油水淹地石油降解菌群的筛选和鉴定及高效菌群的构建

从油水淹地污染土壤中获得26株石油降解菌,筛选出表面活性剂产生菌1株(H-6)和优势菌6株(H-1、H-17、H-18、H-19、H-20、H-23),结合菌株形态观察、革兰氏染色和16S r DNA序列同源性分析,鉴定表面活性剂产生菌H-6为堀越氏芽孢杆菌(Bacillus horikoshii)。以表面活性剂产生菌H-6为中心,再任选3株优势菌株构建石油降解菌群,得到高效石油降解菌群C5(H-1、H-6、H-18、H-19),通过正交试验得到菌群C5各菌种的最佳接种量。结果表明:接种量15%(H-1)、15%(H-6)、20%(H-18)、10%(H-19),温度25℃,石油含量2 000 mg/L条件下,7 d时石油降解率达到78.87%。这说明高效降解菌群C5对石油具有较好的降解效果,可应用于油水淹地污染土壤的修复。     

几种合成铁锰铝氧化物对铜离子的吸附作用及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了在不同的pH、离子强度、温度、Cu2 浓度及接触时间条件下,针铁矿、赤铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对Cu2 的吸附作用.结果表明,随pH升高,几种氧化物对Cu2 的吸附率增大;针铁矿、赤铁矿和三羟铝石对Cu2 的吸附边界pH分别为4、5和4,而δ-MnO2的吸附边界pH不明显;随离子强度增大,针铁矿和赤铁矿对Cu2 的吸附量增加,而δ-MnO2和三羟铝石则降低;随Cu2 浓度增加,几种氧化物对Cu2 的吸附量增加,Langmuir方程的拟合效果最好.表观热力学参数指出.几种氧化物对Cu2 的吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程;几种氧化物对Cu2 的吸附动力学过程可划分为快速和慢速反应阶段.Elovich方程更适于描述针铁矿和δ-MnO2对Cu2 的吸附动力学过程,双常数和抛物线扩散方程更适于赤铁矿,而一级动力学方程更适于三羟铝石.活化能和活化热力学参数指出,δ-MnO2对Cu2 吸附所需能量少、容易达到有序态,吸附速率大;而赤铁矿对Cu2 吸附所需能量多、不易达到有序态,吸附速率小.几种氧化物对Cu2 吸附的强弱顺序通常为δ-MnO2＞三羟铝石＞针铁矿＞赤铁矿.     

重铬酸钾氧化法用于黑碳分析的条件探讨

以实验室制备的黑碳为对象,对重铬酸钾氧化法测定黑碳的主要测定条件进行了比较研究。结果表明:重铬酸钾氧化法用于生物体来源的黑碳测定条件为重铬酸钾溶液浓度0.5mol/L、重铬酸钾溶液与浓硫酸的体积比1∶1,氧化时间5h。     

微波消解-顺序注射氢化物发生-原子荧光光谱法测定堆肥中的Hg和As

采用微波消解技术处理堆肥样品,优化了样品前处理条件和仪器分析条件,建立了微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定堆肥中的Hg和As的分析方法。结果表明,该方法在最佳条件下,Hg、As的检出限分别为0.001 2、0.018μg.L-1,校准曲线的相关系数r均大于0.999。样品中待测元素的回收率在(100±8)%范围以内,RSD均小于2%,说明该方法具有简便、快速、灵敏、准确等特点,适合于堆肥样品的测定。通过堆肥产品和堆肥原料中的对比实验发现,堆肥后Hg、As的损失率小于7%,说明堆肥处理对重金属Hg、As的总量减少意义不大。     

