土壤胶体在不同饱和度土壤介质中的释放与淋溶行为研究

采用饱和与非饱和填允土柞纵向淋溶研究方法,结合对流弥散模型方程(CDE)对穿透曲线的拟合计算,全面考察了土壤介质水饱和度、土壤水pH/离子强度、土壤孔隙水流速和十壤胶体颗粒大小对天然土壤胶体在实际土壤介质中释放、沉积迂移行为的影响.分别获取胶体扩散系数和阻滞因子值,定量说明实验中水化学、水动力学等条件的作用影响力.结果显示,介质不饱和条件不利于胶体的释放和淋溶;高pH和低离子强度条件对土壤胶体释放与迁移有利;淋溶过程的问断干扰,可以促使土壤胶体的增量淋溶释放;淋溶强度及胶体颗粒粒径大小,能够影响胶体穿透时间和穿透浓度峰值大小.     

人工改性纳米nSiO2对Cd(Ⅱ)在土 水界面分配的影响

【目的】研究改性纳米吸附材料nSiO_2对土-水界面上Cd(Ⅱ)分配过程的影响。【方法】人工制备改性纳米二氧化硅(nSiO_2),并对其表征进行分析;以采自陕西杨凌和辽宁抚顺的土样YL和FS为研究对象,通过批处理试验法探讨了nSiO_2对不同粒级组成土壤中Cd(Ⅱ)的界面竞争吸附动力学特征。【结果】成功制备粒径为13~28nm、具有较高分散性、富含-NH2官能团的改性nSiO_2,其对YL和FS土壤溶液中Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达143.94mg/g左右。YL土壤的砂粒、粉粒和黏粒对Cd(Ⅱ)的最大吸附量则分别为5.76,9.17和11.48mg/g,FS土壤的砂粒、粉粒和黏粒对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为6.25,11.54和15.43mg/g。土壤粒径越小,Cd(Ⅱ)吸附量和释放潜力越大,但Cd(Ⅱ)实际释放量不足吸附量的0.1%。土壤中添加改性nSiO_2后,会导致Cd(Ⅱ)在土-水界面的分配系数明显增大,Cd(Ⅱ)的释放量明显减小,且Cd(Ⅱ)在形成的nSiO_2-土-水多元界面体系中具有良好的稳定性。添加改性nSiO_2后,YL土壤砂粒、粉粒和黏粒中Cd(Ⅱ)的分配系数分别增加了2.10,2.28和3.06倍,FS土壤砂粒、粉粒和黏粒中Cd(Ⅱ)的分配系数分别增加了4.61,4.47和4.80倍。Cd(Ⅱ)在nSiO_2-土-水多元体系中的界面分配行为受限于伴随有竞争吸附和扩散释放的复杂的非均相准二级动力学过程。【结论】人工改性nSiO_2进入土壤环境后,可以明显减少Cd(Ⅱ)在水相中的分配,增强土壤固相对Cd(Ⅱ)的固定和吸持,在污染土壤修复中具有良好的应用潜力。     

超声处理对脱脂牛乳蛋白质结构和界面性质的影响

【目的】分析不同时间20kHz超声处理对脱脂牛乳蛋白质结构和界面性质的影响.【方法】以脱脂牛乳为研究对象,分别讨论了不同超声时间对脱脂牛乳酪蛋白胶束平均粒径、脱脂乳浊度和荧光光谱的影响,分析了脱脂乳乳化活性和乳化稳定性、起泡性和泡沫稳定性的变化规律.【结果】随着超声时间的延长,脱脂乳中酪蛋白胶束的平均粒径减小,脱脂乳浊度显著降低,但乳体系pH基本不变;超声处理4min时,脱脂牛乳内源荧光最大发射波长λmax达到最大值,最大荧光强度突然增大.ANS荧光λmax在超声处理2min时迅速增大,之后基本保持不变;最大荧光强度在2min时降至最低,之后增大.【结论】就界面性质而言,4min超声处理的脱脂牛乳乳化活力指数和起泡性最大,分别比未处理的提高了35.14%和21.74%.试验结果可为超声技术在液态乳制品的生产加工过程中的应用提供理论基础和参考依据.     

