红壤性水稻土-上覆水系统毒死蜱消解的室内模拟实验

以我国南方红壤丘陵区稻田土壤为对象,通过60 d的室内模拟培养实验,研究了毒死蜱在水稻土-上覆水系统中的消解与转化规律。加药后,15、25℃和40℃条件下上覆水中毒死蜱均在前期快速消解,后期消解速率逐渐降低,符合一级动力学方程。3种温度处理下上覆水中毒死蜱的半衰期DT₅₀（0.70~1.01 d）和消解速率常数（0.688 8~0.985 2 d^-1）差异较小。毒死蜱投加之后,易转化成3,5,6-三氯-2-吡啶醇（TCP）,在上覆水中发生累积。转化受温度影响显著,经过60 d的培养,40℃时17.3%~25.5%的毒死蜱转化为TCP。表层（0~3 cm）土壤中毒死蜱的积累受温度影响显著,未灭菌处理在15、25℃和40℃下,表层土壤中毒死蜱的残留量分别为163.66、80.29 μmol·kg^-1和34.95 μmol·kg^-1,约为其初始投加含量的57.38%、28.15%和12.25%。总之,土壤-上覆水系统中,在第60 d时,投加的毒死蜱中仅0.39%~2.24%滞留在上覆水中,10.18%~58.32%迁移到土壤中,0.47%~25.53%降解为TCP存在于上覆水中。总体而言,毒死蜱在上覆水中的残留率较低,在土壤中残留率较高且主要为表层土壤所吸附,温度与微生物对毒死蜱的消解具有协同作用。     

生物质炭对磺胺类抗生素在坡耕地紫色土中吸附-解吸及淋溶过程的影响

吸附–解吸是影响抗生素类污染物在土壤中迁移转化及生物有效性的重要过程,本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,通过批量平衡实验和柱实验研究生物质炭施用(投加量0(B0)、39.75 t/hm~2(B1)和198.75 t/hm~2(B2))及田间老化作用(夏季干湿交替)对3种典型磺胺类抗生素(磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)及磺胺甲恶唑(SMZ))在紫色土中的吸附–解吸和淋溶行为的影响。结果表明:在几种处理中,3种磺胺类抗生素吸附强弱的顺序都表现为SDSMZSM2;与B0处理相比,添加生物质炭能增加土壤对3种抗生素的吸附能力,其中SM2的吸附显著增加(P0.05),但这种促进作用在经过老化过程后有所减弱。在解吸过程中,3种抗生素的Freundlich常数Kf大小顺序为SDSMZSM2,表明SD在土壤中吸附容量最大且不易解吸,其次是SMZ和SM2;相应的迟滞系数H大小顺序为SDSMZSM2,与Freundlich常数n值趋势一致,表明紫色土对SD亲和力最强,解吸最难,而SM2则解吸最易,可逆性最强。与B0处理土柱相比,3种磺胺抗生素在B1处理土柱中迁移更慢。     

间歇灌溉对稻田毒死蜱迁移转化特征的影响

间歇灌溉作为丘陵区稻田常见的灌溉方式之一,其强烈的干湿交替过程会影响稻田中污染物的环境行为。在室内批量平衡吸附试验的基础上,通过农药野外喷施试验与动态观测,研究了间歇淹水和持续淹水条件下石灰性紫色土发育的稻田中毒死蜱的迁移转化特征。结果表明,土壤对毒死蜱的吸附能力远远强于其对毒死蜱主要降解产物3,5,6-三氯-2-吡啶醇(3,5,6-TCP)的吸附能力,毒死蜱的吸附容量常数范围为34~170,TCP的吸附容量常数范围为0.62~0.67,且对毒死蜱和TCP的吸附容量常数及分配系数均以耕作层土壤高于非耕作层土壤;施药后田面水中毒死蜱及TCP的浓度均随时间迅速下降,两者均可通过土壤大孔隙优先流快速迁移至50cm深处;间歇灌溉处理稻田土壤孔隙水中两者的浓度总体低于持续淹水处理;降雨和灌溉事件会导致两者由土壤固相迅速向水相发生短时间、高浓度释放与淋失。     

