青藏高原东缘第四纪泥石流沉积物地球化学分析

以甘肃武都地区、云南小江流域发育的泥石流体为研究对象,采用地球化学元素分析方法,分析不同地区,不同时代泥石流体中化学元素的分布、分配、迁移和富集的规律,并对泥石流沉积物中的硅铝系数(SiO₂/Al₂O₃)、CaCO₃含量、pH值、有机质含量所反映的气候变化特点进行了探讨.结果表明:第四纪泥石流的地球化学特征有别于其它类型的第四纪沉积物;青藏高原东缘第四纪泥石流体中SiO₂、CaCO₃、有机质含量表现为时代越老含量越高,而Al₂O₃、K₂O含量则表现为时代越老含量越低;硅铝系数表现为时代越老越高,显示了第四纪时期该地区气候波动的总体趋势是干燥程度逐渐增加.研究结果对分析青藏高原的阶段性隆升具有一定的借鉴意义.     

周期性冻融对棕壤理化性质及Pb赋存形态的影响

为探究气候变化背景下周期性冻融对土壤性质及重金属的影响,采用模拟试验,探讨冻融频次对棕壤微团聚体、pH值、电导率(EC)、有机质(OM)、阳离子交换量(CEC)、PO^3-₄、酶活性以及Pb赋存形态的影响,分析了周期性冻融下Pb赋存形态与土壤理化性质间的相关性。结果表明:周期性冻融导致2～0.25 mm颗粒含量降低,0.25～0.05 mm颗粒含量增加,微团聚体稳定性被破坏。随着冻融频次的增加,棕壤pH值,EH,OM,CEC,URE活性升高,PO^3-₄,CAT活性降低。冻融频次增加时,弱酸提取态Pb含量增加(p<0.05),可还原态Pb含量先增后降,残渣态Pb含量先降后增,可氧化态Pb含量呈波动式; 弱酸提取态Pb与PO^3-₄呈显著负相关(p<0.05),残渣态Pb与PO^3-₄呈显著正相关(p<0.05),可还原态Pb与土壤pH值呈显著正相关(p<0.05),可氧化态Pb与土壤OM呈显著正相关(p<0.05)。综上,冻融会通过改变土壤的理化性质从而导致Pb生态毒性增强,从而在一定程度上增加了Pb对深层土壤及地下水的环境风险。     

连续三年施用改良剂对镉污染稻田的修复效果研究

【目的】本研究目的为探讨连续三年施用石灰、生物炭和硅肥对中度镉污染稻田的修复效果。【方法】以湖南省典型双季稻区土壤-水稻系统为研究对象,采用随机区组设计,共设对照(T₁)、施用石灰(T₂)、施用生物炭(T₃)和施用硅肥(T₄)4个处理,分析施用不同改良剂的稻田土壤理化性质和水稻镉含量特征,通过冗余分析与回归分析探究土壤因子对镉在土壤-水稻系统中迁移转运的影响。【结果】相较于T₁处理,T₂处理土壤pH显著增加至6.92±0.05,土壤有效镉降低至0.41±0.09 mg kg^-1;T₃、T₄处理与T₁处理相比,土壤pH、有效镉、活性有机质均无显著差异。T₃处理早稻和晚稻糙米镉含量最高,分别为0.54±0.07和0.11±0.04 mg kg^-1;T₂处理最低,分别为0.16±0.00和0.03±0.01 m...     

基于因子与聚类分析的不同林分土壤理化性质评价

基于对半干旱黄土地区抗旱造林示范区定位试验,筛选具有相似地形条件的10块标准地,选择9项反映土壤理化性质的定量指标,采用因子分析及聚类分析对不同配置及密度林分的土壤理化性质进行综合评价,采用系统聚类法对其进行分类。通过因子分析,将9项指标转化为4个主因子:土壤速效养分供应因子、土壤全氮及pH因子、土壤结构持水因子、土壤容重因子。因子得分结果表明:不同林分模式4个公因子差异明显,各林分对土壤理化性质改良各有侧重,落叶松油松混交得分较低,可能是深根性树种对表层土壤改良影响甚微,因子综合得分前三名均为刺槐林（林分密度1200～1700株/hm²）,依次为刺槐CH₂（1200株/hm²）>刺槐CH₁（1700株/hm²）>刺槐CH₅（1625株/hm²）,说明刺槐作为研究区优势种,在改善土壤理化性质方面优势显著,适宜密度下刺槐林对土壤理化性质的改良作用更突出。聚类分析结果表明,将改良土壤理化性质相似的林分化为一类,说明不同植被配置模式对土壤理化性质改良存在相似性,但不同类林分对土壤理化性质改良各有侧重。     

