不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合(施用总量为4500kg hm-2)施加于Cd污染稻田土壤,根据混合比例不同设置CK(常规种植)、T1(1∶7∶4)、T2(3∶5∶4)、T3(4∶4∶4)和T4(6∶2∶4)共5个处理,探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明:4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量,较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积,籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%,T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准(G B27622017,Cd≤0.2mg kg-1)。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532,均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90,钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异,T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析,T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳,且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。     

腐殖酸-高岭石胶体对铀(VI)在饱和多孔介质中迁移过程的影响

为探讨可溶性有机质存在条件下黏土矿物胶体对铀（VI）在饱和多孔介质中迁移的影响,选取2种石英砂（细砂和粗砂）分别构建均质构型的石英砂柱,研究了饱和水流条件下腐殖酸存在时高岭石胶体对铀在2种不同粒径石英砂中迁移的影响。结果表明,示踪溶质在2种均质石英砂柱中的穿透曲线相似且分布对称。当在石英砂柱中只通入铀（VI）溶液时,铀（VI）在2种粒径石英砂柱中的穿透量均较小（<25%）,此时大量的铀（VI）通过络合作用吸附在石英砂表面上。当通入溶液中存在腐殖酸和高岭石胶体时,铀（VI）在2种石英砂柱中的穿透量增加,且在600~850 μm石英砂中（58.36%）比250~425 μm石英砂中（42.68%）穿透量更多。这充分表明腐殖酸—高岭石胶体和石英砂粒径是影响铀（VI）在地下环境中迁移的重要因素。     

生物炭和乙醇改性生物炭对铜的吸附研究

为研究生物炭和乙醇改性生物炭的特性及其对铜的吸附能力,选取小麦秸秆为原料,在300、450、600℃条件下热解制备生物炭,用于研究乙醇改性生物炭的产油率、生物炭和乙醇改性生物炭的表面官能团变化、亲水性能及其对Cu~(2+)的吸附特性。结果表明:乙醇改性生物炭产油率随热解温度升高而增加。生物炭和乙醇改性生物炭不同温度接触角范围为122.6°~89.3°和96.0°~68.7°,乙醇改性生物炭亲水性明显高于未经改性生物炭。生物炭和改性生物炭对Cu~(2+)的吸附符合二级动力学模型,生物炭吸附速率常数达1.535 g·mg~(-1)·h~(-1),乙醇改性生物炭为1.073 g·mg~(-1)·h~(-1)。二者对Cu~(2+)的等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,生物炭和乙醇改性生物炭最大吸附量分别为44.3 mg·g-1和41.7 mg·g-1,说明使用乙醇萃取生物炭生物质油后,仍能保持90%左右的Cu~(2+)吸附效率。     

离子强度和腐植酸对高岭土协同磺胺二甲基嘧啶迁移的影响

为探讨土壤环境条件对粘土矿物协同磺胺二甲基嘧啶(SM2)迁移的影响,选取高岭土胶体与SM2作为主要实验材料,通过土柱淋溶实验,研究了高岭土与SM2共同迁移的相互影响,不同离子强度下高岭土协同SM2迁移情况以及高离子强度下腐植酸对高岭土协同SM2迁移的影响。研究结果显示:当离子强度为0.1 mmol·L-1时,高岭土悬浊液加入0.25 mg·L-1SM2后,高岭土胶体的穿透曲线峰值从76%降为70%,表明SM2对高岭土迁移影响很小,略有抑制;SM2悬浊液加入高岭土后,SM2穿透曲线峰值从5.4%增大到50%,表明高岭土可以显著促进SM2的迁移;随着溶液离子强度增强,高岭土的穿透曲线峰值依次为70%(离子强度0.1 mmol·L-1)、27%(1 mmol·L-1)、3%(10 mmol·L-1),SM2的穿透峰值依次为50%(离子强度0.1 mmol·L-1)、48%(1 mmol·L-1)、17%(10 mmol·L-1),表明随着溶液离子强度增强,高岭土迁移量及高岭土协同SM2迁移量显著降低;当溶液离子强度为10 mmol·L-1时,加入8 mg·L-1腐植酸后,高岭土的穿透曲线峰值从3%增长至57%,SM2的穿透曲线峰值从17%增长至50%,表明当溶液离子强度较高时腐植酸可以促进高岭土协同SM2迁移。     

溶液初始pH值及裂解温度对玉米秸秆基生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

以玉米秸秆为原料,在300、450℃和600℃下裂解得到3种生物炭,通过批处理实验讨论了溶液初始pH值和裂解温度对玉米秸秆及其生物炭吸附Cr（Ⅵ）的影响,并用吸附动力学模型和等温吸附模型对实验结果进行拟合。结果表明：对于同种吸附材料而言,溶液初始pH值越低,玉米秸秆及其生物炭对Cr（Ⅵ）的吸附量越大;当溶液初始pH值为3或5时,对Cr（Ⅵ）的吸附性能大小顺序为：玉米秸秆 > 生物炭300℃ > 生物炭450℃ > 生物炭600℃;当溶液初始pH=1时,对Cr（Ⅵ）的吸附性能大小顺序为：生物炭300℃ > 玉米秸秆 > 生物炭450℃ > 生物炭600℃,且生物炭300℃对Cr（Ⅵ）的最大吸附量约为141.24 mg·g^-1。可见,溶液初始pH值越低,生物炭的裂解温度越低,越有利于生物炭对Cr（Ⅵ）的吸附。     