pH对牦牛与荷斯坦牛脱脂乳稳定性及胶束微观结构的影响

【目的】探讨pH对2种乳资源酪蛋白胶束结构和稳定性的影响及其之间的差异.【方法】通过调节pH测定不同脱脂乳的稳定性、疏水性及粒径,分析其变化规律.【结果】在pH 6.35～6.80范围内,2种脱脂乳的热稳定性、磷酸盐稳定性、乙醇稳定性均随pH减小呈降低趋势;统计分析表明,荷斯坦牛乳热稳定性的对数值、牦牛乳的热稳定性以及2种乳资源的磷酸盐稳定性和乙醇稳定性与pH都呈现良好的线性关系.【结论】在相同pH下,牦牛乳的3种稳定性及粒径均高于荷斯坦脱脂乳.随着pH的减小,2种乳中酪蛋白胶束粒径均减小;荷斯坦牛乳内源和ANS最大荧光强度增加,其对应的最大发射波长减小;牦牛乳荧光特性变化趋势与荷斯坦牛乳恰好相反.【结论】研究结果可为牦牛乳和荷斯坦牛乳的工业化加工提供参考.     

NaCl浓度和pH对甘薯蛋白肽乳化特性的影响

【目的】明确不同NaCl浓度和pH对甘薯蛋白肽乳化特性的影响,为甘薯蛋白肽在食品工业中的应用提供理论依据。【方法】测定不同NaCl浓度（0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 mol·L^-1）和不同pH（3、5、7和9）条件下,甘薯蛋白肽乳化液的显微结构、乳化颗粒平均粒径（d_4,3）、乳化活性、乳化稳定性、流变学性质和甘薯蛋白肽的表面疏水活性。【结果】与未添加NaCl的相比,添加浓度为0.2 mol·L^-1的NaCl时,甘薯蛋白肽乳化液的d_4,3由54.19 μm增大至59.70 μm;乳化活性指数由86.29 m²·g^-1显著降低为56.35 m²·g^-1（P＜0.05）;乳化稳定性指数由14.84 min降为13.19 min。然而,随着NaCl浓度的增大,甘薯蛋白肽乳化颗粒均一程度降低,d_4,3进一步由0.2 mol·L^-1时的59.70 μm增加至69.72 μm;而乳化活性由56.35 m²·g^-1逐渐降低至32.32 m²·g^-1,乳化稳定性呈先升高后降低的趋势,在0.4 m²·g^-1时达最大值,为15.55 min;初始表观黏度增大,并有剪切变稀现象发生;表面疏水活性降低。此外,随着pH增加,乳化颗粒均一程度升高,d_4,3由pH 3时的64.45 μm减小至pH 9时的51.21 μm;而乳化活性由pH 3时的3.99 m²·g^-1升高至pH 9时的120.47 m²·g^-1,乳化稳定性呈先降低后升高的变化趋势,pH 3时其最佳值为29.13 min;初始表观黏度降低,并有剪切变稀现象发生;表面疏水活性升高。【结论】甘薯蛋白肽的乳化特性与NaCl浓度和pH密切相关,添加≥0.2 mol·L^-1 NaCl降低了甘薯蛋白肽的乳化活性和稳定性,而增加pH可有效提高甘薯蛋白肽的乳化活性。     

土壤表面电荷与离子间的相互作用对可变电荷体系电导的影响

近年来, 电导在土壤研究中有着非常广泛的应用, 它可能作为揭示土壤胶体颗粒表面与离子之间相互作用的一种有效工具. 在该研究中, 将不同浓度的KNO3分别加入土壤胶体悬液和水体系后测定体系电导率和pH值, 研究了土壤表面电荷与离子间的相互作用对悬液电导的影响, 结果发现: 1) 随体系电解质浓度增加, 胶体表面可变负电荷的数量增加, 胶粒电导增加; 2) KNO3的水解使得加入的KNO3浓度越高, 悬液体系的pH值越低; 3) 决定可变电荷体系表面负电荷多少的关键并不是H+的活度的高低, 而是表面静电吸附中H+与盐基阳离子的相对竞争力的强弱, 即低的pH值并不一定导致表面负电荷数量降低; 4) 在研究电解质对可变电荷胶体表面电荷的影响时, 不能忽略离子水解对表面电荷性质影响的间接效应.     

