全氟烷基酸类在土壤中的吸附解吸及淋溶行为研究

为探讨不同碳链长度全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在土壤中的吸附解吸及淋溶行为,分别利用批量平衡法和土柱实验方法研究了8种PFAAs在潮土和黑土的吸附解吸及淋溶特性。结果表明,PFAAs在土壤中的吸附和解吸在24 h内均能达到平衡,解吸存在迟滞性,PFAAs在土壤中的吸附和解吸等温线符合Freundlich模型(R20.900),Kf在1.44~282之间;潮土对PFAAs的吸附能力强于黑土,土壤对全氟烷基磺酸的吸附能力优于全氟烷基羧酸,且碳链越长,越容易被吸附;土壤有机质含量、粒径分布及溶解性有机质共同影响土壤对PFAAs吸附能力。土柱实验表明,超过97%的短链PFAAs可被淋出;随着碳链延长,土壤对PFAAs截留能力增加,淋出时间延长,累积淋出率降低;PFAAs在潮土和黑土土柱中的淋溶行为具有明显的差异,黑土土柱淋出液中PFAAs浓度变化小于潮土土柱;溶解性有机质能够改变PFAAs的相对淋溶曲线的形状,对短链PFAAs的淋溶具有促进作用,同时抑制了全氟辛烷羧酸和全氟己烷磺酸在土层中的向下迁移。研究表明,目前广泛采纳的短链替代品在土壤中有较强的移动性,对地下水具有潜在的风险。     

模拟农药莠去津在原状土柱中的运移(英文)

[目的]研究莠去津在原状土柱中的运移,判断其在土壤中的移动性及其对地下水的危害性。[方法]在相隔依次为6.5、8.5和6.5m的A、B、C、D4个地点的20～73cm深处,采集直径为25cm的原状土柱。土柱上端用马氏瓶供水,进水水头稳定保持在土柱土壤表面上2cm处。土柱底部以透水金属盘承托,金属盘中心为出水口。用量为大约10倍孔隙容积的去离子水饱和土柱,随后向其投放含不同质量浓度的莠去津和溴化钾溶液,用溴化钾作示踪剂来标记土柱中水分的运动。用CXTFIT软件模拟莠去津的穿透曲线、率定吸附和降解参数,并与批次试验所得相应参数进行比较。[结果]莠去津到达约53cm深土柱底部的浓度可达到初始浓度的20%～42%,说明其弱吸附和弱降解使得其污染浅层地下水的可能性很大。土壤的渗透性影响土壤水分运动,是影响莠去津运移的重要因素。CXTFIT的两区和两点模型均能较好地模拟莠去津的穿透曲线,4个原状土柱中平均不可动水体含量约为7%。两点模型拟合效果更好,主要表现在穿透曲线的尾部。据此推测莠去津的非平衡运移部分可描述为化学非平衡。[结论]土柱试验和批次试验得到的吸附参数和降解参数都存在空间差异,但是基本处于同一数量级。因此,如果试验条件控制得当,可以结合土柱试验和批次试验的结果进行大尺度莠去津运移模拟和预报。     

污水灌溉条件下Cu在农田土壤中的运移及其模拟研究

通过土柱模拟试验,分析污水灌溉条件下Cu在我国7种典型农田土壤中的迁移趋势及其对浅层地下水的污染风险.试验用添加含有Cu(20 mg·L-1)的人工污水以相当于水作4年、旱作10年的灌溉量(20 L)进行土柱淋溶实验,并应用Hydrus-1D软件对Cu在土壤中的运移进行模拟分析.结果表明:黑土、黄潮土和黄绵土对Cu的吸附性能很强,淋出液中Cu浓度低于地下水水质Ⅱ类标准,污水灌溉风险较低,进入土壤中的Cu主要积累在0～5 cm表层,确定性平衡模型(DEM)可以对Cu在黑土、黄潮土和黄绵土土壤剖面中的分布进行拟合;红壤、灰潮土和2种水稻土对Cu的吸附能力相对较弱,进入土壤的Cu含量超过了土壤对它的吸持固定能力,Cu在较短时间里即可穿透土体,对地下水及环境造成潜在危害,污水灌溉风险较大,化学非平衡两点模型(TSM)对Cu在红壤、灰潮土和2种水稻土中的运移有较好的拟舍效果.从Cu在不同农田土壤中的迁移分布及拟合过程来看,土壤对Cu的吸附性能是决定Cu在土壤中迁移的最重要因素,它从宏观上决定了Cu在土壤中迁移、积累的全过程,也是导致污水灌溉条件下Cu在7种农田土壤中迁移差异性的根本原因.     

