热活化过硫酸盐氧化污染土壤中的石油烃

石油的开采、运输、储存和使用等过程会导致一些土壤受到石油烃的污染。土壤中的石油烃会对生态安全和人类健康造成潜在危害，因此需要开展土壤修复。本研究采用热活化过硫酸钠氧化处理污染土壤中的石油烃，考察了氧化剂剂量和超声结合热活化对石油烃去除效率的影响，并对石油烃氧化产物以及氧化后土壤理化性质进行了分析。结果表明，当过硫酸钠的用量为2.4 mmol/g土壤时，石油烃的含量从3 800 mg/kg降至1 175 mg/kg，石油烃的去除效率可以达到69%。石油烃的去除效率随着氧化剂增加呈上升趋势。但当氧化剂的剂量超过2.4 mmol/g土壤时，石油烃的去除效率不再增加。使用超声结合热活化，石油烃的去除效率可以进一步提高。过硫酸盐氧化会使土壤p H显著下降，造成土壤酸化。气相色谱质谱(GC/MS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明石油烃氧化后可能会生成一些醇和羧酸类含氧产物。石油烃和土壤有机质被氧化成极性小分子更易进入水相，导致水中总有机碳(TOC)含量从52.4 mg/kg增加至79.8 mg/kg。扫描电镜和粒度分析表明氧化处理会改变土壤形貌，使土壤的粒径变小。氧化导致土壤的碳、氢含量减...     

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。     

过一硫酸盐的化学氧化机理及在有机污染土壤修复中应用研究进展

基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术因反应快速高效、降解有机污染物效果优越,在环境修复领域拥有广阔的应用潜能。经过活化的PMS化学氧化技术在有机污染废水处理中被广泛应用,污染物的去除机制也在不断被发现并完善,其在有机污染土壤修复中也已得到应用。本文综述了PMS对有机污染物的化学氧化机制,分析了有机污染物降解的自由基和非自由基反应过程,探讨了不同活化方式(碱、过渡金属、碳基材料、辐射等)对PMS降解有机污染物的影响,阐述了PMS在有机污染土壤修复中的研究进展和存在问题,并进行了研究展望。     

过碳酰胺在不同酸碱性土壤上的氨挥发特性研究

过碳酰胺是一种新型精细化工品，也是一种新型氮肥，在国外已得到广泛的应用和开发，而我国对其开发和应用刚刚起步。试验研究了3种酸性土壤和3种碱性土壤施入过碳酰胺（和尿素对照）后的氨挥发特性。结果表明，过碳酰胺和尿素在供试6种土壤上的氨挥发强度具有相同的规律，都是先从小到大出现峰值，然后又降低；3种酸性土壤氨挥发高峰期约在第7d左右，3种碱性土壤的氨挥发高峰期约在第3d左右。土壤氨挥发含量的变化与pH变化同步。在最初挥发高峰期阶段，过碳酰胺的氨挥发强度在6种土壤上都大于尿素，但在供试的3种酸性土壤上，过碳酰胺的氨挥发总量均略小于尿素，而在供试的3种碱性土壤上，却正好相反。     

在实验酸性硫酸盐条件和酸性硫酸盐土壤上可溶性铝的控制

The controls of soluble Al concentration were examined in three situations of acid sulfate conditions:1) experimental acid sulfate conditions by addition of varying amounts of Al(OH)3(gibbsite) into a sequence of H2SO4 solutions;2)experimental acid sulfate conditions by addition of the same sequence of H2SO4 solutions into two non-cid sulfacte soil samples with known amounts of acid oxalate extractable Al; and 3) actual acid sulfate soil conditions.The experiment using gibbsite as an Al-bearing mineral showed that increase in the concentration of H2SO4 solution increased the soluble Al concentration,accompanied by a decrease i the solution pH, Increasing amount of gibbsite added to the H2SO4 solutions also increased soluble Al concentration,but resulted in an increase in solution pH.Within the H2SO4 concentration range of 0.0005-0.5mol L^-1 and the Al(OH)3 range of 0.01-0.5g(in 25 mL of H2SO4 solutions),the input of H2SO4 had the major control on soluble Al Concentration and pH .The availability of Al(OH)3，however,was responsible for the spread fo the various sample points,with a tendency that the samples containing more gibbsite had a higher soluble Al concentration than those containing less gibbsite at equivalent pH levels.The experimental results from treatment of soil samples with H2SO4 solutions and the analytical results of acid sulfate soils also showed the similar trend.     

