可溶性有机质对凹凸棒土负载铁/镍降解黄棕壤中BDE47的影响

多溴联苯醚(PBDEs)是一类广泛使用的溴代阻燃剂,在大气、水体、土壤、生物体等环境介质中普遍检出,严重威胁环境安全和人体健康。本文以凹凸棒土负载铁/镍材料(A-Fe/Ni)为修复剂,以普遍检出的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE47)为模式化合物,开展了可溶性有机质(DOM)存在条件下,A-Fe/Ni对黄棕壤中BDE47的降解动力学过程研究,探讨了DOM对材料降解BDE47的影响机制。结果表明:A-Fe/Ni可高效地降解黄棕壤–甲醇/水体系中的BDE47,降解过程符合假二级动力学方程,BDE47可被降解成一溴~三溴联苯醚和联苯醚。体系中加入3种DOM(胡敏酸、柠檬酸和草酸)后,DOM在Fe/Ni颗粒表面形成钝化层,抑制了降解过程中的传质和电子传递作用,不同程度降低了A-Fe/Ni对黄棕壤–甲醇/水体系中BDE47的降解效率,并影响其降解产物物质的量的组成。实验结果为使用零价纳米铁及零价纳米铁基双金属材料修复污染土壤中PBDEs提供了理论依据和参考。     

添加凹凸棒土和钠基蒙脱石对铜锌镉污染红壤的改良效应研究

通过温室盆栽试验.开展了凹凸棒土和钠基蒙脱石处理对铜锌镉污染红壤的改良效应研究.结果表明:添加凹凸棒土和钠基蒙脱石处理能显著增加黑麦草(Lolium multiflorum Lam)两茬的地上部生物量(鲜重).未施入改良剂时,两茬黑麦草地上部的生物量分别为是7.60 g/盆和5.67 g/盆,添加80 g/kg 凹凸棒土处理的两茬地上部生物量分别增加了184%和15%添加80 g/kg钠基蒙脱石处理的两茬地上部生物量分别增加了113%和99.3%.黏土矿物的加入使土壤的pH提高了0.26～1.02个单位.从而降低了植株对Cu、Zn、Cd的生物有效性.随着添加量从20 g/kg增加到80 g/kg,黑麦草地上部Cu、Zn、Cd的含量降低,钠基蒙脱石钝化Cu、Cd的效果好于凹凸棒土,但两者钝化Zn的效果没有显著差异性.添加40 g/kg和80 g/kg的凹凸棒土或钠基蒙脱石处理都显著降低了污染上壤TCLP提取液中Cu、Zn的浓度,对于TCLP提取液中Cd浓度的显著降低只有添加80 g/kg的凹凸棒上这一种处理达到.     

田间非饱和土壤水分运动参数测定

在秦王川灌区利用双环入渗仪在现场进行了积水入渗试验,同时利用γ射线测定土壤水分剖面,进而根据室内外所测定的土壤水分特征曲线,推求了该灌区非饱和土壤水分运动参数,并对室内外所确定的结果进行了对比分析。     

生物炭-凹凸棒土复合材料对水稻土锌镉的钝化及土壤养分和酶活性的影响研究

为了比较生物炭、凹凸棒土以及生物炭-凹凸棒土复合材料3种钝化剂对锌镉复合污染水稻土的钝化修复效果,本研究利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、比表面积表征(BET)和扫描电镜(SEM)等技术手段对稻壳生物炭和凹凸棒土样品进行表征,并采用土培试验研究稻壳生物炭、凹凸棒土及生物炭-凹凸棒土复合材料对实际重...     

凹凸棒土-生物炭缓释材料对养分缓释及小白菜生长的影响

为解决化肥径流淋洗及养分挥发损失量大、养分释放难与作物吸收同步等问题，该研究对天然缓释材料凹凸棒土进行了300℃热改性处理，同时与生物炭相结合，制备了热改性凹凸棒土-生物炭复合材料，以期提升该材料对氮磷钾养分的缓释性能，并以小白菜进行生物效应验证。试验共设7个处理：以不施肥（CK）和普通化肥（F）做对照，设置化肥+凹凸棒土（AF）、化肥+热改性凹凸棒土（TAF）、化肥+生物炭（BF）、化肥+凹凸棒土+生物炭（ABF）、化肥+热改性凹凸棒土+生物炭（TABF）缓释。结果表明：1）天然凹凸棒土经300℃热改性后，呈现破碎及圆形塌陷结构并出现大量的间隙和裂缝，为养分离子与复合材料相互作用提供更多位点，从而对氮磷钾元素呈现出较优的吸附性能。2）相比生物炭，热改性凹凸棒土+生物炭复合材料由片层转变为疏松多孔结构，具有更多孔道和较深的孔径；同时SiO₂、MgFe₄(SO₄)₆(OH)₂(H₂O)₂₀和CaMg(CO₃)₂含氧基团增加，提高了复合缓释材料吸附效果。3）与普通化肥（F）氮、磷养分释放高峰在第5天和第9天相比，TABF则出现在第52天和第42天，缓释效果突出。4）TABF代替化肥后，可与小白菜整个生育期对养分需求同步缓释，在表型指标、品质、产量等方面均优于CK和F处理；与普通化肥相比，5种缓释材料均能显著增加氮磷钾利用率和农学效率，其中以TABF最优。综上所述：300℃热改性显著增加了凹凸棒土的吸附位点，特别是凹凸棒土-生物炭复合材料更能有效提高肥料的缓释性能，与小白菜全生育期的养分需求同步性好，有效提高了氮磷钾利用率。     

凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理研究

通过吸附实验,研究了凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理。结果表明,复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量显著高于各自单一的吸附量;当pH〉4,凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量有所增加,这与其等电点有关;凹凸棒土-腐植酸复合体较凹凸棒土上Pb（Ⅱ）的解吸率小,且解吸率随Pb（Ⅱ）吸附浓度升高而降低;凹凸棒土-腐植酸复合体溶液中溶解态腐植酸的量较单一腐植酸溶液有显著增加;红外光谱（IR）表明凹凸棒土-腐植酸复合体在吸附Pb（Ⅱ）后,大量特征峰变宽或消失,而腐植酸吸附Pb（Ⅱ）后仍可发现羟基等基团特征峰,说明腐植酸、凹凸棒土-腐植酸复合体的某些表面基团虽然相同,但混合物的基团更易与Pb（Ⅱ）结合。     

钠、钾离子对Bt蛋白在蒙脱石和凹凸棒土表面吸附与解吸的影响

采用静态吸附法研究了钠、钾离子对苏云金杆菌杀虫蛋白在蒙脱石和凹凸棒土表面吸附与解吸特性的影响。结果表明,添加钠、钾离子（0~2 mmol.L-1）均可提高Bt蛋白在两种矿物上的平衡吸附量,但等温吸附曲线的Langmuir方程拟合基本没受影响。添加钠离子或钾离子均能引起矿物粒子Zeta负电位升高,提示钠、钾离子通过减小矿物粒子与Bt蛋白之间斥力的方式促进了Bt蛋白吸附。在蒙脱石吸附Bt蛋白过程中添加钠、钾离子可使Bt蛋白的水解吸率升高,但解吸后的残留量变化不大;在凹凸棒土吸附Bt蛋白过程中添加钠、钾离子可使Bt蛋白的水解吸率减小,且解吸后的残留量增加。     

土壤温度对土壤水分入渗的影响

为了解温度对土壤水分人渗参数的影响,研究了黄土高原三种典型土壤(神木风沙土、安塞黄绵土、杨凌蝼土)在不同温度(18℃,25℃-27℃.30℃,35℃)时的人渗特征.用幂函数对湿润锋距离与时间关系进行拟合.并用Philip入渗公式对累积人渗量及入渗率进行拟合.结果表明:(1)温度对湿润锋的影响主要是通过对参数a的影响来实现.而对土壤水分人渗率的影响主要是通过吸湿率S起作用;(2)随着温度的升高,同种土壤水分入渗达到某一深度所用时间缩短.但不同质地的土壤之间的差别较大;(3)随着温度的升高.湿润锋运移速率和入渗速率增加,且湿润锋运移速率及人渗速率与温度和时间关系可用多元复合幂函数关系拟合;(4)温度对同一土壤湿润锋运移速率和水分人渗速率的影响随着温度的变化而变化.在较低温度区温度对其的影响大于较高温区.     

土内气阻对土壤入渗的影响研究进展

土内气体的存在直接影响水分进入土壤的过程,影响着入渗速率和入渗量,进而影响地表径流的发生与发展,本文综述土内气体压力对土壤入渗的影响,可为暴雨、漫灌时的入渗、径流过程及其模拟计算提供理论框架,为城市雨洪和土壤水文效应研究提供基础。地表积水、不良的土壤结构及透气条件下发生入渗时容易产生土内气压,使得土壤入渗过程波动增大、水分入渗量降低。土内气压与土壤入渗的耦合关系具备了一定的研究积累和理论基础,但仍旧缺乏系统全面的研究和归纳,由于实验设计的单一性和土内气压测定设备的局限性,以土内气阻发生条件、土内气压观测及其对土壤入渗的影响仍旧是今后土壤水文研究走向精准化的重要内容之一。     