新疆几种耕地土壤钾吸附与解吸特性研究

采用连续液流法研究新疆 6种不同土类的耕地土壤 K 吸附与解吸的动力学特性。结果表明 :1不同土类土壤 K 吸附与解吸的反应平衡时间有很大不同 ,其中 ,水稻土、灰漠土达到吸附和解吸的平衡时间与灰钙土达到解吸平衡的时间比其它土类达到平衡的时间要长 ,且平衡以后 ,K 的吸附量或解吸量仍有明显的增加。 6种土类的吸附、解吸时间及平衡吸附、解吸量同土壤粘粒含量有关。 2平衡前不同时段的吸附、解吸速度和吸附、解吸率与反应时间 lnt有极显著的线性相关 ,且与土壤粘粒含量密切相关。 3一级反应方程是描述土壤 K 吸附与解吸反应的最佳动力学模型     

不同硒源对小麦生长、硒吸收利用以及玉米后效的影响

湖北恩施蕴藏有丰富硒矿资源。为了明确植物对硒矿及土壤中几种常见硒形态的吸收利用差异,通过土培试验,研究了不同硒源(亚硒酸盐、硒酸盐、硒矿及硒粉)对小麦生长及硒吸收分配的影响,并分析了其对小麦后茬作物玉米的后效。结果表明,施用硒酸盐、亚硒酸盐及硒粉对小麦各部位生物量无显著影响,施用硒矿显著增加了小麦生物量,其增幅可达11.56%。小麦对不同硒源的吸收能力为硒酸盐亚硒酸盐硒矿硒粉,不同硒源处理下硒向小麦地上部的转移能力为硒酸盐硒矿硒粉亚硒酸盐。施用硒矿、亚硒酸盐、硒酸盐以及硒粉后小麦籽粒中硒含量的比例为1∶2.95∶19.19∶0.15,其后效在玉米地上部硒含量的比例为1∶1.96∶6.44∶0.07,由此表明硒矿在玉米后效上与亚硒酸盐和硒酸盐处理的差距显著缩小,硒粉则难以被作物吸收利用。总的来看,硒矿对作物生长的改善能力最强,而且具有相对持久的后效。     

纳米-亚微米材料对土壤中速效钾重力方向运移的影响机制研究

基于室内一维土柱入渗试验,采用黄壤土表层均匀添加不同含量表层煤纳米-亚微米材料(质量含量分别为0、0.004%、0.020%、0.040%、0.100%),研究了纳米-亚微米级材料对黄壤土的速效钾在重力方向的运移规律。结果表明,纳米-亚微米级材料对黄壤土中速效钾在重力方向的运移有明显影响。在培养时间内,试验组的速效钾含量均保持小幅度平稳变化,无较大波动。纳米-亚微米材料起到了缓释作用。土壤中的钾离子极其容易流失,钾离子迁移主要受水分迁移及土壤胶体吸附作用的影响。添加纳米-亚微米材料的土壤具有较强的保水性和吸附性,使得水分及速效钾大量吸附于此。     

柱淋溶中溴离子排斥对测定土壤孔隙容积的影响

土柱淋溶实验中，溴离子通常作为一个孔隙容积淋出液的常规标记物。本研究用溴标记方法，在实验室对英格兰Ｓｏｎｎｉｎｇ土系的土壤进行填装土柱的饱和淋溶试验。结果表明，与标准氚标记水淋溶的氚峰相比，溴离子的淋溶速度比预期的要快。因此推测，由于溴离子在Ｓｏｎｎｉｎｇ土系的土壤中可能发生阴离子排斥现象，故不宜作为估算水分孔隙容积的示踪物。土壤对溴离子的吸附实验也部分证实了上述结果。     