重金属吸附对紫色土表面电荷性质的影响

在实验室条件下,研究了Pb、Cu、Zn、Cd在3种紫色土中的吸附特征,并采用恒流置换法测定重金属吸附饱和后3种紫色土表面电荷总量、表面电位、电荷密度。结果表明:(1)一定pH条件下在同种土壤上的吸附能力大小依次是Pb2 >Cu2 >Cd2 、Zn2(2)3种紫色土在一定pH条件下对同种重金属离子的吸附强度依次是石灰性紫色土>中性紫色土>酸性紫色土,与其表面电荷密度的大小相一致;(3)Pb2 、Cu2 在3种紫色土表面以电性吸附和专性吸附的方式共存,其专性吸附的比例分别约为40%、25%、20%,并导致表面电位降低了约0.05V(近30%),表面电荷总量以及表面电荷密度降低了20%￣40%;(4)Zn2 、Cd2 在土壤表面上绝大多数发生电性吸附,对紫色土表面电荷性质没有显著的影响。     

离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒

[目的]探讨离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒的最佳条件。[方法]先采用专一性壳聚糖内切酶酶法制备低分散度壳聚糖,再采用多聚磷酸钠间静电作用的离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒,探讨了反应体系pH、超声时间、壳聚糖浓度、多聚磷酸钠(TPP)浓度及二者体积比对壳聚糖纳米颗粒平均粒径的影响。[结果]在采用离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒的过程中,当反应体系的pH为6.0,壳聚糖浓度为0.7 mg/ml,TPP浓度为0.5 mg/ml,壳聚糖溶液与TPP溶液的体积比在3∶1～7∶1,超声时间为2 min时,所制备的壳聚糖纳米颗粒分散性好,平均粒径为141.3 nm。[结论]离子交联法制备壳聚糖纳米颗粒过程简单,作用时间短,不使用有机溶剂,得到的壳聚糖纳米颗粒粒径小,分布均匀,且结果重现性较好。     

重金属阳离子对可变电荷土壤吸附Cl-的诱导效应

选择3种代表性可变电荷土壤(红壤、砖红壤和黄壤)用一次平衡法研究了3种重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ))对土壤吸附Cl-的影响.结果表明,与含钠离子的对照体系相比,重金属离子促进了土壤对Cl-的吸附,3种重金属离子影响Cl-吸附的大小顺序为:Pb(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＜ Cd(Ⅱ),这与土壤对这3种重金属离子吸附量的大小顺序一致.重金属离子对3种土壤中Cl-吸附促进作用的大小顺序为:砖红壤＞黄壤＞红壤,也与土壤对重金属吸附量的大小一致.Cl在土壤表面主要以静电吸附为主,重金属离子可以通过3种机制促进可变电荷土壤对Cl-的吸附:(1)重金属离子在可变电荷土壤表面的专性吸附增加土壤的表面正电荷,从而增加土壤对Cl-的静电吸附量;(2)重金属阳离子降低了体系的pH,导致土壤表面正电荷增加,对Cl-的静电吸附量增加;(3)重金属阳离子与Cl-形成MCl 型络合物,当这种络合物被土壤吸附时,土壤对Cl-的吸附量增加.但3种机制中以前2种为主.     

