7Be在坡面土壤侵蚀中应用的研究进展

7Be是自然界产生的一种放射性核素,半衰期为53.3d,通过干湿沉降到达地表,被土壤颗粒强烈吸附,随土粒的迁移而发生再分布,因此可作为土壤侵蚀的示踪剂。本文就将7Be目前在土壤侵蚀研究中的应用现状做了介绍,并对今后利用7Be示踪土壤侵蚀提出了建议。     

铬在土壤中的吸附解吸研究进展

对铬在土壤中的吸附解吸研究进行了综述,土壤中铬的吸附解吸机理包括非专性吸附(离子交换吸附)、专性吸附以及物理表面吸附,分别对pH、氧化还原电位、土壤组分(土壤矿物和有机质)、竞争离子以及离子强度等因素对铬吸附解吸的影响作了论述。文章进一步描述了土壤中铬吸附解吸的数学模型Freundlich方程、Langmuir方程、一级动力学模型、金属-腐殖酸模型(one-sitemodel)和表面络合模型-扩散层模型(DLM)等的研究情况,并对今后的研究方向进行了探讨。     

不同pH值条件下重金属Pb~(2+)的吸附解吸研究

采用1次平衡法研究了不同pH值条件下重金属Pb2+的吸附解吸特性。研究结果表明,吸附量随平衡浓度的增加而增大,随pH值的升高而增大。初始浓度为100mgL-1和pH值为7分别为初始浓度和pH值的变化敏感阈值。解吸量随吸附量的增加而增大,解吸量随吸附量变化而变化的幅度随pH值的增大而减小。解吸量随pH值的增大而减小。解析率大小顺序为:pH=3>pH=5>pH=7>pH=9>pH=11。     

~(14)C-红霉素在土壤中的吸附解吸和淋溶特性

为探究抗生素在土壤中的吸附、解吸及其淋溶迁移行为,采用振荡平衡法和土柱淋溶法分别研究了~(14)C-红霉素在7种不同类型土壤中的吸附、解吸和淋溶特性。吸附试验结果表明,红霉素在7种土壤中的等温吸附-解吸规律满足Freundlich、Langmiur和线性模型,相关系数R~2为0.9810~0.9999。土壤性质对红霉素的吸附性能有显著影响,7种土壤中吸附常数Kf值依次为S_6S_3S_7S_5S_2S_4S_1。相关性分析表明,Kf值与土壤有机质含量呈正相关(r=0.956,P0.01),而与土壤pH值、阳离子交换量、粘粒含量无显著相关性。红霉素在7种土壤中的吸附自由能变化均小于40 k J·mol~(-1),表明其在土壤中的吸附机制主要为物理吸附。红霉素在7种土壤中的解吸均存在明显的滞后现象。土柱淋溶试验结果表明,红霉素在7种土壤中淋溶性均较弱,66.86%~92.53%的量集中在0~5 cm表层土壤中。总体上红霉素在土壤S_1、S_2和S_4中的淋溶能力最强,其次为S_3、S_5和S_7,在S_6中最不易淋溶,与吸附试验结果相一致。综合红霉素在土壤中的吸附、解吸和淋溶特性,红霉素在土壤中较难淋溶,使其可能在土壤介质中积累,存在一定的环境污染风险。本研究结果对评估环境安全性具有重要意义。     

有机酸对几种土壤胶体吸附解吸镉离子的影响

用平衡法研究了有机酸对土壤胶体吸附 解吸Cd2 的影响。结果表明 ,黄棕壤、红壤、砖红壤胶体Cd2 最大吸附容量 (Qm)分别为 4 3 7、16 8、1 5 8mmolkg-1。在加入Cd2 浓度相同的条件下 ,土壤胶体Cd2 吸附量随有机酸浓度的升高呈峰形曲线变化。当有机酸与Cd2 共存时 (竞争吸附 ) ,低浓度的草酸 (小于0 5～ 2mmolL-1)或柠檬酸 (小于 0 0 2 5～ 0 2mmolL-1)提高Cd2 吸附量 ,高浓度的草酸或柠檬酸能降低Cd2 吸附量。吸附有机酸后的土壤胶体 (次级吸附 )对Cd2 次级吸附量的影响与竞争吸附一致 ,但两者的Cd2 吸附量变化幅度不一样。这是由于两种吸附体系液相中有机酸残留浓度不同所致。土壤胶体吸附态Cd2 的解吸结果表明 ,草酸浓度不仅影响Cd2 的总解吸量、总解吸率 ,还影响土壤胶体表面KNO3 解吸态与DTPA解吸态Cd2 的分配比例     

