除草剂草甘膦的性质及环境行为综述

草甘膦是一种广谱、非选择性芽后除草剂,它被越来越广泛地应用于农业。本文总结了草甘膦的一些基本性质及其在环境中的行为和降解机理,概述了国内外的研究现状,及影响其在土壤环境去向的一些因素,如土壤性质、磷酸盐、重金属和DOC的存在等,为进一步研究提供一些建设性的参考。     

重金属存在下微塑料对环丙沙星的吸附特征及机制研究

为了揭示微塑料在重金属与抗生素共存体系中的吸附特征,以聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)为典型微塑料,以环丙沙星(CIP)作为目标抗生素,以Cu、Cd为重金属代表,通过批量吸附试验研究了重金属存在下微塑料对CIP的吸附行为及机理。结果表明:PA和PVC两种微塑料对CIP的吸附同时符合Langmuir方程和Freundlich方程,由Langmuir方程拟合得到的CIP对PA和PVC的最大吸附量分别为1.846 mg·g~(-1)和1.862 mg·g~(-1)。不同pH下两种微塑料对CIP的吸附呈现先增加再降低的趋势,pH为6时吸附量达到最大。重金属Cu、Cd存在下的吸附等温线更符合Langmuir方程,Cu的存在显著促进了微塑料对CIP的吸附,而Cd的存在抑制了微塑料对CIP的吸附,Cu、Cd没有改变吸附量随pH变化的趋势。PVC对CIP的吸附以物理吸附为主,PA吸附CIP的机制包括酰胺基与羰基间氢键的产生,此外静电相互作用、极性作用也是两种微塑料吸附CIP的重要机制。研究表明,重金属Cu、Cd存在下,可以改变微塑料对CIP的吸附量,但不会对PA、PVC吸附CIP的机制产生影响。     

膨润土改性微囊藻基生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对高毒性含铬废水处理难、水华藻类资源化利用率低等问题,本研究拟制备膨润土改性微囊藻基生物炭(BMC),使用扫描电镜、X射线衍射和比表面积分析等方法对使用膨润土改性前后的微囊藻基生物炭的属性进行表征,研究初始pH、生物炭投加量对改性前后微囊藻基生物炭吸附Cr(Ⅵ)效果的影响,并对吸附过程进行动力学和等温模型拟合。结果表明,膨润土改性后微囊藻基生物炭表面官能团和阳离子交换容量均大幅增加,改性前后微囊藻基生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型;在pH=2、投加量为2 g/L的试验条件下,改性微囊藻基生物炭对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量达到10.87 mg/g,是改性前微囊藻基生物炭(MC)饱和吸附容量的3.94倍,微囊藻基生物炭改性后显著促进了对Cr(Ⅵ)的吸附;静电吸附和氧化还原作用是微囊藻基生物炭去除Cr(Ⅵ)的主要机制。本研究成果可为含铬废水处理提供新方法,并可为水华藻类的资源化利用提供新思路。     

田间土壤剖面中阿特拉津的迁移试验

为了评价阿特拉津的污染风险,采用原位试验法研究了土壤剖面中阿特拉津、Br-与水分耦合迁移特征.结果表明,施用阿特拉津24 h后,模拟降雨1 h,降雨量为40 mm的处理(Ⅰ)和80 mm的处理(Ⅱ)的土壤含水率随土层深度增加先减小后增加;而施用阿特拉津前模拟降雨1 h,降雨量为10mm,施用24 h后,模拟降雨1 h,降雨量为40 mm的处理(Ⅲ)和80 mm的处理(Ⅳ)的则呈"S"形变化.Br-与阿特拉津在0～10 cm土层的残留浓度最大,分别为1.40、1.09、0.62、0.52 mol/kg和0.82、0.74、0.54、0.29 靏/g.处理Ⅰ、Ⅱ的各土层中Br-与阿特拉津的变异较小.土壤溶液中阿特拉津的浓度随土层深度的增加而降低,表层(20 cm)土壤溶液中阿特拉津残留浓度为:处理Ⅰ＞处理Ⅲ＞处理Ⅱ＞处理Ⅳ.     