小分子有机酸对纳米颗粒CNTs和SBA-15在多孔介质中迁移的影响

【目的】了解有机酸对硅酸盐纳米颗粒(SBA-15)和碳纳米管(CNTs)在多孔介质中迁移行为的影响差异。【方法】采用恒定流速柱迁移试验,探讨不同浓度(0,1,2.5和5 mmol/L)乙酸、酒石酸、柠檬酸对CNTs和SBA-15纳米颗粒在多孔介质(石英砂)中穿透曲线的影响。【结果】平衡对流-弥散方程能描述多孔介质中CNTs和SBA-15迁移过程的穿透曲线。在石英砂多孔介质中,CNTs的迁移能力强于SBA-15。体系不含有机酸时,CNTs、SBA-15流出液中的纳米颗粒浓度(C)与纳米悬液进入砂柱前的初始浓度(C_0)比值(C/C_0)的峰值分别为0.74和0.25,最远迁移距离L_(max)分别为221.2和45.1cm。3种有机酸对CNTs和SBA-15在多孔介质中的迁移具有类似的抑制作用,随着介质中3种有机酸浓度的增加,CNTs和SBA-15纳米颗粒的C/C_0减小,C/C_0平台峰值对应空隙体积(PV)倍数增大,迁移阻滞因子R和不可逆吸附系数μ增大,最远迁移距离L_(max)减小。柠檬酸对CNTs和SBA-15迁移的抑制作用强于乙酸和酒石酸。Zeta电位分析表明,当体系中引入有机酸后,随着有机酸浓度的增加,石英砂、CNTs和SBA-15纳米颗粒悬液的Zeta电位均逐渐增大。【结论】有机酸会改变多孔介质和CNTs、SBA-15这2种纳米颗粒的表面电荷特征,从而使得纳米颗粒悬液在多孔介质中的迁移行为更容易受团聚、滞留和沉积作用的影响。不管在何种有机酸中,CNTs的迁移能力均强于SBA-15。     

多种遥感土地覆盖产品一致性分析与精度评价——以淮河流域为例

土地覆盖(Land Cover)数据是人们进行气候变化探究、生态系统评估与地理国情监测等研究的重要数据源。随着研究的深入,国内外产生了众多不同时空尺度、不同分类体系的土地覆被分类产品集,但这些产品在局部尺度应用时的一致性与精度还有待分析。本研究以淮河流域为研究区域,基于5种土地覆被分类产品(CLCD、ESACCI-LC、GLC_FCS30、GlobeLand30、MCD12Q1),将各土地覆被类型重分类为农用地、建设用地、未利用地三大类,从面积和空间两方面进行了一致性分析与精度评价。结果表明:5种产品对于淮河流域土地覆被的类型特征具有较强的一致性,面积估算的相关性系数均大于0.9; 在3种30m分辨率土地覆被分类产品中,CLCD的识别精度最高,以此作为参考数据;其他四种产品总体精度在92.37%至95.53%之间,Kappa系数在0.523至0.695之间,GlobeLand30产品与GLC_FCS30产品精度较高、且各有优势,ESACCI-LC产品和MCD12Q1产品精度较低。研究成果为不同时空尺度上的土地覆被研究提供参考。     

花果山省级森林公园低效林林相改造技术

本文调查分析了花果山省级森林公园低效林资源现状,提出针对不同立地条件划分的林相改造方案。通过加强乡土树种应用营造近自然森林群落,以期为本地区景观生态林建设提供参考。     

磷、铁处理对冬小麦种子萌发和幼苗活力的影响

为明确磷、铁处理对冬小麦种子萌发和幼苗活力的影响,以冬小麦品种‘济麦22’为材料,采用NaH₂PO₄和Fe₂(SO₄)₃作为处理溶液,选择不降低种子发芽率的最大摩尔浓度处理种子;测定苗期正常水分(T₁)和干旱处理(T₂)下冬小麦幼苗干重、株高、叶面积、SPAD和抗氧化酶活性等指标的变化。结果表明:0.05~0.30 mol/L NaH₂PO₄处理的冬小麦种子发芽率比对照提高2.00%~14.00%,0.01~0.04 mol/L Fe₂(SO₄)₃处理的冬小麦种子发芽率比对照提高4.01%,而0.50~0.90 mol/L NaH₂PO₄处理的冬小麦种子发芽率与对照相比降低16.00%~24.00%,0.05~0.07 mol/L Fe₂(SO₄)₃处理的冬小麦种子发芽率与对照相比降低10.00%~24.00%,在本试验条件下,NaH₂PO₄、Fe₂(SO₄)₃处理对种子萌发生长不产生抑制作用的最大浓度分别为0.30和0.04 mol/L;2种水分条件下,NaH₂PO₄处理能显著提高冬小麦幼苗干重和株高,Fe₂(SO₄)₃处理只在正常水分下显著提高幼苗的株高;NaH₂PO₄和Fe₂(SO₄)₃处理均能显著提高冬小麦幼苗新生叶片的叶面积、叶片的SPAD以及叶片SOD和CAT活性,但对POD活性无显著提高。总之,适宜浓度的NaH₂PO₄、Fe₂(SO₄)₃处理能促进冬小麦种子的萌发,同时可以提高冬小麦幼苗的有效光合面积和叶绿素含量,改善了幼苗的光合作用,提高了叶片抗氧化酶活性,进而增强了幼苗活力和抗旱性。     

