酸雨淋溶条件下赤泥中重金属在土壤中的迁移特性及其潜在危害

为探讨在气候特征较特殊区域的赤泥堆场溃坝后,赤泥中重金属对土壤及地下水的影响,以我国普遍存在的联合法赤泥为研究对象开展土柱模拟实验。结果表明:赤泥经酸雨淋溶后,溶出的As、Cr、Cd、V、Mo 5种重金属主要累积在表层(0~20 cm)土壤中,平均浓度分别达到17.71、42.31、0.79、57.77、29.76 mg·kg-1,与原始浓度相比分别增加了5.83、1.36、2.21、2.34、1.89倍;Pb与Zn在0~60 cm深度土壤累积明显,平均浓度分别达到18.67、58.52 mg·kg-1,分别增加了8.76、3.86倍,Cu、Ni在土壤中含量有微量增加,累积现象不明显;赤泥经酸雨淋溶后,As、Ni酸可提取态平均占比较高,可迁移性强,Cu、Cr、Mo主要以可氧化态和可还原态存在,Pb、Zn、V主要以可还原态存在,具有较大的潜在迁移性;渗滤液中仅检出较低浓度的Mo、V、Pb、Cu,说明赤泥经酸雨淋溶后,溶出的重金属主要滞留在土壤中,对土壤造成较大的潜在危害。     

脱硫石膏配合淋洗改良碱化土壤对土壤盐分分布及作物生长的影响

我国耕地盐碱化面积约占总耕地面积的7%,碱化土壤严重威胁了我国的农业发展和粮食安全;脱硫石膏是一种经济环保的碱化土壤改良剂,淋洗可以促进脱硫石膏改良碱化土壤过程中上层土壤脱盐。针对脱硫石膏改良碱化土壤对土壤盐分分布及作物生长的影响问题,在河套灌区采用田间试验的方法,对不同脱硫石膏用量(10.1、14.5和0t/hm2)配合不同淋洗量(1.52×103、2.20×103和0t/hm2)改良处理下土壤0~100cm土层的土壤化学指标(碱化度ESP、酸碱度pH和电导率EC)变化规律及2012年食葵的生长特性指标进行研究。结果表明:1)所有处理0~40cm土层ESP、pH和EC在第一年淋洗和秋浇后显著降低,之后逐渐趋向稳定,ESP和EC在年内有增加趋势;40~100cm土层各指标较0~40cm稳定,综合改良处理土壤ESP、pH略有降低,仅淋洗处理有升高的趋势;2)0~60cm土层综合改良处理改良效果优于其他处理,当深度大于60cm时,所有处理的改良效果不明显;3)高脱硫石膏配合淋洗对食葵的生长指标和产量的提高程度优于其他处理。脱硫石膏配合淋洗改良能够有效地改善碱化土壤盐分分布及作物生长情况,可为碱化土壤的改良提供借鉴。     

赤泥和脱水矿泥协同生态处置区盐分和重金属随雨水淋溶的迁移特征

为探究在平果铝土矿赤泥和脱水矿泥协同生态处置区盐分和重金属随雨水淋溶的迁移规律,以及对周边土壤的影响,在生态处置区和周边土壤不同深度的土层埋设淋溶盘进行田间小区试验,对每月淋溶液中的重金属和盐分含量进行监测,最后收集不同深度的基质样品,对其重金属和盐离子含量进行测定。结果表明：5—10月,赤矿泥(赤泥和脱水矿泥按照干质量比1∶3进行翻堆混匀而成)基层Na盐的平均淋溶量达到51.2 mg·m^-2·月-1,其中8月份Na的淋溶量达到108 mg·m^-2·月-1。生态处置8个月后,赤矿泥pH从9.06降低到8.70,电导率(EC)降低了80.0%,Na盐含量降低了70.4%。赤矿泥基层中的Na盐随着雨水淋溶侧面迁移至周边土壤,导致周边1.5 m范围内的土壤pH和EC值显著增加(P<0.05),但迁移影响范围在3 m内。赤矿泥基层中的Cd、Cr和As随雨水淋溶的流失量在0.22 mg·m^-2·月-1以下。经过8个月的雨水淋溶,赤矿泥和周边土壤中Cd和As的含量没有显著变化。研究表明,赤矿泥基层用于矿区生态处置有利于改善赤矿...     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉的分布、可浸出性及生物可给性的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),以不施HAP土壤为对照,考察p H 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉的分布、可浸出性、生物可给性及其健康风险的影响。结果表明:酸雨淋溶显著降低了对照处理表层土壤p H,添加HAP增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤p H较对照高约1个单位。对照处理酸雨p H的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0~5 cm和5~10 cm土壤高出8.54~10.0、3.13~3.29 mg·kg-1。对照处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0~5 cm的0.17~0.23 mg·L-1增加到10~20 cm的0.61~0.68 mg·L-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45~0.50 mg·L-1。总体上,对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨p H的降低而降低。与对照相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中Cd对儿童的每月允许摄入量PTMI(Provisional tolerable monthly intake)贡献率均随酸雨p H的降低而降低,且HAP处理显著高于对照。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。     

