

以甘蔗渣为前驱材料,在3种温度(350、450、550℃)下制备不同碳化度的生物炭(分别记为BC350、BC450、BC550),研究其对诺氟沙星在砖红壤中吸附行为的影响。结果表明,诺氟沙星在砖红壤和生物炭土壤上(W/W,1.0%)的吸附动力学过程包括快速和缓慢两个阶段,伪二级动力学模型能较好地拟合砖红壤和生物炭土壤吸附诺氟沙星的动力学过程(r≥0.963,P0.01);添加质量浓度分别为0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、1.0%的3种生物炭提高了砖红壤对诺氟沙星的吸附量,且随着生物炭添加量的增加,吸附量逐渐增加,添加生物炭后砖红壤对诺氟沙星的单点吸附值是砖红壤的1.04~2.34倍。诺氟沙星在生物炭土壤中的吸附过程能够采用Freundlich模型、Langmuir模型和Tekmin模型进行较好的拟合(r≥0.910,P0.05);生物炭土壤对诺氟沙星的非线性吸附过程主要受到表面吸附作用、分配作用和其他微弱作用力共同影响。生物炭的施入可以提高土壤对有机污染物的吸附能力,从而降低有机污染物的生态环境风险。     

四环素在典型土壤中的吸附行为·吸附动力学·热力学特征

[目的]研究四环素在典型土壤中的吸附行为及吸附动力学和热力学特征。[方法]采用平衡振荡法,研究了不同试验条件下3种典型土壤对四环素的吸附效能。[结果]黑土对四环素的吸附能力最高,其对应的饱和吸附量超过85.0 mg/g,黄土次之,而高岭土的吸附效能最低,仅11.6 mg/g。酸性pH条件和较高的土壤有机质含量有利于3种土壤对四环素的吸附,当土壤中有机质去除后整体吸附能力将下降15%。3种土壤对四环素的吸附是一个吸热过程。黑土对四环素吸附过程符合准一级反应动力学方程,而黄土和高岭土对四环素的吸附更符合准二级吸附动力学方程。黄土和高岭土对四环素的吸附满足Langmuir吸附等温式,即认为上述吸附主要归因于单分子层吸附;相对应的常用来表征竞争吸附的Freundlich方程更符合黑土对四环素的吸附。[结论]该研究可为揭示四环素在土壤中的吸附富集机理提供科学依据。     

多环芳烃菲在不同土壤及其组分中的吸附特征研究

选择江西红壤、北京潮土、黑龙江黑土、新疆灰漠土及从这些土壤样品中提取的胡敏酸与矿物质为吸附剂．研究其对多环芳烃菲的吸附，并对这些胡敏酸及矿物质进行了红外光谱分析。结果表明，吸附等温线经拟合后均符合Freundlich模型，说明这些吸附属多种吸附点同时作用，每种吸附位点表现不同的吸附自由能及位点总剩余度。在试验条件下，几种土壤对菲的吸附能力大小排序为：黑龙江黑土〉江西红壤〉新疆灰漠土〉北京潮土，吸附能力与土壤有机质含量成正相关关系；不同来源胡敏酸吸附能力不同，其大小排序为：灰漠土胡敏酸〉潮土胡敏酸〉红壤胡敏酸〉黑土胡敏酸，吸附能力可能与其中某些基团的含量不同有关，也有可能与胡敏酸的骨架有关，如骨架中的苯环可能会与菲中的平面苯环竹电子重迭而形成共轭；土壤矿物质吸附能力大小顺序为：红壤矿物质〉黑土矿物质〉潮土矿物质〉灰漠土矿物质。经红外谱图分析，江西红壤矿物质为高岭石型，北京潮土、黑龙江黑土及新疆灰漠土矿物质属蒙脱土型，说明高岭石型土壤矿物质吸附能力大于蒙脱土型土壤矿物质。     

不同植茶年限土壤团聚体有机碳的分布特征

【目的】探索和了解茶园土壤有机碳的稳定性及碳固持能力。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,开展植茶年限为15 a、22 a、30 a和50 a土壤团聚体有机碳分布特征研究。【结果】随着土壤团聚体粒径的减小,团聚体总有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳和可矿化碳含量增加,最大值主要集中于＜0.25 mm、0.5—0.25 mm团聚体中,而团聚体微生物量碳含量则随粒径减小而先增加再减小,最大值分布于5—2 mm团聚体中,团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例随团聚体粒径减小而减小;随植茶年限的延长,团聚体中总有机碳含量增加,活性有机碳和颗粒有机碳先降低再增加,植茶22 a时含量最低,而水溶性有机碳、可矿化碳和微生物量碳则呈现先增加再降低的趋势,植茶30 a时含量最高,且团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例均随着植茶年限的延长呈现下降的趋势;土壤团聚体总有机碳以及各个碳组分含量均为0—20 cm土层大于20—40 cm土层,而土壤团聚体各组分有机碳占总有机碳的比例均为20—40 cm土层大于0—20 cm土层。【结论】较小粒径团聚体有机碳稳定性较强,土壤有机碳固持能力存在临界植茶年限;0—20 cm土层碳汇效应较20—40 cm土层强。     