循化县古树名木现状调查及保护修复建议

为了保护古树名木,调查了循化县境内古树名木树种、数量、分布地、生长势,受损情况,保护现状。结合循化县实际,对如何加强对现有古树名木的保护修复提出针对性建议。     

沉积物中人工纳米颗粒对BDE-47生态毒性的影响

为评价淡水沉积物中人工纳米颗粒对持久性有机污染物生态毒性的影响,以底栖动物铜锈环棱螺为受试生物,采用沉积物慢性生物测试研究了非毒性浓度的不同管径多壁碳纳米管(MWCNTs)和两种金属氧化物纳米颗粒(三氧化二铝纳米颗粒Al₂O₃-NPs和二氧化钛纳米颗粒TiO₂-NPs)存在条件下不同浓度2, 2', 4, 4'-四溴联苯醚(BDE-47)对铜锈环棱螺肝胰脏超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性和丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,两种管径大小的MWCNTs不影响低浓度(100 ng·g^-1) BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,但显著降低较高浓度(500、2000 ng·g^-1)BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,小管径MWCNTs对BDE-47毒性的影响稍大于大管径MWCNTs;Al₂O₃-NPs和TiO₂-NPs对低浓度BDE-47的毒性没有影响,但显著增加较高浓度BDE-47对铜锈环棱螺的毒性,TiO₂-NPs对BDE-47毒性的影响略大于非毒性浓度Al₂O₃-NPs.这表明,沉积物中不同种类和类型的纳米颗粒对有机污染物生态毒性的影响存在明显差异.     

生物质炭添加对农田温室气体净排放的影响综述

农田是温室气体的重要排放源,降低农田温室气体排放对减缓全球气候变化具有重要意义。生物质炭是生物质在缺氧条件下热解产生的固体物质,因其含碳量高、难于分解、比表面积大、疏松多孔等特性,已成为农田温室气体减排研究中人们关注和研究的热点。通过综述农田添加生物质炭对温室气体CO2、CH4和N2O排放的影响及其机制,以及对温室气体净排放[包括净增温潜势(NGWP)、温室气体净排放(NGHGE)和温室气体排放强度(GHGI)]的影响等方面的国内外研究进展,并结合目前国内外生物质炭的研究现状,提出了未来生物质炭在农田温室气体减排领域的研究方向,旨在为生物质炭在农田温室气体减排中的应用提供思路和参考。     

Characteristics of CO2, CH4 and N2O emissions from winter-fallowed paddy fields in hilly areas of South China

With closed static chamber and modified gas chromatograph (HP5890II), the in situ measurements were made on the CO₂, CH₄ and N₂O emissions from winter-followed paddy fields in the hilly areas of South China. Gas samples were taken simultaneously from the fields with and without rice stubble. The results showed that both of the fields had the peak value of CO₂ flux in the later afternoon. In the fields with and without rice stubble, the CH₄ flux was positive in the day time while negative in the night, and the N₂O flux in the day time was 1.79 and 1.58 times as much as that in the night, respectively. The diurnal average CO₂ flux in the plot with rice residue was significantly higher than that of bare plot (P < 0.05). Correlation analysis demonstrated that CO₂ flux in the winter-fallowed paddy fields had significant correlations with soil temperature at a depth of 5 cm, above-ground temperature and air temperature, suggesting that temperature was the main factor affecting CO₂ emission from rice fields after harvesting. During the observation time (from November 10, 2003 to January 18, 2004), the average CO₂, CH₄ and N₂O fluxes in the field with rice residue were (180.69 ± 21.21) mg/m²·h, (−0.04±0.01) and (21.26±19.31) μg/m²·h, respectively. Compared with bare fields, the CO₂ flux in the field with rice residue was 13.06% higher, CH₄ absorption increased by 50%, while N₂O flux was 60.75% lower. It was concluded that the winter-fallowed paddy field in hilly areas of South China was the source of atmospheric CO₂ and N₂O, and the sink of atmospheric CH₄. __________ Translated from Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(1): 57–62 [译自: 应用生态学报]     