不同提取剂连续提取下某酸性硫酸盐土壤酸的释放

An acid sulfate soil sample was successively extracted with deionized water,1 molL^-1 KCl and 0.0005mol L^-1 Ca(OH)2 solutions.The results showed that only very small amounts of acidity were extracted by deionized water,possibly through slow jarosite hydrolysis.Acid release through jarosite hydrolysis was greatly enhanced by Ca(OH)2 extraction at the expense of the added OH^- being neutralized by the acid released.Successive extration of the sample with KCl removed the largest amounts of acidity from the sample.However,it is likely that the major form of acidity released by KCl extraction was exchangeable acidity.The results also show the occurrence of low or non charged Al and Fe species in water and Ca(OH)2 extracts after first a few extractions .It appears that such a phenomenon was related to a decreasing EC value with increasing number of extractions.     

农药污染对水稻田土壤硫酸盐还原菌种群数量及其活性影响的研究

在实验室条件下 ,施用杀虫剂 (呋喃丹 )、杀菌剂 (多菌灵 )和除草剂 (丁草胺 )后 ,对黄松稻田土壤、紫色稻田土壤和红壤稻田土的硫酸盐还原细菌 (Sulfate reducingbacteria ,SRB)种群数量和硫酸盐还原活性的影响。结果表明 ,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的SRB种群数量和硫酸盐还原活性的范围分别为 (66 83～ 12 7 81)× 10 4 cfug- 1干土、(45 87～ 10 5 0 7)× 10 4 cfug- 1干土和 (3 81～ 61 62 )× 10 4 cfug- 1干土和S- 2 (7 14～ 11 57) μgg- 1d- 1干土、S- 2 (6 84～ 9 0 7) μgg- 1d- 1干土、S- 2 (1 91～ 6 67) μgg- 1d- 1干土 ,且稻田土SRB种群数量和土壤硫酸盐还原活性之间具有正相关性。每kg干土中加入 1mg的丁草胺或呋喃丹 ,能促进SRB的生长及其硫酸盐还原活性。 1kg干土中加入 5mg的多菌灵、50mg的丁草胺或呋喃丹 ,对SRB的生长和硫酸盐还原活性有明显的抑制作用。施用丁草胺和呋喃丹 7d时 ,多菌灵 14d时 ,对水稻田土壤的SRB种群数量和硫酸盐还原活性的抑制影响最大 ,然后逐渐减轻 ,最后显示出某种程度的促进作用     

湿地土壤不同湿度土样对游离氧化铁提取量的影响

在经典的连二亚硫酸钠-柠檬酸钠法基础上,针对风干过程可能导致的土壤性状变化,研究了不同土壤水分处理(鲜土、风干24h、风干48h、完全风干和烘干24h)对三江平原A、B两个泥炭土剖面的游离氧化铁提取量的影响。实验结果表明,对于不同水分处理,土壤开始脱水阶段(风干24h)和近彻底脱水阶段(完全风干)对游离氧化铁提取量的影响较大,而中度脱水阶段(风干48h)影响较小;土壤上部有机层和泥炭层(O、H1,两个剖面采样深度分别为0～40cm,0～20cm)与下部腐泥层和潜育层(Hh、G1、G2,分别为60～120cm,40～100cm)所受影响要大于中部泥炭层(H2,分别为40～60cm,20～40cm)。土壤含水率与游离氧化铁的提取量存在一定程度的相关性,个别土层达到显著和极显著相关。鉴于土壤含水率对提取量存在不容忽视的干扰,建议采用鲜土测定以尽量保持土壤中游离氧化铁的自然赋存状态。     

土壤质地对秸秆分解的影响及其微生物机制

本研究以河南省封丘县的砂质、壤质、黏质潮土为对象,基于网袋秸秆埋设法,比较分析了经半年埋设后小麦和玉米秸秆分解速率变化,及基于磷脂脂肪酸(PLFA)的微生物组成差异。结果表明:秸秆分解率在不同质地潮土间无显著性差异;残留秸秆中碳含量与原始秸秆相当,表明秸秆分解过程中碳按比例减少;但氮和磷含量显著增加,尤其在质地黏重的土壤处理中更为明显。经半年埋设,小麦和玉米秸秆中钾的释放比例分别高达99%和97%。PLFA结果显示,两种秸秆中的细菌、真菌、放线菌在砂、壤、黏土处理间无显著差异,表明影响秸秆分解的微生物生物量在不同土壤质地处理间相当,这可能是导致秸秆在不同质地潮土中分解率无显著差异的原因之一;但PCA分析表明,参与小麦和玉米秸秆分解的微生物种类有所不同,其差别主要与革兰氏阳性菌14:0、i14:0、3OH-16:0、i17:0,革兰氏阴性菌cy17:0以及放线菌10Me18:0有关。     