不同种植年限设施蔬菜土壤的理化性质及对供磷能力的影响

研究不同种植年限设施蔬菜土壤养分和磷库的变化及磷吸附-解吸的能力,旨在为设施蔬菜合理施用磷肥提供理论依据。通过采集蔬菜典型生产区种植5、28年土壤以及临近的水稻土和自然条件下原状背景土的0～20、20～40 cm土层的土壤样品,测定土壤主要理化性质;利用Hedley磷分级法分析土壤磷库变化。选取安徽省和县的2种典型土壤,探究土壤磷的吸附-解吸特性以及与土壤理化性质之间的关系。结果显示,设施蔬菜土壤的养分含量显著高于水稻土与背景土,但pH值显著低于后者。种植28年设施蔬菜表层(0～20 cm)土壤的全磷、有效磷含量分别为4.16 g/kg、380.22 mg/kg,与种植5年的土壤相比分别提高232%、138%,且NaHCO₃-P、NaOH-P、HCl-P逐渐成为主要的磷库,而NaOH-Po组分含量显著下降。随种植年限的延长,土壤磷的吸附能力下降而解吸能力增加,亚表层(20～40 cm)土壤有效磷含量增加。相关分析结果表明,土壤C/P、N/P、pH值、有机质含量、有效磷含量是决定土壤最大缓冲容量(MBC)的主要因子;土壤磷吸附能力与C/P、N/P、NaOH-Po含量...     

通辽地区4种典型土壤对铅、汞、镉和砷的吸附解吸特征

为明确铅、汞、镉和砷在通辽地区土壤中的吸附-解吸特征,采用批量平衡法,研究通辽地区4种典型土壤(草甸土、盐碱土、风沙土和栗钙土)对Pb(Ⅱ),Hg(Ⅱ),Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附-解吸行为,并分析影响吸附与解吸的因素。结果表明:1)Langmuir模型适合描述Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这4种土壤中的吸附特征,Freundlich模型适合描述Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)在这4种土壤中的吸附特征。2)4种土壤对重金属离子的吸附顺序是Pb(Ⅱ)Hg(Ⅱ)Cd(Ⅱ)As(Ⅴ);4种土壤对4种重金属的吸附能力不同,对Pb(Ⅱ)的吸附量顺序是栗钙土盐碱土草甸土风沙土,对Hg(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量顺序是草甸土栗钙土盐碱土风沙土,对As(Ⅴ)的吸附量顺序是栗钙土草甸土盐碱土风沙土。3)二次幂函数可以较好地拟合重金属离子解吸量与吸附量的关系。4)4种土壤对4种重金属离子解吸量顺序是As(Ⅴ)Cd(Ⅱ)Pb(Ⅱ)Hg(Ⅱ);不同土壤对同一重金属离子的解吸量不同,对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量为:风沙土盐碱土栗钙土草甸土,对于Hg(Ⅱ)的解吸量为:风沙土草甸土盐碱土栗钙土,对于As(Ⅴ)的解吸量为:风沙土盐碱土草甸土栗钙土。通辽地区4种典型土壤对铅、汞、镉和砷4种重金属的吸附、解吸行为是不同的。     

植物硒转运蛋白的研究进展

硒是哺乳动物、细菌等许多生物的必需微量元素,也是植物生长发育的有益元素。植物主要吸收土壤中的硒酸盐和亚硒酸盐,经进一步代谢成为人类所需硒的直接或间接来源。研究表明,植物主要利用硫酸盐转运蛋白吸收硒酸盐,而吸收亚硒酸盐的方式还不太清楚。最近的研究结果发现,水孔蛋白及阴离子通道蛋白等参与亚硒酸盐的吸收,且受到多种因素调控,如呼吸抑制剂、代谢抑制剂、pH值、硝酸盐、磷酸盐及谷胱甘肽等。对近几年植物硒转运蛋白的研究结果进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。     