土壤水分对水稻土和菜园土有机碳分解的影响

采用培养法研究在不同水分条件下水稻土和菜园土有机碳的分解变化特征。结果表明,不同的土壤类型和不同的水分条件下CO2释放速率的变化趋势都是前期分解速率快,后期分解速率减慢并趋于稳定。低土壤水分含量不利于水稻土和菜园土的有机碳分解,中等土壤水分含量有利于菜园土的有机碳分解,高土壤水分含量有利于水稻土的有机碳分解。对有机碳分解累计量曲线的拟合,幂函数(y=b0*xb1)可以很好的反映这种变化趋势,并且b0和b1与土壤水分含量都有很好的相关性。     

羧甲基纤维素钠对壤砂土水分运动及水力参数的影响

科学使用羧甲基纤维素钠(CMC)实现保水控盐对于滨海壤砂盐碱土改良具有重要意义,而明晰CMC对滨海壤砂土水分运动规律的影响是科学使用CMC的重要基础。为研究施加CMC滨海壤砂土水分运动规律,本文通过开展一维垂直土柱积水入渗试验,探索不同CMC施量(0、0.1、0.2、0.4、0.6 g?kg-1) 对壤砂土入渗特性、水分分布和土壤水力参数的影响。结果表明,施用CMC土壤的最终累积入渗量增加了4.90％～15.17％、达到预设湿润锋深度的入渗时间增加了61.90%～604.73%;Philip入渗模型参数吸渗率S和Green-Ampt模型参数KsSf均随CMC施量的增加而减少,吸渗率S和平均土壤水扩散率与CMC施量之间的数学关系分别可用二次多项式和指数函数来表示;CMC增强了土壤的持水能力,土壤剖面含水量提高了0.72%～3.74%;CMC通过改变土壤结构影响了土壤水力参数,滞留含水率θr、饱和含水率θs及进气吸力倒数α均与CMC施量呈正相关关系,而与饱和导水率Ks和形状系数n呈反比关系。通过对变异系数CV的分析发现,CMC对饱和导水率Ks和进气吸力倒数α影响表现为中等差异,对滞留含水率θr、饱和含水率θs和形状系数n表现为弱差异。研究结果揭示了CMC对滨海壤砂土减渗保水的内在机理,为滨海盐碱地的改良提供了理论参考。     

微咸水入渗下施加石膏对盐碱土水分运动特征的影响

基于一维垂直土柱积水入渗和水平土柱吸渗试验,研究了微咸水入渗条件下,石膏施量(0,0.1,0.2,0.4,0.6kg/m~2)对盐碱土入渗特性及水动力参数的影响。结果表明:(1)微咸水入渗条件下,施加石膏能够降低土壤入渗速率,增加土壤保水性能;随石膏施量的增大,Philip入渗模型吸渗率S逐渐减小并趋于稳定。(2)随着石膏施量的增加,饱和体积含水率增加,而饱和导水率减小,其变化均符合二项式关系。(3)van Genuchten模型参数α值随着石膏施量的增加而减小,而土壤水分特征曲线指数n值增大。(4)土壤水分扩散率随着石膏施量的增加而递减,当石膏施量0.4kg/m~2时,土壤水分扩散率趋于稳定。施加石膏能够改善微咸水在盐碱土中的水分运动特性,提高微咸水利用率。     

PAM对银川城市绿地土壤水分运动及水力参数的影响

[目的]探究不同PAM施加比例下城市绿地土壤水分运动及水力参数的变化,为城市绿地建设和合理利用水资源提供理论参考。[方法]以银川城市绿地土壤为研究对象,采用垂直一维土柱试验,选取5种聚丙烯酰胺(PAM)施加比例(质量比)0%(CK),0.02%(T₁),0.04%(T₂),0.06%(T₃),0.08%(T₄),0.1%(T₅),研究湿润锋进程、累积入渗量和入渗速率等入渗特征参数,比较Philip模型、Horton模型、Kostiakov模型及通用经验模型在本研究中的适用性,分析PAM施加比例对土壤水力参数的影响。[结果]入渗历时300 min时,T₁,T₂,T₃,T₄和T₅较CK相比,湿润锋进程分别减少了5.2%,12.0%,13.2%,15.4%和24.2%,累积入渗量分别减少5.9%,12.8%,14.7%,21.4%和31.5%。T₁,T<...     

