长期不同施肥处理下有机质含量变化对土壤中多环芳烃降解的影响——以太湖地区黄泥土长期试验为例

采集太湖地区一个水稻土长期肥料试验定位监测田【化肥与秸秆配施（CFS）、化肥与猪粪配施（CFM）、单施化肥（CF）和不施肥（NF）】表层（0．15cm）土壤样品,用高效液相色谱测定了原土中16种多环芳烃（PAHs）含量和培养下外加芘的含量变化。结果显示,无论是PAHs的土壤本底含量还是培养下外加芘残留量,在不同施肥处理间均呈现显著差异;相对于单施化肥（CF）,化肥与有机肥配施下PAHs土壤降解能力显著提高。统计分析表明,增强的有机污染物降解能力与土壤有机质含量变化及其带来的微生物活性的变化有关。因此,长期实行有机无机配施有利于增强土壤的环境功能,促进生态系统健康。     

土壤水分及磷水平对草甘膦农药降解动力学的影响

近年来，草甘膦及其降解产物氨甲基磷酸 (AMPA)在土壤中的持久性及其环境风险日益受到关注。然而，草甘膦与磷酸盐结构相似且带电荷，可能与磷酸盐在土壤颗粒表面产生吸附竞争，进而影响其在土壤中的环境行为及土壤 磷的生物有效性。本研究通过室内控制试验，对不同磷肥施用水平(0，50 mg.kg-1，100 mg.kg-1)及水分条件下 (20%田间持水量 (20FC)，60%田间持水量 (60FC))，黄土中草甘膦农药降解动力学、土壤速效磷及土壤酶活性变化特征进行研究。结果表明：1) 不同磷肥施用及水分条件下，草甘膦农药在喷施初期降解速率较快，后期逐渐减缓；不同磷肥施用水平对草甘膦降解影响不显著，但不同水分梯度对其影响差异显著。其降解产物AMPA的含量随着草甘膦农药的降解而增加，不同磷肥施用水平处理AMPA的含量差异不显著，但不同水分条件下其峰值及变化特征差异显著，即：20FC 条件下到喷施后第14 d达到峰值，而60FC条件下在喷施后第7d 就达到峰值。通过拟合发现，草甘膦残留数量特征符合污染物一级动力学衰减模型，其半衰期分别为 69.3~77.0 d (20FC)和10.5~12.8 d (60FC)。2) 草甘膦农药喷施后，土壤中速效磷含量随草甘膦农药的降解呈现先减小后增大的变化特征，土壤水分对其影响差异显著。此外，草甘膦农药喷施后，磷酸酶活性受到明显抑制，N-乙酰胺基-β-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、亮氨酸酶活性波动较大。不同磷肥施用水平对以上四种土壤酶活性的影响差异不显著，但不同水分梯度对其影响较大。由此表明：黄土中磷水平对草甘膦农药降解特征的影响不显著，但土壤水分状况显著影响草甘膦农药的衰减速率及其降解产物的残留水平；同时，草甘膦农药喷施，对黄土中速效磷及磷酸酶活性的影响较大，可能对土壤P循环及植物利用产生影响。因此，后续研究还应考虑草甘膦与土壤磷组分及相关酶活性的互馈效应，特别是在干旱条件下草甘膦及其降解产物的持久性与土壤健康的关系研究，以期为黄土区草甘膦农药的安全喷施提供科学依据。     

微纳铁活化过硫酸钠降解污染土壤中DDTs的效果研究

作为典型的持久性有机污染物,DDTS尽管已被禁止使用,但由于其稳定的结构,土壤中仍然残留大量的DDTs,亟需开发快速高效的DDTs降解技术。基于此,本文研究了微米尺寸具有纳米单元的铁粉(微纳铁,micro/nano-Fe~Ⅱ)活化过硫酸钠(sodium persulfate,PS)降解场地污染土壤中DDTs的效果,并考察了微纳铁负载量、过硫酸钠浓度、反应时间及氧化-洗脱耦合对DDTs去除效率的影响。研究结果表明:微纳铁能有效活化Ps降解土壤中的DDTs,在Ps浓度为100mmol/L时,DDTs的降解率随着微纳铁负载量增加而增加,当微纳铁升高到44.8g/L时,p,p'-DDT和o,p'-DDT的降解率高达92.2%和95.1%。洗脱-氧化耦合实验中,3种表面活性剂Tween80、Brij35和SDBS,其中Brij35土壤洗脱液中DDTs的降解效率最高,微纳铁和Ps的摩尔比为4:1时,对DDTs有最佳的降解效果。以上研究结果为DDTs的去除提供了一种新的途径,也为其他有机污染场地的修复提供了一类新技术。     