不同施肥方式下黑土有机碳的变化规律研究

通过长期定位试验研究了施肥对黑土有机碳总量、组成、品质的影响。试验设不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机肥与化肥配施(NPKM)和秸秆与化肥配施(NPKS)4个处理。结果表明:施肥有利于土壤有机碳及有机碳各组分含量的增加。各处理有机碳及各组分含量的高低表现为:NPKM>NPKS>NPK>CK。单施化肥使土壤的HA/FA比值降低,胡敏酸的E4/E6比值提高,使各形态碳含量增加,Kos值降低,但变化较小。有机物质与化肥配施能使土壤的HA/FA比值和E4/E6比值都有所提高,显著地增加土壤中活性有机碳的含量,降低土壤有机碳的Kos值,其中NPKM处理效果更好。长期有机肥与化肥配施,对改善土壤腐殖质的腐殖化程度和提高其活性,降低土壤有机碳的抗氧化能力,提高土壤养分供应能力具有良好的作用,是保持土壤肥力的最优施肥方式。     

岩溶生态系统土壤非保护性有机碳含量研究

通过现场采样及室内测定方法,对岩溶天然林、灌丛和人工林土壤的非保护性有机碳进行了研究。结果发现,在0～10cm表层土壤,灌草丛土壤颗粒有机碳含量是天然林土壤的1.40倍,土壤轻组有机碳含量是天然林土壤的4.02倍;但随土层深度增加,天然林土壤颗粒有机碳分配比例和轻组有机碳分配比例大于灌丛土壤,且灌丛土壤有机质逐渐向大团聚体富集,而天然林不同深度土壤大团聚体都富集有机质。天然林土壤和人工林土壤<0.05mm的颗粒有机碳富集系数差异很小,但>0.1mm颗粒和0.1～0.05mm颗粒的有机碳富集系数差异相对较大,尤其在土壤表层有明显的差异。颗粒有机碳、轻组有机碳、不同深度土层土壤有机碳与水稳性团聚体之间存在显著的相关性。     

天然土壤对BDE-47的吸附特征

研究了BDE-47在3种不同有机质含量的天然土壤上的吸附行为,包括吸附过程动力学和热力学等温线.结果表明,双室一级动力学模式较单室一级动力学模式更适于描述BDE-47在天然土壤上的吸附过程动力学特征,尤其是在吸附初始阶段(0～49h).快吸附在自吸附初始到表观吸附平衡的整体吸附过程中占据优势地位,而慢吸附的贡献率则逐渐...     

氯虫苯甲酰胺在5种土壤中的吸附和解吸特性

为了综合评价氯虫苯甲酰胺在土壤环境中的吸附特性,采用恒温批处理平衡法,测定了氯虫苯甲酰胺在黑土、黄壤、紫色土、红土以及潮土5种典型农业土壤中的吸附和解吸行为。结果表明,5种土壤吸附氯虫苯甲酰胺的Freundlich模型拟合的吸附等温线系数(Kf)为1.06～4.45 L/kg,其吸附的强弱次序依次为黑土>黄壤>紫色土>红土>潮土。5种土壤吸附氯虫苯甲酰胺的行为以物理吸附为主,土壤有机质含量、土壤粉粒含量和阳离子交换量是土壤吸附和解吸氯虫苯甲酰胺的关键影响因素。氯虫苯甲酰胺在5种土壤中有机碳标化的分配常数(KOC)为120～379,平均值为238,表明其在土壤中的移动性较弱。解吸试验结果表明氯虫苯甲酰胺在5种土壤中的解吸过程均存在迟滞现象。     

Effects of Long-Term Fertilization on Distribution of Organic Matters and Nitrogen in Cinnamon Soil Macro-Aggregates

