分子标志物参数在识别土壤多环芳烃(PAHs)来源中的应用

土壤中PAHs污染物的成因十分复杂,常见的污染源包括生物质的高温降解产物、石油等化石燃料及其不完全燃烧产物等,其输入方式主要有大气中所含PAHs的干、湿沉降、水体输入、固体废弃物排放等。不同成因的PAHs组成特征有一定差别,并可能具有独特的分子标志物或分子化合物组合特征,由此,可以根据环境介质中PAHs的组成特征判断污染物来源或成因类型。目前,分子标志物特征参数已成为追踪PAHs污染来源的有效手段。介绍了近年来国内外在运用PAHs分子标志物特征参数识别土壤中PAHs污染源方面的主要研究进展、应用潜力及存在的问题。     

北京地区表层土壤中饱和烃类化合物分布特征及污染源分析

对北京地区具代表性的环境功能区表层土壤饱和烃的组成与分布特征进行分析,并讨论了饱和烃污染物的来源。研究结果表明,在不同环境功能区表层土壤样品中均检测到了正构烷烃、类异戊间二烯烷烃、烷基环己烷和甾、萜烷烃等饱和烃化合物,其中正构烷烃和类异戊间二烯烷烃占优势。不同环境功能区和土壤类型的表层土壤样品中饱和烃的组成、分布特征和来源均存在明显差异,其中城区土壤受人为污染最为严重。表层土中饱和烃类化合物的来源比较复杂,既有人为污染源,又有天然来源。其中,中-低碳数正构烷烃主要是人为来源,高碳数正构烷烃主要为生物来源;类异戊间二烯烷烃、烷基环己烷和甾、萜类化合物则主要来源于矿物油、化石燃料和生物质不完全燃烧的产物等。     

土壤和沉积物中重金属形态分析

介绍了一种土壤和沉积物中重金属形态分析方法,将重金属的形态分为水溶态、弱酸态、可还原态、可氧化态和残渣态,用水提取水溶态,0.11 mol/L的醋酸提取弱酸态,0.5 mol/L的盐酸羟胺提取可还原态,过氧化氢和1.0 mol/L的醋酸铵提取可氧化态,盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸提取残渣态.方法适用于Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Mn、Mo、As、Sb、Ni等 11种重金属元素的形态分析研究,检出限在0.001 ～ 1 μg/g 之间,方法的精密度＜11%(RSD).     

草河口地区沉积物和土壤中铊的地球化学行为

通过对草河口地区二道坊河沉积物和土壤中铊的分析与研究表明，该区域土壤中铊的含量高于世界与中国土壤铊含量的值；铊的富集特征具有一定的特殊性，并且铊在土壤和沉积物中与其相应性质关系有较大差异；在该河流沉积物的条件下，游离氧化锰对铊富集起着重要作用。     

硫脲分光光度法测定土壤和沉积物中铋(Bi)量

建立了对土壤和沉积物中铋含量进行测定的新方法———硫脲分光光度法,实验结果表明此分析方法操作简便、选择性好、灵敏度高,测试结果令人满意。     

土壤／沉积物中微量重金属的化学萃取方法研究进展

用化学萃取法，包括连续萃取法和单一萃取法，研究土壤／沉积物中的微量重金属的活动性和生物可利用性是环境土壤化学领域内的热点问题之一。这里我们将对近年来该方法所取得的一些进展、存在的问题进行详细评述。     

臭氧氧化发光法分析沉积物和土壤中的有机物

提出了一种快速、现场分析沉积物和土壤中有机物的方法。对臭氧与沉积物和土壤中的有机物发生氧化反应过程中的发光规律进行了研究,利用原理试验样机测出了发光规律曲线,根据发光曲线分析了沉积物和土壤中对应的有机物含量和特征,如活性有机碳、难氧化的有机物等。通过与现有检测方法相比较,验证了使用臭氧氧化发光原理分析沉积物和土壤中有机物的有效性。根据实验中得到的不同沉积物和土壤的氧化发光特征有很大区别的现象,提出了建立土壤特征编码"土壤指纹"的概念。     

土壤沉积物样品中有机碳含量的快速测定

采用微波密闭消解样品的方法来测定土壤／沉积物中有机碳的含量。与重铬酸钾氧化法的结果相比，微波消化法具有操作简单、污染小、快速准确的优点。经F检验法及t检验法检验，两种方法的分析结果无明显差异。     