甲氰菊酯在土壤中的降解及对蚯蚓的毒性效应研究

拟除虫菊酯作为全球第三大杀虫剂品种，在农业生产中广泛使用，同时也带来了一系列不利的环境影响。然而，目前有关拟除虫菊酯在土壤环境中的残留行为和风险评估报道较少。以典型拟除虫菊酯类杀虫剂甲氰菊酯(FEN)为研究对象，重点探究其在不同性质土壤中的降解行为以及对典型土壤生物蚯蚓的毒性效应。结果表明，甲氰菊酯在碱性土壤中的降解速度快于酸性土壤，同时在非灭菌土壤中的降解速度为灭菌土壤的4倍。因此，土壤酸碱度和微生物是影响FEN在土壤中降解快慢的主要因素。此外，在降解过程中检测到甲氰菊酯主要代谢物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的生成。蚯蚓富集结果表明，FEN在蚯蚓体内的含量先升高后降低，最大生物富集因子为0.3。亚急性毒性结果表明，高剂量（5 mg?kg-1）甲氰菊酯暴露14 d后，蚯蚓体内蛋白质含量显著降低（P<0.05），细胞色素P450（CYP450）、羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量均显著增加（P<0.05），同时存在剂量效应，证实土壤中残留的FEN对蚯蚓具有毒性效应。本文对甲氰菊酯在土壤环境中的降解行为研究以及生态毒性风险评估具有重要的指导意义。     

外源添加作物秸秆对PAHs污染土壤有机碳矿化和污染物降解的影响

本文通过土壤腐解试验研究外源添加水稻或玉米秸秆对多环芳烃（PAHs）污染土壤CO2-C释放和污染物去除率的影响，同时清晰秸秆腐解中间产物溶解性有机碳（DOC）与土壤PAHs降解的关系。结果表明：秸秆添加处理促进了PAHs污染土壤CO2-C的释放，以玉米秸秆提升效果较好。外源添加秸秆显著增加了土壤DOC含量，且增加幅度随秸秆添加量的增加而增大；水稻秸秆对土壤DOC含量的提升幅度较大。与对照相比，秸秆添加处理下土壤菲、芘残留量均显著降低，菲、芘去除率显著增加，去除效果：玉米＞水稻，高量＞低量，菲＞芘；与对照相比，添加高量玉米秸秆处理（PY15）对土壤菲、芘去除率的增加幅度分别为91.7%和182%。此外，在一定范围内土壤DOC含量与PAHs去除率呈正相关关系。可见，农作物秸秆，尤其是玉米秸秆添加可提升PAHs污染土壤有机碳矿化，亦可在提升土壤DOC含量的同时促进污染土壤PAHs的降解。     

Effect of Plant Growth Promoting Rhizobacteria on Fe Acquisition in Peach (Prunus Persica L) Under Calcareous Soil Conditions

Abstract

The effects of Alcaligenes 637Ca, Agrobacterium A18, Staphylococcus MFDCa1, MFDCa2, Bacillus M3 and Pantoea FF1 were tested on peach cv. ‘Elegant Lady’ on GF677 and Nemaguard rootstocks. Average increases in citric, malic, oxalic, butyric and fumaric acid in the leaf were obtained from rhizobacterial root inoculations of 33.1, 17.5, 21.7, 26.5, and 44.7% in Elegant Lady/Nemaguard, respectively. FF1 showed the highest FC-R activity in the roots of Nemaguard (112.4?nmol?FW?gr^?1?hr^?2) and GF677 (162?nmol?FW?gr^?1?hr^?2). The highest FC-R activity in the leaf was with MFDCa2 in Elegant Lady/Nemaguard (57.1?nmol?FW?gr^?1?hr^?2) and 637Ca in Elegant Lady/GF677 (87.9?nmol?FW?gr^?1?hr^?2). PGPR strains used in this study expressed increased leaf organic acid content, FC-R activity in the roots and leaf, increased active Fe content in the leaf, and possessed a great potential for the improvement of iron availability to plants.     