氮、磷、锌肥对纤维亚麻产量的效应

本文研究了南方主要母质发育的水稻土对硅酸盐的吸附与解吸特征。结果表明:吸附资料能很好地用Freundlich方程拟合,Temkin方程次之。不同浓度下的吸附过程可能存在两种吸附机制,解吸过程均呈抛物线型。连续解吸可提高土壤吸附Si后的解吸率。     

pH对砷在贵州红壤中的吸附的影响

本文研究了贵州遵义红壤中pH对砷(As)的吸附和形态的影响。结果表明,当溶液中As的浓度增大时,土壤对As的吸附量增大,吸附率逐渐降低,As从红壤的低能位点位逐渐进入到高能位吸附点位,吸附反应速率减慢。Langmuir方程拟合等温吸附效果较好,可决系数达到0.969 (P < 0.001)。体系pH是影响红壤对As吸附、解吸的重要因素,As的吸附量随着体系pH的升高而降低,吸附态As的解吸量随着体系pH的升高而增大。酸性环境(pH = 4 ~ 6.5)有利于As的吸附,碱性环境(pH = 7 ~ 8.5)有利于As的解吸。     

不同电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附–解吸的影响

本文研究了NaCl、Na_2SO_4、Na_3PO_4 3种背景电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附和解吸的影响。结果表明:在这3种背景电解质作用下,牛粪生物质炭对腐殖酸的吸附量和吸附率随着加入液腐殖酸浓度的增加而增加,但是增加速度逐渐变缓。3种背景电解质相比,NaCl中牛粪生物质炭对腐殖酸的吸附量和吸附率均为最高,吸附量范围为0.13～6.10 mg/g,吸附率范围为25.40%～87.14%。随着加入液腐殖酸浓度的增加,吸附态腐殖酸的解吸量逐渐增加,解吸率逐渐减小。3种背景电解质相比,Na_2SO_4中牛粪生物质炭吸附的腐殖酸的解吸量最高,解吸量范围为0.15～0.78 mg/g。加入液腐殖酸浓度为140 mg/L,3种背景电解质中牛粪生物质炭吸附的腐殖酸的解吸量均达到最大值,解吸量的大小顺序为Na_2SO_4Na_3PO_4NaCl。Na_3PO_4对腐殖酸的解吸率影响最大,解吸率范围为17.24%～90.55%,NaCl对腐殖酸的解吸率影响最小,解吸率范围为8.22%～53.54%。用Langmuir拟合3种背景电解质中腐殖酸的等温吸附曲线和等温解吸曲线,其相关系数都达到显著水平。研究结果揭示了不同背景电解质对牛粪生物质炭吸附和解吸腐殖酸的影响,可为土壤保土保肥提供理论参考。     

冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响

以棕壤为研究对象,采用室内模拟冻融环境的方法,研究土壤磷素吸附-解吸行为,采用Langumuir、Freundlich和Temkin方程对吸附过程进行拟合分析,定量研究冻融作用对土壤磷素吸附机制的影响,同时建立土壤磷素解吸量与吸附量关系方程,进一步探讨冻融土壤磷吸附-解吸特性。结果表明,冻融条件下棕壤对磷的吸附规律一致,吸附量均随着平衡溶液中磷浓度增加而逐渐增大,与未冻融土壤相比,冻融后土壤磷等温吸附曲线变得平缓。冻融条件下磷等温吸附曲线用Langmuir方程拟合相关性最好。土壤磷素解吸量与相应最大吸附量符合线性相关。冻融后土壤磷固定吸附量低于未冻融土壤,即冻融过程促进土壤磷素释放,增加了土壤磷流失风险。多次冻融循环对土壤磷吸附-解吸行为影响更为强烈。     

施硅对水稻土磷素吸附与解吸特性的影响研究

研究了水稻土中施Si对P吸附与解吸特性的影响。结果表明 ,由于土壤中Si、P存在着竞争性吸附 ,当Si施入土壤时 ,它必然占据一部分Si、P共用的吸附点位 ,降低了土壤中P的吸附量。施Si对P解吸量的影响比较复杂 ,在低P浓度 (10、20、30mg/kg)时 ,施Si增加了P的解吸量 ;在高磷浓度 (40mg/kg)时 ,施Si后P的解吸量变化不大 ,而P浓度为 50mg/kg时 ,P的解吸量随Si的施加呈下降趋势。表明Si减少P吸附量的同时 ,也由于降低了土壤对P的吸附结合能 ,而增加了易解吸P的含量。施Si明显的提高了土壤P的解吸率     