耕地土壤重金属污染钝化修复技术研究进展

耕地土壤重金属污染引起的环境和粮食安全问题令人堪忧,钝化修复已成为农田耕地土壤重金属污染修复的重要方式。重金属原位化学钝化修复是通过向污染土壤中施加钝化剂使重金属的赋存形态发生改变从而达到钝化的效果。本文在对耕地污染土壤常用的无机、有机、无机-有机复合钝化修复技术分析总结的基础上,指出钝化修复技术应用中存在的问题及今后的研究方向,以期为进一步推动该领域的研究和推广工作提供参考。     

养猪发酵床垫料有机肥对辣椒产量及土壤微生物多样性的影响

随着环保压力的日益增加和农户环保意识的逐渐增强,发酵床养猪技术逐渐被农户接受,但是发酵床熟化垫料再利用难,而限制了发酵床养猪技术的推广。本研究将两种发酵床熟化垫料分别进行高温堆肥形成有机肥,总养分(氮、磷、钾)含量均超过50g/kg,重金属和粪大肠杆菌含量均未超标,蛔虫卵死亡率95%以上,完全可以作为成熟的有机肥产品。试验表明,在等氮量施用条件下,发酵床熟化垫料有机肥施用后青椒产量也能达到化肥和常规有机肥的产量,并能提高青椒品质,改善土壤肥力,提高土壤中矿质态氮的效果。PCR-DGGE结果表明,细菌群落结构分为三大类,对照(CK)和化肥(CF)处理群落结构相似,常规猪粪有机肥(POF)单独一类,两种发酵床熟化垫料有机肥(FOF和ROF)群落结构相似,结果表明施肥能够改变土壤中微生物多样性,施用有机肥(POF、FOF、ROF)对土壤微生物多样性改变的效果比化肥(CF)大;不同来源的有机肥(POF和FOF、ROF)对土壤中微生物区系改变方向不一样,来源接近的有机肥(FOF和ROF)对土壤微生物区系改变方向接近。     

秸秆类材料对土壤Cd、Pb的固定效果

土壤重金属污染及其修复,已成为当今全球共同关注的重大问题。我国秸秆资源丰富,通过秸杆利用降低污染土壤危害,既可以消除污染影响,又能解决秸秆难以无害化处置的普遍难题,符合农业可持续发展的规律。为筛选秸秆利用于土壤重金属污染修复的新材料,探究不同秸秆材料对土壤Cd、Pb活性的影响。结果显示,秸秆粉导致土壤p H值增加,土壤有效态Pb含量显著小于对照,但随着添加剂量增加,土壤有效态Pb含量也显著增加,后期秸秆粉促进土壤Cd的溶出。秸秆灰、秸秆生物炭、秸秆垫料有机肥和秸秆猪粪有机肥均能显著提高土壤p H值,显著降低土壤有效态Cd、Pb含量。不同秸秆材料固定土壤Cd、Pb效果的大小顺序为:秸秆灰秸秆生物炭秸秆垫料有机肥秸秆猪粪有机肥秸秆粉。说明秸秆直接还田可能会为土壤修复带来一定的风险。秸秆灰、秸秆生物炭、秸秆垫料有机肥和秸秆猪粪有机肥均能有效固定土壤Cd和Pb,改善土壤酸性环境,但秸秆垫料有机肥和秸秆猪粪有机肥属于价格经济的秸秆利用新方式的修复材料。     