土壤中~(137)Cs的化学性质及其分布规律

本文对13 7Cs的土壤化学行为及剖面运移规律进行了论述 ,并阐明了13 7Cs可作为中长期土壤侵蚀作用的有效示踪剂的理论基础     

生物质炭对磺胺类抗生素在坡耕地紫色土中吸附-解吸及淋溶过程的影响

吸附-解吸是影响抗生素类污染物在土壤中迁移转化及生物有效性的重要过程,本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,通过批量平衡实验和柱实验研究生物炭施用（投加量0(B0)、39.75 (B1)t/hm2和198.75 (B2) t/hm2）及田间老化作用（夏季干湿交替）对三种典型磺胺类抗生素（磺胺嘧啶（SD）、磺胺二甲基嘧啶（SM2）及磺胺甲恶唑（SMZ））在紫色土中的吸附-解吸和淋溶行为的影响。结果表明：在几种处理中,三种磺胺类抗生素吸附强弱的顺序都表现为SD>SMZ>SM2;与B0处理相比,添加生物炭能增加土壤对三种抗生素的吸附能力,其中SM2的吸附显著增加（P<0.05）,但这种促进作用在经过老化过程后有所减弱。在解吸过程中,三种抗生素的Freundlich常数Kf大小顺序为SD>SMZ>SM2,表明SD在土壤中吸附容量最大且不易解吸,其次是SMZ和SM2;相应的迟滞系数H大小顺序为SD相似文献   

不同类型耕地紫色土中3,5,6-三氯-2-吡啶醇迁移试验与模拟

3,5,6-三氯-2-吡啶醇(TCP)的化学结构稳定、水溶性高、运移能力强,对水体具有潜在的污染风险。在有机质含量低、大孔隙度高、导水性好的紫色土地区,风险更加显著。为研究TCP在紫色中的迁移规律,该研究依据紫色土的典型耕作类型,在中国科学院盐亭国家紫色土农业生态试验站采集3组土样(小麦-玉米轮作的坡地、水稻-油菜轮作的水旱农田和萝卜-白菜套种的菜地),通过批量平衡法研究紫色土对TCP的吸附特征,并采用稳定流场饱和均质土柱的易混合置换试验研究TCP的动态迁移过程,最后对其迁移动态进行模拟。结果表明:紫色土对TCP的吸附特征呈线性,在坡地、水旱农田和菜地中的吸附系数分别为1.94、1.22和1.02 L/kg,且黏土含量和矿物组成是主要影响因子;TCP的出流平衡浓度分别为初始浓度的77%(坡地)、84%(水旱农田)和92%(菜地),相应的平衡时刻分别为2.88PV、4PV和6.5PV,表明TCP对环境的污染风险较高;用非平衡两点对流弥散模型模拟TCP在3种耕作条件下迁移,表明TCP以瞬时吸附为主,其水动力弥散系数和分形系数在坡地、水旱农田和菜地中依次减小,但一阶动力学常数依次增大。研究结果为探索TCP在紫色土壤中的迁移机制和预测防止TCP对环境的污染提供了参考依据。     

施用生物炭对紫色土坡耕地耕层土壤水力学性质的影响

该研究通过野外坡耕地小区施用1%秸秆生物炭1年后的对比试验,揭示生物炭对川中丘陵区紫色土耕作层土壤水力学参数、大孔隙度及其对饱和导水率的贡献率所产生的影响。试验设对照区与施用生物炭区2个处理,各处理有3个平行小区,耕作层土壤分为表层和亚表层(2~7和7~12 cm)。比较2个处理小区试验结果,可以发现:1)施用生物炭导致植物难以利用的土壤滞留水和易流失的结构性孔隙水的含量(θstr)下降,而基质性孔隙中植物有效水含量显著提高(P0.05),由(0.058±0.003)cm3/cm3增加至(0.085±0.002)cm3/cm3;2)表层和亚表层土壤中对产流起主要贡献的半径125μm的总有效孔隙度分别平均增加54%和8%,其中孔径500μm的孔隙增加最为明显,高达110%和355%;3)表层和亚表层土壤的饱和导水率分别平均增加45%和35%。研究证明,施用生物炭,一方面,能增加土壤有效水的持水量,有利于植物抗旱;另一方面,提高土壤导水率,有利于水分入渗,从而减少地表径流及土壤侵蚀的发生。     