长期施肥对棕壤氨氧化细菌和古菌丰度的影响

【目的】氨氧化是氮转化过程的限速步骤,其由氨氧化微生物所驱动。本研究旨在探明 37 年玉米–大豆轮作施肥条件下影响棕壤氨氧化微生物丰度的主要影响因子及变化规律。【方法】以沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验耕层土壤 (0—20 cm) 为材料,选取其中 9 个施肥处理进行取样分析:不施肥 (CK)、低量氮肥 (N₁)、高量氮肥 (N₂)、氮磷肥 (N₁P)、氮磷钾肥 (N₁PK)、高量有机肥 (M₂)、高量有机肥 + 低量氮肥 (M₂N₁)、高量有机肥 + 氮磷肥 (M₂N₁P)、高量有机肥 + 氮磷钾肥 (M₂N₁PK)。采用实时荧光定量 PCR 技术测定其氨氧化微生物丰度,通过对土壤基本化学性质和氨氧化微生物丰度的冗余分析找出影响氨氧化微生物丰度的主要因素。【结果】施用有机肥处理的土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷、铵态氮、硝态氮含量明显高于不施肥和单施化肥处理。各施肥处理土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷的含量总体呈现有机肥处理 > 化肥处理 > CK;与不施肥处理 (CK) 相比,单施化肥处理显著降低了土壤 pH 值,施用有机肥处理显著提高了土壤 pH 值,其中 N₂ 处理的土壤 pH 最低,M₂ 处理的土壤 pH 最高。不同施肥处理氨氧化细菌 (AOB) 的丰度为 0.94 × 106～5.77 × 106 copies/g 干土,氨氧化古菌 (AOA) 的丰度为 3.56 × 106～1.22 × 107 copies/g 干土;施用有机肥处理 AOB 和 AOA 丰度显著高于不施肥和单施化肥处理,其中 M₂ 处理的 AOB 和 AOA 丰度最高,单施氮肥处理的 AOB 和 AOA 丰度最低。冗余分析 (RDA) 表明,影响棕壤 AOB 和 AOA 丰度的主要环境因子有土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾,且与 AOB 和 AOA 丰度呈正相关关系。【结论】长期轮作施肥显著改变了棕壤的化学性质,从而对氨氧化微生物的丰度产生了显著影响。长期施用有机肥显著提高了土壤养分含量及 AOB 和 AOA 的丰度,对维持土壤氨氧化微生物的数量起到十分重要的作用;同时试验结果也为今后通过改变土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等性质对 AOB 和 AOA 进行调节提供了依据。     

不同修复植被类型的三峡库区消落带土壤细菌群落分析

为了探究三峡库区消落带不同修复植被对土壤细菌群落结构的影响,以纯草地(A₁)、纯林地(A₂)和覆草林地(A₃)3种不同样地土壤为研究对象,采用土壤理化因子检测及扩增子测序的研究方法,分析了不同修复植被对三峡库区消落带土壤细菌群落的影响。结果表明:不同样地的pH值、全氮(TN)和全磷(TP)含量无显著性差异,A₁和A₃的土壤有机碳(SOC)含量之间无显著性差异,但均显著高于A₂(p<0.05); 相关分析显示样地土壤细菌群落ACE指数和Shannon指数与土壤SOC和TN含量显著正相关(p<0.05),Chao1指数与土壤SOC含量显著正相关(p<0.05); 不同样地土壤的细菌优势种群无明显区别; 属水平上6个优势种群的相对丰度与土壤SOC和TN含量显著相关(p<0.05); 冗余分析显示SOC是影响三峡库区消落带不同修复植被样地细菌群落的主要显著性因子(p<0.05)。由此可以得出,不同修复植被类型的消落带土壤的细菌优势种群无明显差异,土壤细菌群落结构主要受土壤SOC的影响。     