Soil samples collected from a 25-year long-term fertilizer experiment carried out on the Earth-cumulic-Orthic Anthrosols in semi-humid farmland ecological system, were used to study the distribution of soil organic matters, total nitrogen, nitrate nitrogen, and ammoniate nitrogen in different grades of soil macro-aggregates in order to study the effects of long-term application of organic manures in combination with chemical fertilizers. It is showed that the percentage of mass of the soil macro-aggregates with long-term application of fertilizers with sizes of 5-2 mm is increased compared with that of the samples with no fertilizer. It is easier to form lager size soil macro-aggregates by the long-term application of organic manures in combination with chemical fertilizers. The contents of organic matters, total nitrogen and nitrate nitrogen are all higher after treatments with different combinations of fertilizers, while there is a little effect on the contents of ammoniate nitrogen. The contents of organic matters, total nitrogen in the grades of soil macro-aggregates from the plough layers of the treated farmland exhibited significant difference. Moreover, the contents of organic matters and total nitrogen in the soil macro-aggregates with the size of 1-0.25 mm is the highest in all treated soil samples. The contents of nitrate nitrogen in soil macro-aggregates increased with the increasing of soil macro-aggregate size except those applied with chemical fertilizer and lower amount of corn stover. The results of correlation analysis revealed that there exists a significantly positive correlation between the percentage of mass of soil macro-aggregates with the size of 5-2 mm and the contents of organic matters, total nitrogen and nitrate nitrogen in the soil samples. However, the correlation between the percentage of mass of soil macro-aggregates with the size of 1-0.25 rnm and the contents of total nitrogen and nitrate nitrogen is significantly negative.The study showed that the highest contributing rates of macro-aggregates fractions to soil fertility is from the soil macro-aggregates fraction with the size of 1-0.25 mm in most of the cases.     

崇明岛不同类型河岸带土壤碳氮分布特征简

研究了崇明岛4种不同类型河岸带土壤有机碳、氮素含量及其垂直分布特征,结果表明土壤有机碳和全氮含量的变化范围分别为3.13～ 21.34和0.40 ～ 1.97 g/kg.与参考断面相比,林地、灌木林地和草地河岸带土壤有机碳和全氮含量随土壤深度增加而降低,且垂直差异性明显大于菜地河岸带和参考断面.菜地河岸带土壤有机碳含量呈先上升后下降的趋势,最高值出现在10 ～ 20 cm土层,其有机碳和全氮含量的垂直差异性较小.有机碳与全氮呈显著正相关（P＜0.01）,与铵态氮和硝态氮呈显著正相关（P＜0.05）,表明有机质的分解是河岸带土壤氮素的重要来源.     

长期施肥对褐土有机碳和氮素在团聚体中分布的影响

 采集安排在半湿润农田生态系统土垫旱耕人为土（中等肥力红油土）上长达25年的肥料定位试验小区耕层的土样（0～20 cm土层），采用干筛法将供试土样分为5～2、2～1、1～0.25 mm等3个等级团聚体，研究长期施肥对有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮在不同粒级土壤团聚体中分布的影响。研究表明：①长期施肥对耕层土壤5～2 mm团聚体含量影响最大。长期施肥，特别是化肥与有机肥配合施用有利于该粒径团聚体的形成。②长期施肥处理能使土壤有机质、全氮以及硝态氮含量有较大幅度增加，但对铵态氮的影响较小。③与不施肥对照相比，经过长期施肥耕层土壤中有机质、全氮在不同粒级的团聚体中的含量差异较大，并且呈现出较强的规律性，均表现为1～0.25 mm粒径团聚体中的含量最高。④长期施肥处理对硝态氮在各级团聚体中的分布影响较大，除化肥＋中量秸秆处理外，其余处理土壤团聚体中硝态氮含量均随团聚体粒径增大而降低。⑤5～2 mm团聚体含量与土壤有机碳、全氮以及硝态氮之间呈显著正相关关系；而1～0.25mm团聚体与土壤全氮含量以及硝态氮含量呈显著负相关关系。说明5～2 mm团聚体是土壤有机质、全氮和硝态氮的主要载体。⑥在绝大部分情况下1～0.25 mm的团聚体对土壤有机碳、全氮、硝态氮的贡献率最大。     

喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响

通过选取喀斯特山区火龙果园、草丛、花椒林、乔木林和灌草丛为研究对象,对其土壤团聚有机碳和团聚体活性有机碳分布与积累特征进行研究,结果表明:各土地利用方式下的团聚体组成均以＞0.5 mm团聚体为主,其含量可占团聚体总量的82.57％-94.79％;各粒级团聚体中有机碳和活性有机碳的含量均以乔木林最高,花椒林和火龙果园相对居中,而以草丛和灌草丛较低,随土壤团聚体粒径降低,有机碳和活性有机碳的峰值基本出现在＜0.25 mm粒级团聚体,但该粒径对土壤有机碳和活性有机碳的贡献率却不足6％和4％;土壤有机碳和活性有机碳的累积均受5-1 mm团聚体中有机碳和活性有机碳含量增加的影响,该粒级团聚体对有机碳和活性有机碳的贡献率也分别达28.70％-49.47％和34.13％-47.47％,可将5-1 mm粒径团聚体作为喀斯特山区的土壤有机碳固定的特征团聚体;土壤团聚体活性有机碳含量与土壤团聚体总有机碳含量呈极显著正相关关系(r=O.8768),表明团聚体活性有机碳可以作为衡量喀斯特山区土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标.