连续淹水培养条件下沉积物和土壤的氮素矿化过程

在淹水条件下,采用连续培养法研究了后海沉积物(HH)、环科院沉积物(HK)和土壤(TR)的氮素矿化过程。结果表明:三个处理矿化趋势基本相同,都是培养前期矿化量迅速升高并达到峰值,之后逐渐降低,最后回到培养前的氨氮含量水平。两种沉积物的矿化高峰出现时间在培养的第4天,要早于TR的第7天;污染严重HH的矿化最大累积量远大于污染较轻的HK和TR。培养过程中各处理各层次有机质、总氮和固定态铵含量都表现为降低趋势。说明培养过程中,开始占主导地位的氨化微生物被其它土壤微生物所代替,这些微生物大量繁殖,生物固持作用逐渐强于矿化作用,造成矿化氮和固定态铵含量迅速下降。     

微波消解- 电感耦合等离子体质谱法 测定土壤和沉积物中溴和碘

传统上采用碳酸钠和氧化锌混合试剂烧结、热水浸取、交换树脂分离基体干扰、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤和沉积物中溴和碘的分析方法,不仅样品处理流程长、效率低,且易造成分析结果的空白值偏高,影响方法的检出限。在现有的研究基础上,采用微波封闭消解技术、12% 稀氨水浸取、碰撞池技术消除多原子离子质谱干扰、ICP-MS 直接测定土壤和沉积物中的溴和碘,实现了高效、高灵敏度的研究目的。结果表明,该方法对溴和碘的检出限分别为0.021 和0.010 mg/kg,精密度(RSD,n=7)分别为4.34% ～ 10.7% 和2.42% ～ 6.81%,准确度(RE,n=7)分别为-1.11% ～ 2.26% 和-2.80% ～ 2.68%。所得结果明显优于传统方法并且与认定值相符,表明此方法对土壤和沉积物中溴和碘的测定具有适用性和可靠性。     

土壤中二噁英的污染现状及其控制与修复研究进展

本文介绍了近10年来世界各国土壤中二噁英的污染来源、污染水平与分布等方面的研究工作,并对我国土壤二噁英污染的控制与修复提出了建议。     

利用InDel标记鉴定水稻育种材料的籼粳属性

准确高效鉴定水稻材料的籼粳属性对于开展水稻籼粳亚种间杂种优势利用有着重要意义.利用19对基于籼稻(9311)和粳稻(日本晴)全基因组DNA序列比对获得的差异片段而设计的特异插入/缺失(Insertion/Deletion,InDel)引物,对48份育种上常用的籼稻、粳稻和中间型材料(品种)进行了InDel 标记的籼粳属性分析,利用DNA样品在这19对InDel位点上的籼型或粳型基因频率,结合聚类分析和主成分分析,确定了这些材料的籼粳属性,通过比对程氏指数法的籼粳鉴定结果检验了InDel分子标记法在水稻籼粳属性鉴定上的有效性.结果表明,InDel分子标记法与传统的程氏指数法的总体吻合率为89.58％,在典型籼稻或典型粳稻材料上两者的吻合率为100％;在具有复杂遗传背景的中间型材料上,InDel分子标记法比程氏指数法具有更高的准确性.因此,InDel分子标记法是真正鉴定籼粳的特异方法,比传统方法具有更高的灵敏性和准确度,可以用于籼粳属性鉴定及遗传分化研究.     

我国东部河网地区土壤与河道底泥对磷的吸附特性比较研究

通过等温吸附、动力学吸附和热力学吸附模拟试验对我国东部河网地区稻田土壤与河道底泥对P的吸附特性进行了比较研究.结果表明:Langmuir方程对稻田土壤与河道底泥对P的等温吸附拟合程度最好,Freundlich方程次之,Temkin方程最差.稻田土壤和河道底泥的吸附常数K值分别为0.82和0.95,表明河道底泥吸附P的能力要强于稻田土壤.无论是稻田土壤还是河道底泥,对P的吸附都存在着快吸附和慢吸附两个过程.稻田土壤与河道底泥对水体P的吸附主要发生在0 ～ 2 h之内,2 h以后基本达到了一种慢吸附直至平衡过程.在相同的时间段内,河道底泥对P的吸附速率比稻田土壤大,Elovich方程为描述P动力吸附的最优模型.P的热力学吸附结果表明,温度对河道底泥和稻田土壤吸附P都有明显的影响,但比较而言,温度对河道底泥吸附P的影响较大,也就是说,河道底泥更容易发生对P的吸附反应.     