日光温室嫁接黄瓜硅钙优化施肥方案

  【目的】  硅和钙在促进作物矿质元素吸收、提高产量及改善风味品质等方面发挥积极作用。本研究旨在探讨日光温室黄瓜硅、钙适宜施用量,为提高黄瓜产量和品质提供理论依据和技术指导。  【方法】  以‘津优’35号为试材进行了日光温室黄瓜小区试验。在相同氮磷钾用量和施用方法下,采用二因子饱和D—最优设计,设6个不同硅、钙配施处理,随水分4次施入。调查分析黄瓜产量与品质,并建立以SiO₂、CaO用量为变量因子,以黄瓜产量与品质为目标函数的二元二次多项式数学模型。  【结果】  SiO₂ (X₁)、CaO (X₂) 用量与黄瓜产量Y_y的回归方程为Y_y = 108455.82 + 80.27X₁ + 138.91X₂ – 0.15X₁2 – 0.40X₂2 – 0.05X₁X₂,与黄瓜品质Y_q之间的回归方程为Y_q = 64.113 + 0.116X₁ + 0.237X₂ – 2.167E-04X₁2 – 5.552E-04X₂2 – 1.741E-04X₁X₂。X₁的偏回归系数分别为80.27和0.12,明显小于X₂的偏回归系数138.91和0.24,表明硅肥对黄瓜产量和品质的影响小于钙肥。当SiO₂、CaO用量分别为240和159 kg/hm2时,黄瓜产量达到最高;SiO₂、CaO施用量为195和183 kg/hm2时,黄瓜品质综合评分最高。  【结论】  本试验条件下,实现日光温室黄瓜高产优质栽培的硅、钙施肥方案为SiO₂ 195～240 kg/hm2、CaO 159～183 kg/hm2,硅钙配比为1∶0.78。     

长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响

【目的】 长期施肥显著影响着酸性土壤的pH,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌 (ammonia-oxidizing archaea,AOA) 和氨氧化细菌 (ammonia-oxidizing bacteria,AOB) 的变化,为土壤培肥提供理论依据。 【方法】 供试土壤为27年长期定位施肥试验的红壤,供试作物为玉米。选择不施肥对照 (CK)、氮肥120 kg/(hm2·a)(N)、氮磷钾肥 (NPK) 和猪粪2000 kg/(hm2·a)(OM) 4个处理采集土壤样品,测定了土壤基本理化性状;利用qPCR、PCR-DGGE方法,分析土壤AOA和AOB群落丰度与组成。 【结果】 1) 长期定位施肥导致土壤pH值发生显著变化,N处理的土壤pH值最低,仅为4.03,其次是NPK和CK处理的土壤,OM处理土壤pH值最高,接近中性达6.40。2) 与CK相比,长期施肥提高了土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量。3)OM处理显著提高了土壤NH₃浓度,而其它处理对NH₃浓度无显著影响。4) 施肥显著增加了土壤AOA的丰度,OM处理提升幅度最大;AOA丰度与土壤有机质碳、全氮呈极显著正相关 (P < 0.01),与铵态氮、土壤NH ₃浓度呈显著正相关 (P < 0.05),与土壤pH、硝态氮关系不显著 ( P > 0.05);施肥改变了AOA的群落结构,CK、N、NPK处理的群落结构差异不显著,OM处理与另外三个处理差别较大。主要AOA类群是Group 1.1b,少数属于Group 1.1a-associated。RDA分析表明,土壤pH值、有机质、总氮、铵态氮、土壤中NH ₃浓度是导致AOA群落变化的主要环境因子。5) 仅OM处理对AOB丰度和群落产生了显著影响,主要类群是Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。AOB丰度与土壤NH₃浓度呈极显著正相关 (P < 0.01),与有机质碳、全氮呈显著正相关关系 ( P < 0.05),与土壤pH、铵态氮、硝态氮关系均不显著 ( P > 0.05)。 【结论】 长期施用不同肥料对酸性土壤的理化性质影响差异大,AOA和AOB的丰度和群落结构也发生了明显变化,尤其是施加有机肥之后。来自不同处理的大部分AOA属于Group 1.1b类群,少数属于Group 1.1a-associated类群。仅在OM处理中检测到AOB类群,大部分属于Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。      