红壤丘陵区土壤137Cs含量与土壤颗粒组成的关系研究--以江西省丰城市为例

通过对江西省红壤地区的39个土壤剖面采样数据进行数理统计分析,发现在土壤表层20 cm范围内,不同土层137Cs含量与土壤粒径具有一定的相关性,其中与砂粒含量和粉砂粒含量具有正相关关系,与砾石含量和黏粒含量具有负相关关系。通过逐步回归分析发现,在各土层与137Cs含量关系最为密切是砂砾含量,两者呈现显著的正相关关系。同时建立了137Cs含量与砂砾含量的定量关系模型,并通过方差分析证明该模型可靠,但该模型应用于土壤侵蚀还需要进一步研究。     

工程建设弃土弃渣水土流失7Be核素示踪监测技术

系统介绍了7Be核素侵蚀示踪技术的原理和方法。7Be核素侵蚀示踪技术提供了短时期季节性或单次降水事件的水土流失信息,可为水土流失监测,土壤侵蚀模型试验研究提供重要信息数据。7Be核素侵蚀示踪技术具有不受场地限制、简便快捷,省时省力等特点。对工程建设弃土弃渣水土流失的监测,不用建立把口站或径流小区,只须在雨季后采一次样,或雨季(单次降雨)前后各采集一次样品,利用7Be核素侵蚀示踪技术就可精确估算出其水土流失量。     

三峡库区紫色土坡地~7Be空间分布研究

利用~7Be示踪法研究了三峡库区坡耕地和休耕地在两时段不同降雨强度条件下~7Be本底值变化以及坡面土壤侵蚀空间分布特征.结果表明,两个时间段土壤~7Be本底值面积活度分别为304.0 Bq/m~2和441.7 Bq/m~2,从深度分布看,两次~7Be本底值剖面分布在整体上是相似的,~7Be主要分布在0-18 mm表层,4月13日55.2%的~7Be和5月20日73.6%的~7Be分布在地表0-3mm.随着深度的增加,~7Be含量递减,18mm以下基本不含~7Be.从顺坡分布看,降雨量较小的时间段,坡耕地和休耕地上~7Be在顺坡不同部位分布的差异不显著;在降雨量较大的时间段内,坡耕地和休耕地上~7Be在顺坡不同部位分布有显著差异.坡耕地在顺坡5-10m处发生明显侵蚀,休耕地由于苎麻篱的拦沙作用,坡面~7Be面积活度呈现减少-增加-减少-增加的变化特征.     

应用环境放射性核素示踪技术研究农业立体污染的构思

如何进行有效的监测与防治农业立体污染,已经成为研究我国食品安全与人类生存环境的重大科学问题之一。本文从论述137Cs2、10Pbex7、Be的来源和示踪原理入手,提出了应用环境放射性核素示踪技术研究农业立体污染的新构思,主要包括:查明农业景观系统中污染物质的本底值,辨析污染物来源和传输路径,评价不同农艺措施和土地利用防治农业立体污染的有效性,建立基于环境核素示踪的农业立体污染分布式预测模型。     

盆栽-自然土生长试验研究小麦对土壤中137Cs的吸收

利用环境放射性示踪剂盆栽模拟试验研究了2种小麦对不同活度水平的纯自然江西红壤中137Cs的吸收规律。结果表明,除林地土壤基本不含137Cs外,小麦植株中137Cs均有一定程度的积累,且小麦对137Cs的浓集能力(用转移系数TF表示)随土壤活度水平的提高而增强,大致为扬麦12号:草地(116.36)>水稻旱(47.22)>旱耕(27.33)>林地(几乎没有);扬麦158号:草地(194.92)>水稻旱(16.54)>旱耕(13.41)>林地(几乎没有)。小麦植株各组成部分137Cs积累量大致为:根>茎秆和籽粒外壳>籽粒。小麦吸收的137Cs对估算土壤侵蚀量有很大影响,可为今后示踪模型的修正提供依据。     

坡面植物生长期内对7Be的截留吸收及影响因素分析

对坡面植物在生长期内7Be含量的动态变化进行研究,发现随着生长植物在生长期内7Be含量增加,单位面积上植物截留吸收7Be量增加;研究区坡面7Be的植被截留吸收率为3.35%~8.44%,说明植被覆盖对土壤中7Be含量有重要的影响。同时还发现,不同采样间隔期7Be日均增量不定,在整个采样期内变异性大,变异系数为0.69,但从春季到夏季的前4个采样间隔期变异性相对较小;不同采样间隔期7Be日均增量和日均降雨量呈正比,相关系数为0.64。     