不同厚度黑土覆盖对苏打草甸碱土修复效果的影响

将建筑工地表层(0～20 cm)黑土直接覆盖碱斑之上,对土壤pH、电导率、阳离子交换量、碱化度以及牧草产量等参数进行统计分析.结果表明,黑土覆盖厚度与土壤pH、电导率和碱化度均存在极显著的指数负相关关系;结合试验供试土壤性质和牧草生长状况,实现苏打草甸碱土地面植被快速恢复,覆盖厚度不得低于6 cm.     

水盐胁迫下脱硫石膏对苏打型碱化土理化性质及玉米产量的影响

[目的]研究施用脱硫石膏对内陆表层苏打型碱化土及典型作物的影响。[方法]在水盐胁迫条件下,通过不同用量的脱硫石膏施用对比试验,分析了其对表层苏打型碱化土理化性质及玉米产量的影响。[结果]脱硫石膏可以显著降低表层苏打型碱化土pH值,抑制碱化度（ESP）,降低土壤CO23-、HCO-3、Cl-、K＋含量,但同时会增加根层Ca2＋、Mg2＋含量,提高土壤可溶性盐含量（EC）值。脱硫石膏也可以显著改善表层苏打型碱化土的物理性状,使土壤表层容重下降,土壤三相比中气相率增加,固相率降低,孔隙率增加,土壤硬度降低,活化了根际土壤养分,使土壤养分活性增强,植物吸收养分能力提高,作物生长环境得到改善。[结论]合理的脱硫石膏用量会提高苏打型碱化土上玉米产量。     

模拟酸雨对砖红壤锰离子的影响

为了解酸雨对土壤锰离子迁移和释放的影响,对发育于玄武岩的华南砖红壤进行了pH值范围2.5～7.0的模拟酸雨淋洗土壤柱21d的室内试验。结果表明:酸雨的pH值和淋溶土壤的时间对土壤的锰离子迁移量和有效锰均有极显著影响;低pH值的酸雨淋溶会引起土壤中锰离子的大量淋失,酸雨淋溶土壤造成的锰离子淋失量随淋溶时间的增加而增加;酸雨淋溶土壤会使大量的非有效态锰转化为有效态而显著提高土壤的有效锰含量。因此,酸雨对土壤锰离子的迁移和释放有较大的影响。     

用模拟酸雨淋溶法研究红壤和红色石灰土的盐基迁移状况

用模拟酸雨对红壤和红色石灰土的原状土柱进行连续淋溶,探讨土壤盐基的淋溶强度、容量以及土壤pH和交换性盐基的变化规律。结果指出,酸雨对红色石灰土的盐基淋溶强度和容量大于红壤。交换性盐基的淋溶速率也有同样趋势;土层厚度的增加能大大降低酸雨对盐基的淋溶强度、容量和淋溶速度;红壤的pH对酸雨淋溶较敏感。而红色石灰土的交换性盐基对酸雨的反应较敏感。所以就土壤酸化速率而言,以土壤pH为指标时,则红壤大于红色石灰土;但以盐基淋失量为指标时则相反。     

吉林省大安市苏打碱土碱化参数与特征

对大安市苏打碱土的主要碱化特征参数：土壤碱化度（ESP）、总碱度、pH等指标进行了测试分析。分析了该类型土壤碱化特征及其垂直分布态势。结果表明，土壤可溶性离子组成以Na^1NHCO3^-离子为主，两者占可溶性阳离子、阴离子总量的比例均在70％～80％以上，NaHCO3是造成该土壤碱化和性质恶化的主要因素。在20～80cm内出现一个明显的碱化层，该层ESP在25％～30％以上，pH〉10．3，在此范围之外，土壤碱化特征均有减弱趋势。土壤ESP与土壤禽盐量、总碱度和pH均具有相关性，ESP随土壤含盐量、总碱度的增大而增大。     