突发性山地灾害与土壤发生类型的相关性

通过对浙江省庆元县突发性山地水土灾害与土壤发生学类型作相关性研究后发现 ,红壤上灾害发生绝对量最大 ,且集中发生在红壤的黄泥土和黄壤的山黄泥土两个土属中。山地灾害发生密度以紫色土土类最高 ,次为水稻土土类 ,其中淹育型水稻土的红泥田、黄泥田和潴育型水稻土的黄泥砂田则是灾害密度最大的三个土种。粗晶花岗岩发育的砂粘质红泥本为极易滑坡的土壤 ,但在天然常绿阔叶林和毛竹林覆盖下 ,没有山地灾害发生 ,因此 ,恢复自然植被和发展材用毛竹林是防治山地灾害的最有效途径。     

红壤典型区不同类型土壤有机碳组分构成及空间分异研究

以江西省东乡县为研究区,基于土壤有机碳三库(活性、缓性和惰性碳库)一级动力学理论,通过22个土壤样品的实验室呼吸培养实验,计算了各土壤亚类的碳组分含量及占总有机碳的比例,并借助全县229个采样点获得了东乡县的活性、缓性和惰性有机碳的空间分布图。分析结果表明,淹育、潴育、潜育型水稻土和红壤的活性碳含量分别为0.54、0.72、0.72和0.33 g/kg,分别占其总有机碳含量的2.78%、2.83%、2.91%和2.57%;缓性碳含量分别为7.57、9.79、12.34和4.72 g/kg,分别占总有机碳含量的41.09%、45.25%、46.24%和37.12%;惰性碳含量分别为10.36、11.22、13.49和7.67 g/kg,分别占总有机碳含量的60.31%、56.13%、51.92%和50.67%。在空间分布上,活性、缓性和惰性碳含量均呈现由东南向西北减少趋势。分析表明水稻土各亚类活性和缓性碳含量高于红壤,说明水稻土不仅是该地区固碳的主要类型,也是较大的潜在碳排放源。红壤的惰性碳尽管比例最高,但总有机碳含量较低,其土壤固碳能力有待进一步提高。     

刺萼龙葵入侵对不同类型土壤特性的影响

外来入侵植物对土壤生态系统的影响已成为入侵生态学研究的热点。本文选取河北宣化和吉林白城2个刺萼龙葵(Solanum rostratum Dunal.)入侵典型地区,研究刺萼龙葵入侵对不同类型土壤养分及酶活性的影响。每个地区分别选择4个生境作为样地,宣化地区生境包括荒地、路边、农田和林地,白城地区生境包括荒地、路边、农田和草原,其中宣化的林地和白城的草原为每个地区特有的生境。采用滴定法和比色法测定土壤养分和酶活性。结果表明,与未入侵样地(CK)相比,刺萼龙葵入侵显著提高了农田、林地和草原的土壤全氮含量(P0.05),其中宣化(灌淤土)农田和林地全氮含量比CK增加102.49%、79.02%,白城(淡黑钙土)农田和草原比CK增加44.04%、21.81%;刺萼龙葵入侵显著提高了农田和林地的土壤铵态氮含量(P0.05),其中宣化农田、林地中土壤铵态氮含量比CK增加137.59%、50.32%,白城农田中增加140.18%;刺萼龙葵入侵也提高了路边、林地、农田(白城)和荒地(宣化)的土壤硝态氮含量(P0.05),其中,宣化荒地、路边和林地土壤硝态氮含量较CK增加65.52%、32.96%和22.68%,白城路边和农田分别增加132.59%、153.96%。刺萼龙葵入侵显著提高了宣化地区及白城荒地和农田的土壤有机质含量(P0.05);降低了宣化荒地、农田和林地的土壤全磷含量(P0.05),土壤全磷分别比CK降低54.63%、70.81%和29.68%,白城路边和草原的土壤全磷含量分别较CK下降17.40%、14.69%(P0.05);刺萼龙葵入侵对2个地区土壤全钾和速效钾则无显著影响。刺萼龙葵入侵显著提高了荒地、农田、林地、草原和路边(宣化)的土壤脲酶活性(P0.05);宣化路边和白城荒地、草原的中性磷酸酶的活性,宣化荒地和林地土壤过氧化氢酶活性均显著提高(P0.05),对白城过氧化氢酶则无显著影响。刺萼龙葵入侵对某些生境的土壤养分和酶活性无显著影响可能与入侵生境的小气候、入侵时间长短等因素相关,需进一步深入研究。总之,刺萼龙葵入侵改变了2个地区土壤理化性质和酶活性,其可能通过改变土壤养分及土壤酶活性,以创造对自身有利的土壤环境,从而进一步扩散蔓延。     