不同氮肥类型及配施壳聚糖对八宝景天修复镉污染土壤的强化效果

  【目的】  八宝景天 (Hylotelephium spectabile) 是研究最多的修复Cd污染土壤的植物之一,但还需进一步提高其修复效率以增加其实际应用价值。本研究比较分析了不同氮肥类型以及螯合剂对污染土壤上八宝景天Cd吸收转运的影响及其作用机制,以期为强化八宝景天Cd修复效率提供科学依据和技术支持。  【方法】  采用八宝景天进行了盆栽试验,供试土壤为采自四川绵竹的潴育水稻土和广西阳朔的棕色石灰土,两个土壤Cd含量均超过我国农田土壤污染风险筛选值。在氮磷钾肥料施用量一致的条件下,设置生理中性的碳酸氢铵 (NH₄HCO₃)、生理酸性氯化铵 (NH₄Cl)、生理碱性氨水 (NH₃·H₂O) 以及NH₄HCO₃配施壳聚糖4个处理。八宝景天生长20天后,测定根、茎、叶生物量和Cd含量,并测定了根际土壤pH、有效态Cd含量以及不同形态Cd含量。  【结果】  NH₄Cl较NH₄HCO₃处理降低了两种土壤根际pH,提高了有效态Cd含量。NH₄HCO₃配施壳聚糖处理对根际土壤酸化效果强于NH₄Cl处理,潴育水稻土和棕色石灰土两种土壤根际有效态Cd含量分别较NH₄Cl处理提高18.6%和15.5%。此外,与施用NH₄HCO₃相比,NH₄Cl提高了两种土壤水溶态和弱酸提取态Cd含量,而NH₄HCO₃配施壳聚糖处理虽使水溶态Cd含量增加,但由于壳聚糖与土壤中Cd形成稳定性较强的络合物,同时促进了八宝景天对弱酸提取态Cd的吸收,因此其根际弱酸提取态Cd含量无显著差异。NH₄HCO₃、NH₄Cl和NH₃·H₂O 3种氮肥类型对八宝景天生长和Cd吸收转运的促进作用无显著差别,而NH₄HCO₃配施壳聚糖则使八宝景天生物量较其他施氮处理显著提高了29.6%～79.8%,同时NH₄HCO₃配施壳聚糖对八宝景天Cd吸收转运的促进作用受土壤类型、理化性质和污染程度的影响,对棕色石灰土上八宝景天各部位Cd含量、生物富集系数和转运系数分别提高了16.0%～143.4%、45.8%～137.5%和25.3%～81.6%,而在潴育水稻土上促进作用均较小。  【结论】  在施氮量一致的情况下,施用生理酸性氮肥有利于促进八宝景天Cd吸收,肥料和壳聚糖配施可能是强化八宝景天Cd修复效率的有效措施。其强化效果在中性偏碱性土壤上好于在酸性土壤上。     

冻融交替对土壤CO2排放影响的研究进展

在全球气候变暖背景下,愈加广泛和频繁的冻融现象将会对土壤碳的生物地球化学循环过程产生深远的影响,因此归纳总结冻融作用对土壤二氧化碳（CO₂）排放的影响,可为科学揭示冻融作用对土壤CO₂排放的影响机理提供理论支撑。在总结相关文献的基础上,系统地分析了冻融格局（冻融温度、循环次数及持续时间等）对土壤CO₂排放量的影响,并从土壤理化性质、土壤微生物等方面归纳总结土壤CO₂排放对冻融作用的响应机制。冻融作用能降低土壤团聚体稳定性,促进溶解性有机碳的释放,并能够使微生物的数量降低,细胞破裂,释放碳氮营养物质以供存活的微生物利用,从而促进土壤CO₂排放的增加,且与冻结温度和冻融循环次数密切相关。但由于生态系统类型、土壤理化性质、冻结温度等的差异,冻融作用也可能会促进土壤团聚体稳定性增加,抑制活性碳的释放和微生物的活性,减少土壤CO₂的排放。虽然目前已有研究能够对冻融作用对土壤CO₂排放的影响及其驱动机制作出初步解释,但由于存在实验参数缺乏原位性、对土壤微生物的研究不够深入和数据难以量化等不足,致使研究结果存在较大的差异和不确定性,因此还需进一步深入研究。     