土霉素在土壤中的垂直迁移及其影响因素研究

采用土柱淋溶法,研究了土霉素在土壤中的垂直迁移特性,探讨了不同土壤类型、淋溶体积、淋溶液pH值、施药量等因素对土霉素在土壤中淋溶迁移的影响。结果表明,在红壤、黑钙土、赤红壤3种不同类型的土样中,土霉素的迁移深度为:赤红壤>红壤>黑钙土;土霉素主要富集在土壤表层,其含量随土壤深度增加而明显降低;同一深度的土壤中土霉素含量随着淋溶液体积的增加而增大,随pH值增大而减小;土霉素在土层中的含量分布、淋溶深度与其施药量均呈正相关;当淋溶液中含有一定量的土霉素溶液时,土霉素在土壤中的迁移深度明显增加。     

黄土露天矿区重构土壤典型物理性质差异及对植被生长状况的影响

为研究重构土壤典型物理性质对植被生长状况的影响,以中煤平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象,采用典型剖面采样法、室内测试法、方差分析法、拟合分析法等,分析土壤不同深度典型物理性质（土壤容重、土壤质量含水量）对植被生长指标的影响。结果表明,随着土层深度的增加,土壤容重均值呈现出先增加后减少的趋势,土壤质量含水量总体上随着土壤剖面深度的增加而降低。土壤容重介于0.87~2.00 g·cm^-3之间,土壤质量含水量的范围为1.19%~20.97%。各个土层之间土壤容重、土壤质量含水量均有较明显差异,且土壤容重在30~60 cm土层差异最明显,土壤质量含水量在0~30 cm土层差异最明显。研究区植被生长状况较好的样地土壤容重均值为1.47 g·cm^-3,土壤质量含水量随深度增加趋于10%左右,并且0~10 cm土层土壤容重与0~30 cm土层土壤质量含水量是影响植被生长的关键因素。研究区内重构土壤的容重、质量含水量在不同剖面以及不同土层之间存在较显著差异,表层土壤物理性质是影响植被生长的重要因素。     

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、全磷、速效钾含量均呈显著正相关。主成分分析表明,土壤交换性钙、交换性镁、碱解氮和有效锌含量是种植区土壤肥力变异的主要控制因素。研究表明,江西井冈蜜柚种植区果园土壤各土层间肥力和区域分布均存在较大差异,改良土壤以及补充养分含量有利于提升土壤肥力。     

红壤幼龄桔园套种豆科牧草后土壤酸度变化特征

基于2010—2011年开展的幼龄桔园套种豆科牧草对土壤酸度影响试验,以当地常规管理模式为对照,分析了种植圆叶决明和罗顿豆对土壤pH、交换性酸、铝的影响,及其与土壤养分含量的关系,并结合室内培养试验分析豆科牧草影响红壤酸度的主要因素。结果表明,与试验之初相比,套种圆叶决明处理0~20 cm土壤pH升高了0.19个单位,而罗顿豆处理土壤pH无显著变化。与常规模式相比,套种圆叶决明处理0~20 cm和20~40 cm土壤pH分别升高了0.26个和0.39个单位,而0~20 cm土壤交换性酸、铝含量分别降低了1.25 cmol(+)·kg~(-1)和1.35 cmol(+)·kg~(-1),20~40 cm土壤交换性酸、铝均降低了1.07 cmol(+)·kg~(-1)。土壤交换性铝含量与土壤全氮呈显著负相关(P0.05),而土壤全氮与土壤有机质和有效磷均呈极显著正相关(P0.01)。室内培养试验表明,豆科牧草的灰化碱含量和还田量是影响其改良红壤酸度的两个主要因素。可见,在酸性红壤上套种圆叶决明和罗顿豆未加剧表层(0~40cm)土壤酸化,相反套种圆叶决明对红壤酸度具有一定的缓解效果。     