生物炭和高吸水树脂可改善养殖垫料基质理化性状

【目的】 秸秆常用于养殖业发酵床垫料,用出圈后垫料为主要原料制备的无土栽培基质往往存在保水、透气性差、电导率高等缺陷,限制了其推广应用。本文探讨添加不同比例的生物炭及高吸水树脂 (SAP) 改善该基质的性能,为促进秸秆资源化利用、提高作物产量提供依据。 【方法】 以空心菜 (Ipomoea aquatica Forsk) 为试材进行了盆栽试验。供试基质组成为发酵床垫料堆肥 + 蛭石 + 珍珠岩 + 泥炭 (体积比3∶2∶3∶2),其总氮、磷、钾及速效氮、磷、钾养分含量分别为24.2、8.62、10.1、1.94、0.83和3.72 g/kg。在该基质中添加小麦秸秆制成的生物炭 (600℃) 2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%和16%,以不加生物炭基质为对照,上述基质再裂分为加0.8 g/L SAP和不加SAP两种处理,共18个处理。测定了基质的理化性状,并原位测定了生长过程中基质水分空间分布情况,调查了空心菜的出苗率、生长、养分吸收及产量。 【结果】 随生物炭添加比例的增加,基质总孔隙度、持水量、pH和电导率显著提高。添加SAP后,基质pH和电导率随生物炭添加比例升高的趋势减缓,导致高比例生物炭 (10%～16%) 与SAP联合添加的基质pH和电导率显著低于生物炭单独添加处理 (P < 0.05)。添加SAP后,不同生物炭添加比例下基质的持水量、总孔隙度和通气孔隙度分别增加了13.4%～35.7%、5.8%～10.7%和8.9%～17.9%,且盆钵内水分分布更为均匀,改善了因基质保水性差而造成的水分沉积于盆地的状况。随生物炭添加比例的增加,空心菜出苗率、各项生长指标、根部各项指标和空心菜对氮、磷、钾养分的吸收均表现出先升高后降低的趋势,在10%添加比例下达到最高值,且SAP与生物炭联合添加处理明显高于生物炭单独添加处理。 【结论】 基质中添加10%的秸秆生物炭可有效改善基质的理化性能并提高空心菜产量,与0.8 g/L的SAP配施不仅增强了生物炭的正面效应,同时抑制了高生物炭添加带来的基质pH和电导率的过度升高,二者配施可有效改善基质性能及空心菜的生长状况。      

铅污染对不同生境芦苇体内抗氧化酶系统的影响

为评估不同生境芦苇对铅污染的耐受或抵抗能力,采用盆栽试验模拟淹水和干旱生境,探究铅污染对不同生境芦苇体内蛋白质、丙二醛含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着铅处理浓度增加和胁迫时间增加,芦苇体内丙二醛含量显著增加,但过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性也均显著增强。相同浓度铅处理的干旱生境芦苇体内超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均小于淹水生境芦苇。胁迫60 d,铅处理的两种生境芦苇体内过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均显著增强;胁迫90 d,铅处理的两种生境芦苇体内的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均显著大于对照。说明水生芦苇具有较强的抗氧化能力,超氧化物歧化酶和过氧化物酶在抵抗铅诱导的氧化胁迫中发挥重要作用。     

水葫芦有机肥与化肥配施对青椒生长、产量和氮素利用率的影响

将水葫芦渣与猪粪混合发酵后制成水葫芦有机肥,研究其与化肥的不同配比对青椒生长和产量及氮素利用率的影响。结果表明,在等氮施肥条件下,水葫芦有机肥在低替代率或全量化肥条件下青椒的生物量明显高于水葫芦有机肥高替代化肥条件下青椒的生物量;有机肥的添加能显著促进青椒地下部的生长发育,其中75%有机肥替代化肥处理的植株根系体积及根尖数分别比化肥处理增加了77.87%和56.12%;水葫芦有机肥50%替代化肥时青椒单株产量最高,是单独施用化肥处理的1.6倍;施用化肥或者水葫芦有机肥少量替代化肥处理的青椒植株地上部分氮素含量显著高于其他处理;水葫芦有机肥50%和75%替代化肥的处理其青椒产量及氮肥农学利用率和生理学利用率明显高于单独施用化肥或者有机肥。因此,以水葫芦与猪粪混合制成的有机肥替代化肥的替代率在50%效果最好,最高替代率不宜超过75%。