关于生态修复若干概念与问题的讨论

开展生态修复研究与实践 ,应理清环境、生态、环境生态、生态恢复、生态建设、生态工程等与之相关的一些概念及科学内涵 ,避免概念上的混乱。我国的生态工程与国外的环境生态修复和生态恢复有较大差别 ,将生态学应用于农林水等生产领域 ,是我国生态工程研究与实践的突出特点。流域生态修复是今后生态修复的发展方向 ,水土保持工程是建设项目生态修复的主体 ;当前亟待开展生态修复机理、生态修复潜力、生态修复指标体系等方面的研究     

湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性的影响因素研究

【目的】 揭示湿地植物铅的富集特征及根际铅移动性影响因素的作用机理,为人工湿地修复重金属污染水体提供理论指导和依据。 【方法】 通过根箱法研究了五种挺水湿地植物 (大叶皇冠草、黑籽荸荠、圆币草、草龙、小婆婆纳) 根际 pH、氧化还原电位 (Eh)、Fe2+ 和 Fe3+ 浓度、铅 (Pb) 的化学形态及移动性的变化。 【结果】 与非根际相比,五种植物根际pH下降,Fe2+ 和 Fe3+ 浓度显著下降,Eh显著升高,Pb的移动性显著降低 (P<0.05)。与非根际相比,根际pH下降幅度为 0.1～0.4个单位,根际Fe2+和 Fe3+浓度下降幅度为0.6～2.7 mmol/kg。土壤中铅的存在形态主要以残渣态为主 (36.39%～47.54%),其次是铁锰氧化物结合态 (30.16%～41.64%)、有机质结合态 (8.85%～15.08%) 和碳酸盐结合态 (6.89%～12.46%)。五种湿地植物根际Pb的移动性降低的主要原因是根际碳酸盐结合态Pb含量显著下降,其中大叶皇冠草受根际pH、Eh、Fe3+和Fe2+的影响导致其根际Pb移动性降低效应最为显著。 【结论】 五种供试植物Pb主要分布在根部;根表富集的铁膜数量显著高于锰膜数量;供试植物根际Fe3+含量与Pb的移动性因子呈极显著正相关,湿地植物根系铁氧化能力对降低其根际重金属的移动性有重要作用。本研究为人工湿地修复重金属污染水体提供了有力的理论依据。      

高级氧化技术修复萘污染土壤和地下水研究进展

多环芳烃是土壤和地下水中普遍存在的持久性有机污染物。其中，萘是结构最简单的多环芳烃，具有迁移性强的特点，可通过多种途径在土壤和地下水中富集，是焦化、化工等历史遗留地块重点关注的污染物之一。高级氧化技术高效、安全且经济，因此，基于高级氧化的萘污染土壤和地下水修复技术受到越来越多的关注。本文综述了芬顿和类芬顿氧化、臭氧氧化和过硫酸盐氧化的反应机理，重点阐述了二价铁、微纳级零价铁、铁矿物、铁螯合物等均相及非均相活化剂活化的氧化技术在修复萘污染土壤和地下水方面取得的研究进展，介绍了多种高级氧化技术联合修复以及高级氧化技术与生物降解技术协同修复的研究现状，指出了目前萘的高级氧化技术研究存在的问题，并对研究做出了展望。     

重金属-有机复合污染土壤的电动强化修复研究

许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,给修复带来了困难和挑战。以红壤为供试土壤,以铜和芘为代表性污染物,研究了添加表面活性剂羟丙基-β-环糊精（HPCD）和氧化剂H2O2对电动修复该复合污染土壤的影响,其目的是实现重金属和有机污染物的同时去除。结果表明,在所有的处理中,芘和铜都有向阴极迁移的趋势;当提高土柱的pH时降低了芘的氧化和降解,同时也阻碍了土壤中铜的迁移和去除;阳极加10%HPCD,阴极控制酸性条件pH3.5有助于土壤中污染物的解吸和迁移,芘和铜的去除率分别可达到51.3%和80.5%;由于H2O2的不稳定性,添加6%H2O2并未明显提高芘和铜的去除率。     