黑龙江不同类型土壤对水稻生长发育及产量的影响

采用盆栽试验方法,研究黑龙江省不同类型土壤对水稻生长发育及产量的影响。结果表明:不同类型土壤水稻分蘖消长动态、干物质积累及叶面积指数存在差异,对水稻穗数、穗粒数影响差异显著,对水稻产量影响差异达极显著水平,水稻产量排序为白浆土>草甸土>草甸黑土>黑土>盐碱土。     

活化过硫酸钠氧化法修复DDTs污染场地土壤研究

本研究探讨了利用Fe2+活化过硫酸钠氧化修复长江三角洲地区某典型DDTs污染场地土壤的可行性。研究了不同因素对目标污染物去除效率的影响,包括起始pH与矿物耦合因素、过硫酸钠/Fe2+浓度比值因素和过硫酸钠浓度因素等。结果表明,当磁铁矿和赤铁矿投加到只含有过硫酸钠的泥浆体系时,在酸性和中性条件下都能显著提高DDTs的降解率(P0.01),并且pH 3.2条件时DDTs的降解率高于pH 7.7条件时的DDTs降解率;零价铁和菱铁矿因其二价铁含量较高,导致矿物近表面Fe2+过剩而消耗硫酸根自由基,进而降低了DDTs氧化效率。pH 3.2时,Fe2+/Na2S2O8的最优值为1/20,在此条件下0.16 mol/L的活化过硫酸钠反应24 h后得到DDTs最高降解率约为90%。同时还比较了活化过硫酸钠、过硫酸钠、Fenton试剂、H2O2、双氧化试剂(活化过硫酸钠与双氧水混用)和高锰酸钾6种氧化剂对DDTs氧化效果,评价了不同氧化剂的优劣之处。研究发现Fe2+活化过硫酸钠可以有效地降解DDTs的4种同系物,pH 3.2条件时6种氧化剂对DDTs的氧化降解率由大到小顺序为:活化过硫酸钠过硫酸钠Fenton试剂双氧化剂高锰酸钾H2O2。本研究结果表明活化过硫酸钠氧化法是修复DDTs污染场地土壤的有效方法,有较好的应用推广性。     

过硫酸钾氧化法测定溶解性有机氮含量和15N丰度方法研究

本研究比较了鲁如坤法、国标法、Doyle 法3种基于过硫酸钾氧化法测定可溶性有机氮的前处理方法,使用开氏蒸馏和同位素质谱法分别测定不同方法处理后样品的全氮和15N回收率,以比较获得最优的前处理方法。结果表明,Doyle 法测得的标准溶液全氮和15N回收率均高于鲁如坤法、国标法。因此,本研究推荐使用过硫酸钾氧化法测定可溶性有机氮含量和15N丰度时,氧化剂的前处理方法为高压120℃,消煮时间1 h,氧化剂50 g/L K2S2O8,16.8 g/L NaOH,30 g/L H3BO4,浸提液与氧化剂比例为1︰1。     

基于光谱分析的土壤游离铁预测研究

土壤游离铁含量的高低可作为土壤系统分类中判断土壤类型的诊断指标,同时也对土壤风化程度具有指示作用,并在一定程度上反映了土壤的成土环境。本研究调查了安徽宣城的91个土壤剖面,共398个土壤样品,采集了样品在350~2500 nm波段的漫反射光谱数据,并对游离铁含量进行化学分析。光谱数据包括反射率(R)、反射率一阶导数(FDR)和吸收度(Log(1/R))3种形式。本文采用偏最小二乘回归算法(PLSR)和反向神经网络(BPNN)建模预测游离铁含量,并分析不同形式光谱数据的建模预测效果。结果表明:当存在游离铁20 g/kg的样本时,传统建模方法不能准确预测游离铁含量(R20.6,RPD1.5),相对R和Log(1/R)两种光谱数据,以FDR作为自变量建模预测游离铁含量的效果最差。     

黄瓜有机营养土栽培中土壤酶活性、肥力动态变化及其相互关系

稻草与土按1:1(处理A)、2:1(处理B)的比例混合,经过堆积高温腐熟后在日光温室中栽培黄瓜,试验结果表明:有机营养土中稻草比例高的,脲酶、转化酶、纤维素酶活性升高,碱解氮、速效P、速效K含量增加,分别是处理B>处理A>对照,但过氧化氢酶活性呈降低趋势,变化大小为对照>处理A>处理B。脲酶、转化酶和纤维素酶与速效P呈极显著相关,与速效K显著相关。碱解氮含量与脲酶极显著性相关,与纤维素酶和转化酶显著性相关,但过氧化氢酶活性与碱解氮、速效P、速效K含量呈负相关,因此脲酶、转化酶、纤维素酶活性可以作为评价有机营养土肥力的标准。