肥液浓度对土壤水力特性参数的影响

为了研究不同肥液(尿素)浓度对土壤水力特性参数的影响,选取陕西省杨凌区一级阶地的砂壤土和三级阶地黏壤土为供试土壤进行一维垂直入渗试验,采用数值反演方法估算了不同肥液浓度条件下的土壤水力特性参数,并量化分析了土壤水力特性参数变化对累积入渗量的影响,最终建立了考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式。结果表明,土壤饱和含水率θ_s、形状系数n、饱和导水率K_s均随肥液浓度的增大而逐渐增大,而进气值吸力的倒数α随肥液浓度的增大呈减小趋势;土壤水力特性参数对累积入渗量的敏感性关系为nθ_sK_sα,其中α对累积入渗量的影响10%;本试验条件下,θ_s、n与K_s与肥液浓度呈指数函数关系,利用估算结果模拟了一维垂直入渗过程中的累积入渗量和剖面含水率,并与实测值进行了比较,两者具有良好的一致性,说明所建考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式是可靠的,研究结果可为农田水肥管理提供理论依据。     

脱硫石膏对盐碱土一维水平吸渗特征及水分运动参数的影响

为探明添加脱硫石膏对盐碱土水分运动参数的影响,以改善和提高银川北部地区土壤结构和土地生产力,进行了室内一维水平土柱吸渗试验。选取6种脱硫石膏添加比例0,1.5%,3%,4.5%,6%和7.5%,探究不同脱硫石膏添加比例下盐碱土水平吸渗特征及水分运动参数的变化。结果表明:脱硫石膏添加减缓了土壤水分入渗过程,随着脱硫石膏添加比例增加,各处理累积入渗量与湿润锋运移距离均逐渐减小。幂函数与Philip模型能较好地拟合不同脱硫石膏添加比例下盐碱土水分吸渗特征,吸渗率随脱硫石膏配比增加逐渐减小,毛管力对水的吸持作用减弱。随着脱硫石膏配比增加,土壤饱和含水率依次增加,饱和导水率依次减小,土壤持水能力明显提高。在Brooks—Corey模型中,形状系数n逐渐增加,进气吸力h_d逐渐减小,土壤通气性增强。在相同含水率情况下,随着脱硫石膏配比增加,土壤水分扩散率减小。添加脱硫石膏增加了土壤持水性能,改变了土壤水分分布状况,对土壤水分运动参数有显著影响。研究结果可为合理利用脱硫石膏改良盐碱地提供参考依据。     

羟丙甲纤维素对土壤水分入渗特性及水稳性团聚体的影响

通过向土壤中施加不同含量的羟丙基甲基纤维素(简称HPMC),研究了HPMC对土壤水分入渗特性及土壤水稳性团聚体的影响。结果表明:(1)土壤中施加一定量的HPMC可以显著降低土壤入渗能力,在施加量为0～1.0g/kg范围内,累积入渗量、湿润锋运移距离和入渗率均随施加HPMC含量的增加而显著减小;利用Philip方程和Kostiakov公式对实测数据进行拟合发现,两者均能较好模拟施加HPMC后土壤的入渗过程,随HPMC施加量的增加,吸渗率S、稳渗率A和经验系数K明显减小,经验指数β逐渐增大。(2)随HPMC含量的增加,0.25mm的水稳性团聚体百分比明显增大,供试土壤的分形维数逐渐减小,其平均重量直径与水稳性团聚体含量间呈显著正相关关系,表明施加HPMC之后,土壤结构更趋于稳定,土壤抗破坏和抗侵蚀能力增强。HPMC加入土壤后具有明显的减渗效果,一定程度上可以增加水稳性团聚体含量,改良土壤结构,并提高土壤的抗侵蚀能力。     

土壤构造对毛细管水上升影响的研究

研究土壤构造对毛细管水上升的影响及变化规律。通过观测并分析不同构造的土壤其毛细管水上升速度和高度,成层性构造土壤,当下部土壤层厚度小于该层毛细管水上升最大高度,毛细管水上升的最终高度取决于上部土壤层的性质;上部土壤层颗粒愈细,含水量愈大,毛细管水上升速度越慢,若上部绝对隔水,毛细管水不上升。     

容重对土壤饱和水分运动参数的影响

通过石蜡固定容重方法测定了4种土壤不同容重下的饱和重量含水量与饱和导水率，分析了容重对这两个土壤饱和水分运动参数的影响。结果表明：饱和重量含水量随容重的增加而减小，与容重成反比关系．饱和导水率随着容重的增加呈现幂函数形式递减。这些结果将为构建变容重土壤水分运动创新性理论体系提供适当的定量关系，有利于实现土壤水资源的合理利用。     

滴灌湿润体交汇情况下土壤水分运移特征的研究

以室内试验为基础，测定了重壤土、中壤土、砂壤土在不同滴头流量、不同灌水量下的滴灌交汇土壤水分入渗运动过程。研究结果显示了滴头流量、灌水量和土壤质地对交汇入渗湿润体形状的影响规律。滴灌入渗交汇界面的湿润锋水平和垂直距离与入渗时间之间符合良好的线性关系，湿润锋水平和垂直速度随着交汇时间的延长而增大。随着距滴头距离的增加，滴灌交汇入渗湿润体内的土壤含水率降低，湿润锋交汇界面处的土壤含水率一般均大于同等土壤深度的含水率。研究结果对滴灌系统设计理论具有一定的指导作用。