氮肥对油菜在不同土壤中吸收积累Cd的影响

以三种不同程度Cd污染土壤为材料,通过盆栽试验研究NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄两种氮肥对土壤Cd有效性及油菜吸收、转运Cd的影响,评价油菜对Cd的生物累积量,以期为油菜修复Cd污染土壤的优化施肥措施提供理论支撑。结果表明：施加NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄均显著降低了土壤的pH,（NH₄）₂SO₄处理土壤pH低于施加NH₄Cl处理的土壤,施肥处理下生长期非根际土pH低于根际土,成熟期非根际土pH高于根际土。施加（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl均使土壤中有效态Cd含量增加。（NH₄）₂SO₄处理有效态Cd的浓度高于NH₄Cl处理。油菜成熟期土壤中有效态Cd的浓度低于生长期,生长期和成熟期整体表现出根际土中Cd的总量高于非根际土。施加（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl均增加油菜各部位Cd的含量,提高油菜的富集系数和转运系数,油菜从根到叶对Cd的转运系数最高。研究表明油菜作为Cd污染土壤的修复植物有一定安全保障。     

氮磷钾肥对甘蔗产量和含糖量的影响

 在采用3因素5水平最优试验设计进行连续两年的田间试验基础上,通过回归分析,论述了试验条件下氮、磷、钾肥对甘蔗产量和含糖量的影响.结果表明,无论是新植蔗还是宿根蔗,氮、磷、钾的施用与产量和潜在产糖量之间都存在着二次回归关系,其单因素效应及交互效应对产量和潜在产糖量都产生影响,相对而言,氮对产量、磷对潜在产糖量的影响分别较其它两者为大;产量、纯经济效益及潜在产糖量最佳时的施肥组合为:新植蔗:X_N:358.5～390,X_P:115.5～171,X_K:264～292.5,其取中值时的配比为1:0.38:0.74.宿根蔗:X_N:430.5～526.5,X_P:267～273,X_K:358.5～396,其取中值时的配比为1:0.56:0.79.     

CO_2加富对盐胁迫下番茄幼苗生长和渗透调节特性的影响

以‘中杂9号’番茄为试材,用80 mmol/L Ca(NO_3)_2胁迫模拟设施土壤次生盐渍化,(800±40)μmol/mol模拟CO_2加富环境,研究CO_2加富对盐胁迫下番茄幼苗生长及渗透调节特性的影响。结果表明:与对照相比,盐胁迫显著抑制番茄生长,且叶片相对含水量、叶片水势、根系水力学导度、根系形态参数和根系渗透势均不同程度降低;同时,叶片可溶性糖、植株游离氨基酸和脯氨酸的质量分数均显著升高,但叶片可溶性蛋白和植株有机酸的质量分数均显著降低。与单独盐胁迫相比,CO_2加富处理显著提高盐胁迫植株的干鲜质量、叶片水势、根系长度、根系表面积、根系体积和根系渗透势,叶片可溶性蛋白、脯氨酸、有机酸的质量分数分别显著增加111.99%、10.93%和14.62%,根系可溶性蛋白和游离氨基酸的质量分数分别显著增加76.01%和76.97%,根系脯氨酸质量分数显著降低6.33%。综上所述,CO_2加富能够通过改善植株水分状况和提高渗透调节能力,尤其是促进可溶性蛋白等渗透调节物质的积累来增强番茄幼苗的盐胁迫耐受性。