铜钼硅营养对苦瓜产量和品质影响的研究

通过田间试验,比较研究了在细砂土和粉壤土两种质地的土壤上,cu、Mo、Si营养对苦瓜产量和品质的影响.结果表明,与对照相比,在细砂土上施Cu能显著提高苦瓜产量,而施Mo、Si未表现出明显的增产作用;在粉壤土上施Si极显著提高了苦瓜产量,而施Cu、Mo未表现出明显的增产效果.在细砂土上施Cu、Mo极显著降低了苦瓜硝酸盐含量,而施Si未降低硝酸盐含量;在粉壤土上施Cu、Mo、Si均使苦瓜硝酸盐含量显著或极显著降低.在两种质地的土壤上施Cu、Mo、Si对Vc含量没有明显的影响;在细砂土上施Cu、Mo、Si极显著提高了可溶性糖含量,在粉壤土上施Cu、Mo亦极显著提高了可溶性糖含量.本试验结果表明在不同的土壤质地上Cu、Mo、Si营养对苦瓜的增产效应和品质改善效应不同.     

Rubidium-Verarmung des wurzelnahen Bodens durch Maispflanzen

Rubidium depletion of the soil-root interface by maize plants Maize plants were grown in flat containers with radioactive labelled rubidium. Changes of the Rb concentration in soil in the vicinity of the roots were determined by means of the film density of autoradiographs. Results were as follows: The Rb concentration of the soil at the root surface decreased markedly within one day; only small changes occured after this period. Initially, the width of the depletion zone was very small. It extended in the following days in a radial direction. Therefore, after the initial phase the Rb supply of the plants depended on transport from more remote parts of the soil. Soil texture and Rb level strongly influenced both degree and distance of Rb depletion. Thus, the Rb concentration at the root surface decreased by 80% of the initial value in a sandy soil (4% clay) and by only 30% in a silt loam soil (loess, 21% clay). The depletion zone extended to a distance of 2 mm in the silt loam soil from the surface of the root cylinder and to 5 mm in the sandy soil. Hence, in the silt loam about 20% and in the sandy soil almost 100% of the total soil volume contributed Rb to the plant, assuming a root density of 1 cm per cm³ of soil. Increased levels of Rb enhanced Rb availability by increasing both the degree of soil depletion near the root surface and the size of the depletion zone. The quantity of Rb available per cm of root varied between 0.05 μmol in the silt loam with low Rb application and 2.7 μmol in the sandy soil with high Rb application. The amount of Rb depleted from the soil, expressed as per cent of the Rb exchangeable by ammoniumacetate ranged from 3 to 7% in the silt loam and from 20 to 30% in the sandy soil, calculated on the basis of 1 cm root per cm³ of soil. The Rb concentration of the soil solution near the root surface was reduced to 2 μmolar.     

采用14C同位素标记植物的装置与方法

碳同位素(14C)示踪是研究植物残体有机碳在土壤中分解与转化较灵敏的方法,已被广泛用于土壤有机碳周转动力学研究。本文详细介绍了一种在密闭箱中采用14C同位素标记植物的装置和操作方法。该装置设备简单,操作方便可靠;该方法亦适合于采用13C1、5N等同位素对植物进行标记和示踪。     

基于REE示踪的土壤团聚体破碎转化路径定量表征

土壤团聚体破碎转化路径是坡面侵蚀过程研究的难点问题之一。目前团聚体破碎转化路径的定量表征仍不明晰,一定程度上限制了土壤侵蚀过程中泥沙分选搬运机制的深入研究。基于大样带调查选取6种不同质地的典型农耕地土壤为研究对象,结合稀土元素(Rare Earth Elements,REE)示踪方法,综合分析不同粒径土壤团聚体(5~2,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm)和不同径流扰动周期(24 h,7天)对REE吸附和解吸能力的影响,探究REE示踪不同粒径土壤团聚体破碎转化的可行性,定量表征了土壤团聚体破碎转化路径。结果表明:REE与土壤团聚体的实际吸附浓度低于施放浓度,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm土壤团聚体的REE吸附浓度与黏粒含量呈显著正相关(P<0.05);径流扰动影响对吸附于土壤团聚体的REE解吸作用十分微弱,解吸浓度仅占REE实际吸附浓度的0.001%~0.139%。5~2,2~1,1~0.5,05~0.25,<0.25 mm土壤团聚体经过湿筛后向各粒径转化的路径基本相同,向<0.25 mm微团聚体转化为土壤团聚体破碎的主要路径。相较于粉粒、黏粒含量较高的土壤团聚体,砂粒含量较高的土壤团聚体向1~0.5,0.5~0.25 mm粒径的转化贡献率整体偏低。基于REE示踪得到的>0.25 mm各粒径团聚体质量整体被低估,低估范围为-27.96%^-11.08%;而<0.25 mm团聚体质量则被高估,高估范围为3.65%~22.73%。基于各粒径土壤团聚体的REE量化值建立了校正关系,可将计算相对误差降低至0.04%~16.24%。