富硒土壤硒含量及其与土壤理化性状的关系——以江西丰城为例

为了解富硒土壤的硒含量及其分布特征,明确土壤硒与主要土壤性状指标的关系,选择江西丰城地区不同硒水平的水田和旱作农田,于2014年9月选取了14个村落于作物收获后布设土壤剖面采样点。在0~100 cm的土壤剖面进行分层(20 cm)取样,测定土壤全硒含量及主要理化性状。结果表明,丰城地区农田土壤(0~20 cm)全硒平均含量(算术平均值)为0.49 mg·kg~(-1),41.2%的农田土壤高于0.4 mg·kg~(-1),99%高于0.125 mg·kg~(-1)。1 m剖面中土壤硒含量在0~20 cm最高,硒含量随着土壤深度的增加而逐渐降低,且在60 cm以下基本保持不变。富硒条件下,水田土壤硒含量在0~40 cm土层上显著高于旱地土壤;非富硒条件下,二者的全硒含量在1 m土体上无显著差异。土壤有机质含量对土壤全硒含量有决定性影响,而黏粒仅对水田土壤硒有显著影响。p H对土壤全硒含量呈现抑制作用,而土壤总铁、总铝和阳离子交换量对土壤全硒呈现富集效应。研究表明,在富硒地区,水田比旱地更有利于土壤硒的积累,提高土壤肥力水平对增加土壤硒含量有显著作用。     

江西井冈蜜柚种植区果园土壤肥力现状及区域分布特征

为探究江西井冈蜜柚种植区果园土壤肥力现状及区域分布特征,在江西省井冈蜜柚110个主产果园采集表土层(0～20cm)、亚表土层(20～40 cm)和底土层(40～60 cm)土壤,运用ArcGIS技术、相关性分析和主成分分析,对土壤pH、有机质及养分含量等12项土壤肥力指标进行系统分析。结果表明：果园表层土壤pH值为4.00～7.38,土壤有机质和碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、交换性镁含量分别为7.85～32.71 g·kg^-1和45.50～318.50、1.99～146.11、26.96～306.08、0.36～16.47、15.00～219.63 mg·kg^-1;有效铜和交换性钙含量分别低于7.91 mg·kg^-1和658.88 mg·kg^-1;果园土壤肥力指标含量随土壤深度增加而降低;总体上,种植区表层土壤pH分布呈中部高四周低的格局,有效磷含量与之相反,有机质含量西部高东部低,微量元素含量南部低北部高。相关性分析表明,表层土壤pH与交换性镁含量呈显著正相关,交换性镁含量与交换性钙、有效锌、全...     

新疆伊犁州农用土壤中Cu和Zn的含量分布

调查研究了新疆伊犁州土壤中Cu 和Zn 的含量水平,为该地区绿色食品和有机食品的基地建设提供指导。在新疆伊犁州8县采集了600 个农用表层土壤样品,应用AAS 分析测定了土壤样品中Cu 和Zn 含量。结果表明,采集的伊犁州农用土壤中Cu 和Zn 的平均含量分别为28.68、83.17 mg·kg^-1,范围值分别为11.07~59.90、39.58~160.40 mg·kg^-1,其中Cu 约有85%的数据分布在20~40 mg·kg^-1之间;Zn有90%分布在60~110 mg·kg^-1之间。另外,8 县中特克斯县土壤中的Cu 含量普遍较其他县高;而Zn 在8 县的差异不大。所有检测的土样样品中Cu和Zn 的含量均没有超过国家土壤环境质量标准中二级标准(GB 15618-1995),但是Cu 和Zn 含量均值比伊犁州背景值分别增高了7%和21%。此外,伊犁州土壤中Cu 和Zn 的含量水平均符合我国有机产品标准(GB/T19630-2011)和绿色食品产地环境质量标准(NY/T 391-2013)对产地环境的要求。     

福建省蔬菜产地土壤汞污染状况及其影响因素

研究了福建省12个县(市、区)郊区部分菜地土壤的汞污染状况,讨论了影响土壤汞累积及汞有效性的主要土壤学性质.结果表明:调查的菜地土壤全汞含量范围为0.038~1.81 mg·kg^-1,其中有33.04%的土壤全汞含量超出国家土壤环境质量二级标准.土壤全汞含量与土壤粘粒、粉粒、有机质含量及CEC之间均呈极显着的正相关,说明这些土壤性质有利于汞在土壤中的累积.土壤有效汞含量范围为0.003~0.095 mg·kg^-1,与土壤全汞含量之间呈极显着的线性正相关.土壤汞有效度随土壤有机质的增加而降低,表明有机质是影响土壤汞有效性的主要土壤学性质.     