不同形成时间鼢鼠鼠丘土壤水力学性质的对比

为探寻高原鼢鼠活动对若尔盖草原土壤持水性能的影响,通过田间原位张力入渗和室内沙箱+压力膜仪试验,探索不同形成时间鼠丘土壤水力学参数以及土壤大孔隙度的差异。结果表明:与草地对照相比,鼠丘土壤中易于流失的结构性孔隙水(θstr)含量增加,而能被植物有效利用的基质性孔隙水(θtxt)含量下降(由对照组(0.14±0.02)cm~3/cm~3降低至(0.10±0.02)cm~3/cm~3)。新鼠丘和1年鼢鼠鼠丘中半径250μm中大孔隙的有效孔隙度较草地对照组分别平均增加30%和11%,饱和导水率分别平均增加38%和21%。高原鼢鼠活动改变了土壤水力学特征,降低了土壤有效水的持水量,提高了土壤饱和导水率,使草地保水能力下降,易出现水分亏缺,增加草地退化和逐步沙化的风险。     

三峡水库消落带土壤胶体释放与迁移特征

三峡水库消落带是库区陆源污染物进入水库的最后屏障。高强度、周期性的干湿交替对消落带土壤理化性质、结构和可蚀性产生潜在影响,进而影响胶体颗粒的释放和迁移特征。探究消落带土壤胶体的释放与迁移行为是衡量胶体促进污染物迁移入库的重要前提。该研究对比消落带与非消落带土壤,通过原状土柱淋洗试验,研究饱和流中土壤胶体释放及迁移特征。结果表明,消落带原状土柱饱和淋洗液中胶体颗粒浓度先总体快速降低（184.58～28.04 mg/L）再缓慢增加（21.18～97.58 mg/L）,存在较大的时间变化（变异系数为0.46）。胶体颗粒累计释放量为714.43 mg,比非消落带土柱高34.4%,而淋洗液的峰值粒径（13.25～19.90 μm）和中值粒径（14.98～22.90 μm）均远远小于非消落带土柱的相应值,表明反复淹水-排干作用导致消落带土壤中胶体及细颗粒的释放和迁移潜力增大。溶解性有机碳（DOC,Dissolved Organic Carbon）是影响消落带饱和土壤中胶体释放的关键因子,对胶体浓度动态变化的解释率高达42.3%,而水化学因素（EC、Ca2+及Mg2+）对非消落带土壤中胶体颗粒的释放影响相对更大。在消落带管理中,应注意减控DOC的流失,以减少消落带土壤胶体颗粒的释放,同时建议加强消落带土壤DOC来源及其与胶体偶合并促进污染物如农化物质迁移进入库区水体的研究。     

四川盆地紫色土中丰富及稀有细菌的分布特征与动态变化

土壤微生物群落由少数丰富类群和多数稀有类群组成,揭示丰富和稀有细菌的分布特征和动态变化对于理解土壤生态系统至关重要。本研究以旱地紫色土为研究对象,以猪粪和鸡粪为有机肥的外源,进行为期100 d的培养试验,并设计5个采样时间点,采用高通量测序技术,对不施肥对照处理(CK),施加猪粪处理(PMS),施加鸡粪处理(CMS)紫色土中细菌群落进行分析。结果表明：稀有细菌的数量、分类群以及α多样性指数高于丰富细菌,说明两者的分布组成存在差异。丰富和稀有细菌群落结构具有相似的动态变化,施用猪粪对微生物群落结构的影响异于未施肥和施鸡粪处理。共现网络分析显示稀有细菌的拓扑特性显著高于其他类群,但少数丰富细菌占据了网络的中心节点。条件稀有或丰富细菌具有高度中介中心性,表明其在群落动态变化中存在一定贡献。研究结果有助于理解施用粪肥土壤中细菌群落的动态变化及其生态网络。