土壤水汽吸附曲线的模拟及其滞后效应

准确模拟土壤水汽吸附曲线对于研究土壤与水分子之间的相互作用机理及预测土壤中挥发性有机气体的运移有重要意义。选择了中国不同地区七种典型土壤,评价了GuggenheimAnderson-deBoer(GAB)模型对水汽吸附和解吸曲线的模拟效果,并就水汽吸附行为的影响因素、水分子与土壤颗粒的相互作用机制进行了讨论。结果表明,对于七种供试土壤的水汽吸附和解吸曲线,GAB模型均方根误差小于0.000 7,决定系数大于0.995。相比土壤水汽解吸附过程,水汽吸附过程土壤的单层吸附水含量较低,而纯液态和单层吸附的水分子自由焓差较高。水汽吸附与解吸附过程中土壤单层水含量和滞后指数与有机碳含量呈极显著的正相关关系,而与黏粒含量的相关性受矿物类型的影响。     

根系分泌物典型组分对生物炭胶体稳定性和迁移能力的影响

根系分泌物是可溶性有机质的主要来源,能够在一定程度上影响胶体在多孔介质中的稳定性和迁移行为。随着生物炭的广泛应用,探究土壤中的根系分泌物对生物炭胶体在地下环境中稳定性和迁移能力的影响非常重要。通过室内聚集和迁移实验探究了根系分泌物的典型组分半乳糖（Gal）、赖氨酸（Lys）以及乙酸（AcOH）对小麦生物炭（WB）和松树木屑生物炭（PB）胶体的稳定性和迁移特性的影响。结果表明：典型根系分泌物组分浓度高低对生物炭颗粒ζ电势具有一定的影响。半乳糖和赖氨酸浓度较低时,其对生物炭胶体聚集和迁移影响较小,难以对生物炭的环境行为造成显著影响;但是乙酸可以明显降低生物炭胶体在NaCl溶液中的稳定性,抑制生物炭胶体在多孔介质中的迁移能力。这可能是因为乙酸中有机酸阴离子容易与生物炭表面含氧官能团形成氢键,增加了生物炭对乙酸的吸附,降低了生物炭胶体的稳定性。     

人造湖对毗邻退化草地土壤含水量、电导率和pH的影响

湖泊作为湿地生态系统的一种重要组成,具有保护和改善生态系统环境的生态效应。以毗邻人工湖的持续放牧的退化草地为研究对象,评估人工湖泊对退化草地土壤理化性质的影响,为改善退化草地提供理论依据。试验结果如下: 1) 毗邻退化草地土壤理化性质对人工湖在距离和深度上产生不同的响应。土壤含水量在距离上随着离湖距离的增加显著降低,0~10 cm土层含水量从距湖10~600 m,降幅分别达到50%(2014年)、48%(2015年)和58%(2016年)。土壤pH则表现相反的趋势。土壤电导率(EC)在距离上先升高,在距湖100 m处达到最大后降低。土壤水分、pH和距离有显著的线性关系,在0~10 cm土层相关系数分别达到70%和50%。2) 在建成湖的3年(2014-2016年)间,表层(0~10 cm)土壤随着建湖年限的增加土壤电导率显著降低,其中距湖10 m处,2016年相对2014年降低了59%。下层土壤(特别是20~40 cm土层)随着建湖年限的增加土壤电导率显著升高,说明土壤盐分自建湖后从表层向下层运移。上层土壤的pH在年际间有显著的降低趋势。综上所述,表明在退化草地上建造人工湖泊后对退化草地的土壤理化性状产生一定的积极作用。     

人造湖对毗邻退化草地土壤含水量、电导率和pH的影响

湖泊作为湿地生态系统的一种重要组成,具有保护和改善生态系统环境的生态效应。以毗邻人工湖的持续放牧的退化草地为研究对象,评估人工湖泊对退化草地土壤理化性质的影响,为改善退化草地提供理论依据。试验结果如下:1)毗邻退化草地土壤理化性质对人工湖在距离和深度上产生不同的响应。土壤含水量在距离上随着离湖距离的增加显著降低,0~10cm土层含水量从距湖10~600 m,降幅分别达到50%(2014年)、48%(2015年)和58%(2016年)。土壤pH则表现相反的趋势。土壤电导率(EC)在距离上先升高,在距湖100m处达到最大后降低。土壤水分、pH和距离有显著的线性关系,在0~10cm土层相关系数分别达到70%和50%。2)在建成湖的3年(2014-2016年)间,表层(0~10cm)土壤随着建湖年限的增加土壤电导率显著降低,其中距湖10 m处,2016年相对2014年降低了59%。下层土壤(特别是20~40cm土层)随着建湖年限的增加土壤电导率显著升高,说明土壤盐分自建湖后从表层向下层运移。上层土壤的pH在年际间有显著的降低趋势。综上所述,表明在退化草地上建造人工湖泊后对退化草地的土壤理化性状产生一定的积极作用。     

非均质性对保守溶质及蒙脱石胶体在饱和多孔介质中运移的影响

选取2种粒径玻璃珠构建6种不同构型的柱子(2个均质和4个非均质),研究了饱和条件下多孔介质构型对保守溶质和蒙脱石胶体运移的影响。结果表明:在2种均质介质中,保守溶质的穿透曲线相似且对称,蒙脱石胶体在大粒径玻璃珠中的移动性更强。当介质中存在大孔隙通道时,优先流现象的出现会加速保守溶质和蒙脱石胶体的迁移,大孔隙通道与周围介质交界面越大保守溶质和蒙脱石胶体的拖尾现象越明显且穿透峰较低。在大、小粒径玻璃珠均匀混合填装的柱子中,保守溶质穿透曲线形状与均质柱子相似,蒙脱石胶体的移动性介于大、小粒径玻璃珠均匀填装的柱子之间。蒙脱石胶体在玻璃珠分层填装的柱子中,大粒径与小粒径交界面区域会有更多的蒙脱石胶体滞留。研究表明非均质性对保守溶质和蒙脱石胶体在土壤和地下环境中的运移过程有重要的影响。