有机质的去除对磷酸盐稳定土壤铅的影响

为明确土壤有机质的去除对磷酸盐稳定化处理铅污染土壤反应效率的影响,通过马弗炉高温煅烧和双氧水氧化两种不同方法去除铅污染土壤中的有机质,分别在去除有机质前后的含铅污染土壤中添加7个不同P/Pb摩尔比的磷酸二氢钾进行稳定化试验,对稳定化处理后的土壤进行铅毒性浸出(TCLP)、有效磷含量和铅形态分布特征的分析。结果表明:经过马弗炉煅烧和双氧水氧化后土壤有机质的去除率分别为97.2%和11.3%,两种方法去除有机质后土壤中铅提取含量分别升高了43.4%和75.8%;当磷酸二氢钾的添加量达到P/Pb摩尔比为1.2时,去除有机质前后土壤中有效铅含量均降到1.0 mg·L^-1以下,原始土壤及用马弗炉和双氧水去除有机质的土壤中有效铅含量分别为0.4、0.8、0.5 mg·L^-1,有效磷含量分别为68.0、87.0、70.0 mg·kg^-1;原始土壤和去除有机质土壤中的铅以残渣态为主要赋存形态,去除有机质后土壤中有机结合态的铅减少。土壤有机质的去除能改变土壤中铅的生物有效性,影响铅污染土壤的稳定化效果,增大环境释放的风险。     

贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤Ni污染及农作物健康风险评价

为研究贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区采矿活动对周围土壤和农作物的影响,以小竹流水和团山堡矿点为研究区域,采集矿点周围表层土壤(旱地土和水稻土)和农作物样品共51个,分析其Ni含量特征,并分别采用地累积指数法和危险商法对土壤Ni污染程度和农作物Ni健康风险进行评价。结果显示:矿区旱地土和水稻土Ni平均含量分别为157.1 mg·kg~(-1)和197.0 mg·kg~(-1),两种类型土壤均具有高Ni含量特征;6种农作物(水稻、玉米、甘薯、白菜、辣椒和萝卜)样品Ni含量范围为0.36～59.97 mg·kg~(-1),除玉米外其余农作物平均含量均超过《食品卫生理化检验标准手册》收入的Ni标准限量。地累积指数法评价结果显示,矿区旱地土和水稻土均受到不同程度的Ni污染,污染程度主要为轻度污染至中度污染-重度污染,部分土壤达到重污染。农作物Ni健康风险指数表明,各农作物的Ni摄入量均小于暴露参考计量,对应的健康风险指数均小于1,表明单独食用其中一种农作物对成人和儿童造成的Ni健康风险较小。如果同时食用这6种农作物,成人和儿童的Ni健康风险指数均大于1,存在一定的健康风险。本研究的评价结果表明,矿区土壤中Ni受到牛蹄塘组底部黑色页岩风化及Ni-Mo矿开采的影响,存在一定程度的Ni污染,并对周围居民造成了一定的健康风险。     

螯合剂和鼠李糖脂联合淋洗污染土壤中Cd

采用pH为4.31的土壤,制备3种Cd浓度水平的模拟污染土壤,研究了螯合剂和鼠李糖脂对土壤中Cd的淋洗特征,探讨了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和鼠李糖脂联合淋洗土壤中Cd的形态变化。结果表明,在淋洗剂浓度为0.025 mol·L~(-1)、初始pH为7时,EDTA、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和柠檬酸(CIT)淋洗分别在220、140、60 min达到平衡,EDTA的淋洗效果最好,其对0.38、0.69、0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤的最大淋洗率分别达到93.16%、93.62%和94.09%;淋洗过程符合准二级动力学模型,淋洗速率常数表现为0.38 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.69 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤。当EDTA和鼠李糖脂(浓度均为0.025 mol·L~(-1))的体积比为1.5∶1时,3种土壤中Cd的淋溶率分别为85.45%、89.25%和93.88%,淋洗平衡时间为50 min。EDTA和鼠李糖脂联用能够有效淋洗污染土壤中的交换态、碳酸盐结合态和有机结合态Cd,可能的作用机制是EDTA的螯合作用和鼠李糖脂的胶束增溶作用产生的协同效应。     