铁碳复合纳米材料活化过硫酸盐降解土壤中对羟基联苯的机制研究

本文发展了一种高效、低成本的有机污染土壤修复技术,以生物炭和工业铁粉作为原料,采用工业球磨技术制备出了铁碳复合纳米材料,其能够高效活化过硫酸盐降解对羟基联苯。通过高分辨透射电子显微镜和元素扫描发现,球磨法制备的铁碳复合材料粒径为5-30 nm,平均粒径为15 nm,铁颗粒均匀分布于碳材料中；铁碳复合纳米材料的投加量为0.1 g/L、过硫酸钠的投加浓度为0.50 mmol/L,120 min内对水中对羟基联苯的去除率可达100%,而对土壤中的对羟基联苯的降解率也可达85%；利用电子顺磁共振技术发现铁碳材料活化过硫酸盐的主要机制是铁碳材料催化分解过硫酸盐产生具有强氧化能力的羟基自由基(.OH)和硫酸根自由基(SO_4^?-),从而快速降解有机污染物；该反应体系作用pH范围广、不受氯离子和硝酸盐干扰,将为有机污染土壤的修复提供了新的技术。     

陇东黄土高原油污土壤环境因子对场地生态修复的季节响应

[目的]探讨陇东黄土高原地区油污土壤场地修复过程中土壤环境因子对季节变化的响应机制,为油污土壤植物微生物联合生态修复的推广应用提供参考。[方法]利用陇东适生植物"金盏菊"联合土著石油降解菌剂开展为期285d的场地原位修复试验,采用常规方法测定不同季节土壤理化特性、酶活性和微生物群落特性等环境指标。[结果](1)场地修复过程中土壤TPHs降解率在夏(24.62%±3.96%)秋(29.93%±1.94%)两季明显高于春(3.82%±0.91%)冬(9.24%±0.87%)两季;(2)季节变化和强化处理对油污土壤酶活性和理化特性存在显著交互效应(p0.05)。土壤pH值、含盐率和有机质含量在秋季明显降低(p0.05),而土壤速效养分均在夏秋含量最高(p0.05);(3)春季土壤微生物群落Evenness指数偏低(p0.05),夏季Richness指数明显增加(p0.05),Shannon-Wiener指数在夏秋两季明显高于其他季节(p0.05);(4)NMDS排序结果显示,夏秋两季分异于其他季节主要与土壤微生物群落Richness指数(r2=0.706 3,p=0.002)和速效磷(r2=0.615 7,p=0.005)有关;(5)低温季节影响土壤TPHs降解率的因素主要是土壤理化特性和土壤酶活性的叠加效应(54%),而夏秋两季土壤理化特性、土壤酶活性和土壤微生物特性三者的共同作用可解释土壤TPHs降解率变异的74%。[结论]土壤微生物群落Evenness指数和土壤酶活性偏低是造成春冬两季土壤TPHs降解率偏低,而土壤微生物群落ShannonWiener指数、Richness指数、速效磷含量和生物强化处理有效化水平是陇东地区夏秋两季土壤TPHs降解率明显增加的主要环境因素。     

New trends in biochar pyrolysis and modification strategies: feedstock,pyrolysis conditions,sustainability concerns and implications for soil amendment

As a waste-derived soil amendment with a long history, biochar has received extensive attention for its capability to improve soil fertility/health; remove or immobilize contaminants in soil, water and air; and mitigate climate change. With the aim of producing engineered biochars with excellent performances, new trends in biochar pyrolytic production and modification strategies have emerged. This review critically summarizes novel pyrolysis methods (e.g., microwave-assisted pyrolysis, co-pyrolysis and wet pyrolysis) and modification approaches (e.g., mineral modification, photocatalytic modification, electrochemical modification) with a focus on (a) the mechanisms involved in environmental remediation processes including soil immobilization, contaminant adsorption and catalytic oxidation; (b) effects of feedstock and pyrolysis conditions on physicochemical properties; (c) sustainability considerations in novel modification and pyrolysis strategies; and (d) the feasibility of extrapolating the results from wastewater treatment to soil remediation. It is argued that in order to achieve the maximum net environmental benefits, ‘greener’ modification methods are warranted, and the risks associated with pyrolysis of contaminated feedstock in soil amendment and contaminant sorption can be minimized through various novel approaches (e.g., co-pyrolysis). Furthermore, novel pyrolysis methods can be combined with emerging modification strategies to synthesize more ‘effective’ biochars. Considering the similar aims of modification (e.g., increase surface area, introduce oxygen-containing functional groups, increase aromaticity), the applicability of several novel approaches could in future can be expanded from contaminant adsorption/degradation in aqueous media to soil remediation/fertility improvement.     