土壤溶解性有机质分子特征对不同来源有机肥分解的响应

从有机肥料中提取的溶解性有机质（DOM）可为不同的商业有机肥料的潜在应用提供新的见解。选用四种不同来源有机肥（生物质炭肥,WSB;羊粪有机肥,SM;海藻有机肥,SW;虾肽有机肥,SP）与昌化矿区周边土壤为研究材料,进行为期三个月的培养试验,采用多元光谱分析研究土壤DOM分子特征对有机肥分解的响应。与对照组相比,在培养过程中添加四种有机肥均增加土壤DOM的含量,WSB处理增加量最低,SW处理增加最高。激发发射矩阵结合平行因子分析 (EEM-PARAFAC) 表明培养过程中添加WSB提高了土壤DOM中类胡敏酸组分,减少了类富里酸组分;添加SM、SW和SP在0~45 d内降低了土壤DOM中微生物转化的类胡敏酸组分的比例而提高类富里酸组分,在45~90 d内增加难降解的类胡敏酸组分的比例。二维红外相关分析 ( 2D-FTIR-COS) 表明CK和SP处理中土壤DOM的芳香性或羧酸碳优先对分解时间发生响应;而添加WSB、SW和SM处理组中土壤DOM的烯烃或多糖类碳优先对分解时间发生响应;添加WSB和SP处理土壤提取液中也出现了Si-O-Al等土壤纳米矿物类官能团响应信号。碳近边X射线吸收精细结构 (C 1s NEXAFS) 分析结果表明：培养结束后,与未添加有机肥处理相比,WSB处理提高土壤DOM中含氧脂肪族碳组分比例,而减少芳香与酚类碳比例;SW处理主要增加了芳香碳、羰基碳的比例,而减少了脂族碳和氧烷基碳含量;SM、SP处理增加了酚类碳、芳香碳以及脂族碳比例,减少了羧基碳、氧烷基碳和羰基碳比例。本研究结果可增强对不同来源有机肥分解影响土壤DOM分子特征的了解,对于评估土壤中施用商品有机肥料的生态环境效应至关重要。     

土壤污染生态毒理诊断方法研究进展

土壤污染诊断研究对土壤污染预警和土壤污染修复效果评价具有重要的指导意义。近年来土壤污染日趋严重,污染类型呈现出复合型和多样化的趋势,传统的化学诊断法由于指标单一、样品前处理复杂且费用高已不能满足全面诊断土壤污染及评价土壤健康状况的要求。与传统的化学法相比,土壤污染生态毒理学诊断由于其灵敏度高、检测指标多样、响应快且能够从微观角度反映污染物胁迫效应,成为目前土壤污染诊断领域的热点。本文综合分析国内外文献,介绍了基于植物、动物、微生物、细胞、分子等不同层次的诊断方法并对其优缺点作了评价,同时也对其未来发展前景做出了展望。     

基于土壤颗分粒径的泥沙来源量化研究

[目的]揭示黄土高原风水复合侵蚀区风力作用对水蚀的影响,为具有不同泥沙粒径侵蚀物质来源识别提供一种有效的方法支撑,也为风水复合侵蚀区侵蚀泥沙来源辨识提供理论参考。[方法]以覆沙模拟风蚀产物,基于室内模拟试验,研究覆沙之后坡面侵蚀发育特征,同时为了有效区分不同时刻侵蚀物质的来源,尝试采用泥沙粒径作为指纹因子进行侵蚀泥沙来源贡献的辨识。[结果]不同泥沙粒径组的3个指纹因子(粒径范围分别为：26.303～34.674,104.713～138.038,138.038～181.970μm)通过检验被确定为最佳指纹因子。基于最佳指纹因子,通过多元混合模型计算得出,在对同一土槽进行的3个阶段模拟降雨试验中覆沙层和黄土层的平均泥沙贡献率分别为48.2%和51.8%,24.8%和75.2%,6.8%和93.2%,且MAF>0.8。覆沙层的泥沙贡献率为第一阶段试验>第二阶段试验>第三阶段试验,计算结果与DEM相吻合。[结论]泥沙源地和侵蚀泥沙中的不同泥沙粒径组可作为指纹因子进行泥沙来源辨别,复合指纹法具有较好的适用性。     