长期施肥对土壤重金属积累和有效性的影响

以红壤稻田和红壤旱地长期定位施肥试验土壤为材料,对长期施肥后土壤Cu、Zn、Pb和Cd的含量及其有效性进行了研究,旨在为常规农业管理条件下农田重金属污染提供更多可靠及有用信息。结果表明:红壤稻田土壤Cu、Zn、Pb含量分别为27.2~34.4、83.8~96.1、41.0~62.0 mg·kg~(-1),不同施肥处理土壤Cu、Zn、Pb含量均未超过土壤环境质量二级标准;土壤Cd含量为0.49~1.04mg·kg~(-1),Cd含量均超过土壤环境二级标准。红壤旱地土壤Cu、Zn、Pb全量范围分别为34.6~88.3、79.4~173.7、56.7~81.1 mg·kg~(-1),其中施加有机肥处理的土壤Cu超过土壤环境二级标准,Cd为0.14~1.35 mg·kg~(-1),超标率为42.9%。通过红壤稻田和旱地各处理土壤Cd有效性比较,施用猪粪旱地(33.8%)高于稻田(23.9%),而施用化肥旱地土壤Cd有效性最高处理(NP 14.8%)低于稻田最低处理(NPK 31.2%)。从红壤稻田和红壤旱地长期施肥试验结果看出:长期施用化肥和稻草还田未见明显的重金属积累,但施用猪粪处理的土壤中Cd有显著积累。红壤稻田施用Ca肥可明显降低土壤Cd的有效性;施用猪粪在增加土壤Cd全量的同时,也提高了旱地红壤Cd的有效性。     

不同养猪模式对土壤As累积的影响

通过对不同深度层次的发酵床垫料、垫料下土壤、发酵床外土壤和传统猪场外的土壤样品进行连续分析测定,比较了不同养殖模式下As的累积状况及对周边环境的影响情况。结果表明:发酵床垫料使用近1年后,As在0~20、20~40 cm垫料层中存在明显的累积,累积量分别达7.5、6.7 mg·kg-1,存在向垫料下层土壤迁移的风险,且As在垫料下土壤中浓度的增加量高于发酵床外同深度的土壤(P0.05);废弃垫料中As的浓度在11.5~12.0 mg·kg-1之间,符合我国有机肥料农业行业标准,可以适当处理后进行农用;发酵床养殖模式对周边土壤中As累积的影响低于传统养猪模式。     

两种离子液体对Cd2+在四种土壤上吸附的影响

研究了2,3-吡啶二羧酸和咪唑-4,5-二羧酸两种离子液体阳离子部分对Cd~(2+)在四种不同性质土壤上吸附的影响。结果表明,离子液体的存在显著影响了Cd~(2+)在土壤中的吸附,与对照相比,添加1 mmol·L-12,3-吡啶二羧酸使得Cd~(2+)在武进漂洗型水稻土、吴县潴育型水稻土、南京黄褐土和宜兴棕红壤四种土壤上的最大吸附量分别降低209、834、667、509 mg·kg~(-1),而添加1 mmol·L~(-1)咪唑-4,5-二羧酸使Cd~(2+)最大吸附量分别降低226、54、124、81 mg·kg~(-1),2,3-吡啶二羧酸对Cd~(2+)在供试土壤上吸附量的影响显著大于咪唑-4,5-二羧酸。基于离子选择电极分析了平衡液中自由态Cd~(2+)含量,发现两种离子液体都能与Cd~(2+)络合,从而降低平衡液中Cd~(2+)含量,其中2,3-吡啶二羧酸与Cd~(2+)的络合能力大于咪唑-4,5-二羧酸。两种离子液体进入环境,会使Cd~(2+)在土壤上的吸附量减少,从而增加Cd~(2+)的移动性和环境风险。