QuEChERS结合高效液相色谱-串联质谱法测定土壤中11类47种药物残留

本文建立了一种QuEChERS结合高效液相色谱–串联质谱(UPLC-MS/MS)同时测定土壤中11类47种药物残留的分析方法。试验考察不同色谱柱和流动相对47种药物的分离效果,探究不同pH的EDTA-Mcllvaine缓冲液和净化填料对目标化合物的提取和净化效果,实现了对土壤中多类药物的定量分析。47种药物在对应线性范围内均呈现较好的线性关系(r≥0.995);方法的检出限为0.1 ~ 2.5 μg/kg,定量限为0.5 ~ 8 μg/kg;3水平加标试验的回收率为61.1% ~ 117.0%,相对标准偏差为1.9% ~ 11.4%。该方法适用于土壤多组分准确高通量定量分析,检出限、回收率、准确度均符合分析要求,为土壤中多种药物的赋存底数和潜在风险研究提供技术支撑。     

棕壤小白菜施镍生物效应及临界值

利用盆栽试验,研究了棕壤土施镍(Ni)对小白菜生长发育及矿质营养吸收与积累的影响,并通过小白菜生物量、地上部茎叶Ni含量及土壤有效态Ni含量的变化确定了土壤Ni污染的毒性临界值。结果表明,土壤施Ni量在0~25mg/kg范围,小白菜生物量随施Ni量的增加而增加,施Ni量>25mg/kg,随施Ni量增加,生物量呈极显著下降。小白菜茎叶和根系中矿质营养吸收与Ni含量表现为一定的协同或拮抗关系。以生物减产量突变点为依据,确定棕壤土施Ni毒害临界值为:土壤全量Ni为66.36mg/kg,有效态Ni含量为6.21mg/kg(DTPA)和茎叶Ni含量为16.40mg/kg。     

小浪底运行对黄河三角洲水沙变化规律的影响机制

采用统计资料分析与实践探讨相结合的方法,对利津水文站水沙数据进行一系列分析,并在此基础上探讨小浪底对水沙变化的影响机制。结果表明:小浪底调水调沙作用改变了水沙的年内分布,汛期始期提前至6月,结束期延长至11月,汛期与非汛期间的差异变小,水沙量年内分布趋于均匀,但总体上年水沙量较天然条件下分别偏少27.4%,72.1%;小浪底通过调节水沙配置,使水沙比和来沙系数趋于正常化和合理化(0.01t/m3,0.01kg.s/m6),水沙搭配关系得到明显改善,对黄河三角洲(黄三角)河口沙嘴和海岸动态平衡的保持意义重大;小浪底使黄河三角洲全年保持一定的流量和3 000～4 000m3/s的洪峰量,有效遏制了断流的发生,并且使泥沙组成明显粗化。     

冻融对黑土中氧化铁形态及其活性的影响

以东北地区典型黑土为研究对象,通过人工控温,室内模拟方法(-30℃冻结24 h、20℃融化24 h,作为一个周期,共0、1、3、6、9,5个冻融交替梯度,含水量分别为田间持水量的10%、40%、70%、100%、120%)对比研究了冻融交替下土壤中不同形态氧化铁的含量及其活性变化。结果表明:冻融次数对游离氧化铁、无定形氧化铁和晶质氧化铁含量的影响均达到极显著水平(P0.01)。随着冻融次数的增加,游离氧化铁和晶质氧化铁含量的变化趋势相似,均表现出先降低后上升的趋势,无定形氧化铁含量呈波动式的变化趋势。黑土氧化铁中无定形氧化铁含量对冻融处理最为敏感,可以作为冻融处理对土壤氧化铁影响大小的一个较好的指标。冻融显著影响黑土氧化铁的活化度和晶胶比,随着冻融次数的增加,活化度和晶胶比均表现为波动式的变化趋势。     

The Effect of Sulfur and Urea on the Heavy Metal Extraction by African Wild Sunflower (Tithonia diversifolia) in an Artificially Contaminated Soil

The research evaluated the comparative effect of two media of soil acidification on lead (Pb), cadmium (Cd), and zinc (Zn) extractive ability of Tithonia diversifolia in alkaline soil. Application of both amendments increased the solubility of the metals. Sulfur (S) addition was more effective at reducing the soil pH compared with the addition of urea. Lead and cadmium uptake by the plant was significantly higher in the urea treatments compared with sulfur treated soils. Generally, the addition of urea resulted in a higher amount of lead and cadmium in the plant parts. The acidification effect due to S addition was too high for the plant to perform optimally. The addition of S increased the uptake of Zn by the plant compared with the effect of adding urea. The complimentary effect of N addition with the soil acidification enhanced metal uptake. Tithonia diversifolia was classified as a hyper accumulator of metals.