活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的研究

为了解活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的贡献,量化了重庆西部地区不同土壤类型与耕作制度下61个典型农田土壤的表层（0~30 cm）、中层（30~60 cm）、底层（60~100 cm） 3层的活性铁铝矿物所固定的有机碳量（OC_Fe-Al）。结果表明：OC_Fe-Al表现为表层（均值2.02 g·kg^-1） > 中层（均值1.37 g·kg^-1） > 底层（均值1.19 g·kg^-1）;OC_Fe-Al占土壤总有机碳的范围为12.8%~83.6%。3层土壤的活性铁铝矿物平均固碳量,在不同土壤类型中,石灰岩土最高（1.83 g·kg^-1）,紫色土最低（1.40 g·kg^-1）;在不同耕作制度中,水旱轮作用地最高（1.65 g·kg^-1）,旱作用地最低（1.50 g·kg^-1）;在不同地形中,陡坡地最低（0.97 g·kg^-1）,平地（1.53 g·kg^-1）与缓坡地（1.54 g·kg^-1）较高;OC_Fe-Al与土壤Fe、Al及TOC含量呈显著正相关（P<0.01）,与土壤pH呈显著负相关（P<0.01）。总体而言,活性铁铝矿物固碳是土壤固碳的重要机制且对底层土壤碳库的贡献率更大;而土壤类型、耕作制度、土壤pH等均会影响活性铁铝矿物对土壤有机碳的固定。     

余江县水稻土剖面酸缓冲性能与酸化速率

为探明不同母质发育的水稻土在剖面层次上的缓冲性能特征及酸化速率大小,以红砂岩和河流冲积物母质发育的水稻土为对象,测定不同层次（0~20、20~40、40~60、60~80 cm和80~100 cm）土壤的pH、有机质、全氮、阳离子交换量和酸碱缓冲容量,定量比较不同母质和不同土层酸碱缓冲容量的变化及差异。结果表明：以红砂岩和河流冲积物母质发育的水稻土酸碱缓冲容量在0~20 cm土层比80~100 cm土层分别显著升高10.14 mmol·kg^-1和4.18 mmol·kg^-1,且随着水稻土初始pH（不加酸碱的pH）的增加,其酸碱缓冲容量也呈增加趋势。在0~20 cm土层,红砂岩母质发育的水稻土酸碱缓冲容量比河流冲积物母质显著增加7.38mmol·kg^-1;在20~100 cm土层,2种母质发育的水稻土酸碱缓冲容量无显著差异。红砂岩母质发育水稻土表层酸化速率（0.78kmol H⁺·hm^-2·a^-1）大于河流冲积物母质（0.36 kmol H⁺·hm^-2·a^-1）。水稻土酸碱缓冲容量与pH呈极显著负相关（P<0.01）,与交换性盐基总量呈显著负相关（P<0.05）,与阳离子交换量、有机质、全氮和交换性酸呈极显著正相关（P<0.01）;水稻土pH与有机质、全氮和交换性酸呈极显著负相关,与交换性盐基总量呈极显著正相关（P<0.01）,与阳离子交换量无相关性。研究表明,酸碱缓冲曲线可以很好地反映不同母质发育的水稻土在不同土层上对加酸、加碱量的敏感程度;随着土层深度的增加,2种母质的酸碱缓冲容量呈下降趋势,其中在0~20 cm土层,红砂岩母质发育的水稻土酸碱缓冲容量和酸化速率最高,其酸碱缓冲容量主要与初始pH、有机质、全氮、阳离子交换量、交换性盐基总量和交换性酸有关,且2种母质发育水稻土均处于铝硅酸盐矿物分解和交换性盐基离子缓冲阶段。     

模拟酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响研究

酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水（CK）和纯水+凋落叶（T0）为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65 （T1）、3.67 （T2）、5.55 （T3）的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO₂累积排放量为1.67~3.35 g·kg^-1,表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO₂累积排放量为0.99~3.90 g·kg^-1,表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶（T0）后,酸性、碱性土壤CO₂累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨（T3）能促进CO₂排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨（T1）会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化（P<0.05）,但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨（T2）对两类土壤的土壤呼吸、凋落叶分解的抑制或促进作用均未达显著水平。凋落叶的添加会显著增加碱性土壤的CO₂排放,但对酸性土壤CO₂排放的影响因模拟酸雨pH的差异而不同。总体而言,不同强度的酸雨对碱性土壤有机碳矿化有促进作用;而在酸性土壤中,除轻度酸雨外,其他强度的酸雨均抑制了土壤有机碳矿化。     

长期氮添加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落多样性的影响

以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm~(-2))、N15(15 kg N·hm~(-2))、N30(30 kg N·hm~(-2))、N50(50 kg N·hm~(-2))、N100(100 kg N·hm~(-2))、N150(150 kg N·hm~(-2))、N_200(200 kg N·hm~(-2))、N300(300 kg N·hm~(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50N30N100N15N0N_200N150N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm~(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。