旱作褐土中氧化铁的厌氧还原与光合型亚铁氧化特征

土壤中铁的氧还过程与碳氮转化及自净能力关系密切,已还原亚铁的氧化受土壤性质的影响。采用室内恒温培养试验研究了旱作褐土中铁还原氧化过程、及其与水溶性碳、NO3-、SO42-的关系。结果表明旱作褐土中铁氧化物在厌氧光照条件下可先被还原后被再次氧化,其再氧化量介于1.46~3.00 mg g-1之间,平均2.09 mg g-1;再氧化速率常数介于0.23~0.80 d-1之间,平均0.48 d-1。再氧化量与土壤无定形铁、水溶性硫酸盐含量、阳离子交换量显著负相关,与土壤总氮、总磷显著正相关;再氧化速率常数与土壤有机碳显著负相关,与黏粒含量极显著正相关。厌氧光照培养可使旱作褐土水溶性无机碳平均降低52.74%,水溶性NO3-降低92.15%,水溶性SO42-增加55.38%。研究结果为深入理解旱作土壤潜在的微生物铁循环转化方式提供理论支持。     

An initial study into the use of microwave remediation of hexachlorobenzene treated soil using selected oxidants and coated graphite rods

Background, Aims, and Scope  Microwave remediation has become an established method to treat contaminated soils, sediments, and sludges. Chlorinated contaminants are of particular interest due to their widespread industrial use in the past and current potential health hazards. Literature reports the use of microwave heating and oxidants for various reactions, but no work could be found combining microwave heating, persulfate, and coated graphite rods for remediation of halogenated hydrocarbon treated soil. Therefore, this research focused on combining microwave energy combined with oxidants, potassium hydroxide and potassium persulfate, and, coated and uncoated, graphite rods to remove hexachlorobenzene (HCB) from treated soil samples. Materials and Methods  Soil collected from a local pond was dried, sieved, and cleaned by extraction with methylene chloride. Samples were spiked with hexachlorobenzene, then depending on experimental parameters, heated in a microwave oven, had an oxidant added, and had a coated or uncoated graphite rod added. The samples were then extracted with methylene chloride using a Soxhlet extraction setup. The methylene chloride volume was then reduced and analyzed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). Additional analysis on the soil and rods was done with powder X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Results  The data show that heating alone remediated the soil, but the addition of graphite rods and oxidants enhanced the remediation amount. The oxidant alone removed 200% more HCB than just heating the sample. Using coated graphite rods caused the removal of 125% more than the uncoated graphite rod did. SEM and XRD data show no decomposition of the graphite rods. Discussion  Thermal and chemical effects are likely causes for the enhanced removal. The maximum particle size increased after heating due to vitrification. Conclusions  Although an initial study, this research shows that microwave heating and the addition of oxidants and coated or uncoated graphite rods removed HCB from the treated soil. The removal is due to thermal, microwave and graphite rods, and chemical, oxidants, effects. Recommendations and Perspectives  Hexachlorobenzene remediation of soil was enhanced by microwave heating, insertion of a coated or uncoated graphite rod, and addition of oxidants. Therefore, these procedures could provide a method for solving a widespread problem and returning once contaminated soil back to its natural environment. ESS-Submission Editor: Dr. Willie Peijnenburg (wjgm.peijnenburg@rivm.nl)     

基于绿色可持续理念的污染场地修复碳足迹研究进展

污染场地修复工程，以其短期、在较小空间尺度内产生高强度的能源消耗和碳排放而受到广泛关注。在全球环境变化及“双碳”政策背景下，污染场地的绿色可持续修复成为必然趋势。降低污染场地修复工程的碳排放水平，可以为减缓气候变化、实现修复行业的绿色发展提供重要支撑。然而，目前我国污染场地修复行业仍存在碳足迹评估技术研究不充分、绿色可持续修复理念贯彻不深入等问题。本文梳理了污染场地绿色可持续修复的发展历程和存在问题，以修复行为的碳足迹核算为着力点，综述了基于绿色可持续修复理念的碳足迹核算研究进展与案例分析，从场地、区域和宏观的不同尺度层面探究了污染场地修复评估方法体系中碳核算相关工作。在气候变化的全球背景下和“双碳”政策的国家背景下，污染场地碳足迹核算将为我国修复行业实现减污降碳、推进绿色低碳管理提供参考。