表层土壤结构对红壤坡耕地产流及产沙过程的影响

针对南方红壤区坡耕地水土流失严重与表层结构退化的现状，采用室内模拟降雨的方法，分析表层土壤结构和雨强对降雨再分配、坡面产流及产沙过程的影响。结果表明：（1）表层土壤结构显著改变降雨的再分配过程，深耕作层可以降低地表径流比例，增加壤中流比例，60和90 mm·h-1雨强下，随耕作层深度增加，地表径流平均比例依次为70.5%，62.9% 和 56.8%，壤中流平均比例依次提升为7.1%，12.3％和18.1%；（2）土壤流失率随雨强增加而增大，90 mm·h-1雨强下土壤流失率是60 mm·h-1雨强下的4.4倍，土壤流失率随耕作层深度增加而显著减小，依次为36.8、21.1和13.1 g·m-2 min-1；（3）雨强和表层土壤结构显著影响坡面侵蚀形态的演变，随耕作深度增加坡面侵蚀由细沟侵蚀逐渐转变为面蚀。表层土壤结构显著改变坡耕地降雨-径流关系和侵蚀过程，合理增加耕作层深度，对降低地表侵蚀、促进土壤水分的深层下渗、增加土壤深层持水量具有积极作用。     

太原小店污灌区农田土壤多环芳烃的污染特征及其来源

[目的]对太原小店污灌区农田土壤多环芳烃(PAHs)的污染特征及来源进行分析,为该区农田土壤环境质量评价及土壤污染防治对策的制定提供科学依据。[方法]采集太原小店污灌区15个表层土壤样品,利用GC/MS分析16种US EPA优控多环芳烃(PAHs)的含量,并对其来源和生态风险进行探讨。[结果]所有样品的16种PAHs均被检出,其检出率为100%。研究区农田土壤中总PAHs的浓度为0.315~7.661μg/g,平均值为3.568μg/g。在组成上,2,3环含量约占总量的64.2%,4环含量约占总量的14.2%,5,6环含量约占总量的21.6%,低环和中环PAHs含量所占的比例较高。根据特征比值法及调查结果判定,农田土壤中PAHs污染来源一方面与灌溉水质及灌溉历史有很大的关系,另一方面,主要通过燃煤或化石燃料产生的PAHs在大气干湿沉降和风力输送作用下进入到土壤环境中。[结论]与国内外其他地区的相关研究比较,小店污灌区农田土壤PAHs含量处于中高等污染水平。依据Maliszewska-Kordybach建议的分级标准评价,该区域所有采样点PAHs总量均超标;但基于我国《土壤环境质量标准(征求意见稿)(GB15618-2008)》提出的16种多PAHs污染物总量的农业用地标准值,该区域均未超出此标准。     

鲁中山区小流域坡面土壤侵蚀产流、产沙及侵蚀方式变化过程的研究

采用模拟降雨的方法对鲁中山区坡面土壤降雨条件下产流、产沙和侵蚀方式的演变过程进行了研究,结果表明:产流量都是随时间递增最终达到稳定产流,但是各次降雨达到稳定产流的时间均随降雨强度和坡度的增大而递减。相同坡度条件下120mmh-1雨强产流较60mmh-1雨强先到稳态,而相同雨强条件下10°坡面则较5°坡面先达到稳态。产沙量呈递增趋势且逐渐达到稳定产沙,达到稳定产沙的时间随雨强和坡度的增大而递减。相同坡度条件下120mmh-1雨强处理较60mmh-1雨强处理先达到稳态,相同雨强条件下10°坡面比5°坡面产沙过程先达到稳定产沙状态;在降雨过程中坡面首先产生面蚀,后出现细沟侵蚀;面蚀率随降雨历时延长有减小趋势,但变幅较小,细沟侵蚀率随降雨时间先急剧增加后保持稳定。