松嫩平原西部土地整理对盐渍化土壤的改良效果

为了研究松嫩平原西部土地整理对盐渍化土壤的改良效果,以吉林省白城市镇赉县土地整理项目区为研究区域,采用野外采样与室内分析相结合的方法,分析了原耕地、盐碱地和新增耕地土壤电导率、阳离子总量、阴离子总量、碱化度、pH值、有机质以及阳离子交换量等指标的差异。结果表明:在0~20和﹥20~40 cm土层上,新增耕地土壤电导率显著低于盐碱地44.9%和37.0%(P0.05),显著高于原耕地35.7%和58.6%(P0.05);新增耕地阳离子总量和阴离子总量均显著低于盐碱地(P0.05);盐碱地土壤碱化度在37.0%~38.2%之间,pH值接近10.0,为重度碱化土壤,新增耕地土壤碱化度在18.0%~21.6%之间,pH值低于9.0,为中度碱化土壤,其土壤碱化程度与原耕地接近;新增耕地土壤有机质显著高于盐碱地33.4%和61.3%(P0.05),在0~20 cm土层上显著低于原耕地21.5%(P0.05);新增耕地阳离子交换量比盐碱地提高16.7%和25.1%(不显著,P0.05),同时显著高于原耕地4.8%和11.0%(P0.05)。典范对应分析表明,土壤盐渍化、肥力指标和土壤离子组成与样地类型分布存在着空间上的有序关系,样地类型由盐碱地向新增耕地的变化,在土壤理化性质层面是盐渍化指标降低、肥力指标升高的过程;在土壤离子组成层面是HCO3-、CO32-和Na+等离子含量降低的过程。总体来看,松嫩平原西部土地整理能有效改良盐渍化土壤,但新增耕地土壤质量仍低于原耕地,建议在土地整理中通过完善灌溉与排水系统、将土地平整工程与深耕深松和增施有机肥相结合及采用生物措施等提升盐渍化土壤的改良效果。     

添加玉米秸秆对黑土团聚体富里酸结构特征的影响

运用元素分析、红外光谱及热重分析技术研究了培养条件下添加玉米秸秆对黑土及其大团聚体(>2000和2000~250 μm)、微团聚体(250~53 μm)和粉-粘粒组分(<53 μm)中富里酸(FA)结构特征的影响。结果表明,在对照(未添加玉米秸秆)土壤中,大团聚体FA分子的缩合度、氧化度和芳香性高于微团聚体和粉-粘粒组分。玉米秸秆的添加使全土FA分子的C、H、N含量增加,O含量下降,其C/H、O/C和C/N摩尔比值分别比对照减少了18.18%、17.92%和19.17%,高温失重/中温失重的比值低于对照51.85%,脂族碳/芳香碳的特征比值比对照增加了252.47%,大团聚体和微团聚体中FA分子的脂族碳/芳香碳特征比值比对照增加了34.86%~604.35%,表明玉米秸秆的添加使土壤FA分子的脂族性增强,缩合度、氧化度及芳香性下降。添加玉米秸秆土壤中,不同粒径团聚体相比,大团聚体FA分子的氧化度和芳香性高于微团聚体和粉-粘粒组分。与微团聚体、粉-粘粒组分相比,大团聚体FA在化学结构上芳香性较强;玉米秸秆的添加使黑土FA的结构趋于简单化。     

链孢囊菌利用纤维素形成菌体及其碱提取组分研究

通过液体摇床振荡培养实验,获得了链孢囊菌降解纤维素形成的菌体,采用元素组成、差热分析和红外光谱法,初步研究其化学结构和碱提取组分碳的分配状况,旨在探索链孢囊菌降解纤维素后是否能形成腐殖质及其碱提取组分是否为腐殖质组分。结果表明:(1)链孢囊菌降解纤维素后形成的菌体各组分碳量的分配主要集中于"水溶性组分"与"碱溶酸不溶组分"(相当于类胡敏酸),"碱溶酸溶组分"(相当于类富里酸)最少,培养后期(38～60 d)各组分碳,随着培养时间的延长,先形成"碱溶酸溶组分"后转化为"碱溶酸不溶组分"的速率减慢;(2)接种链孢囊菌后,培养初期(7～28 d),菌体C含量、H/C、O+S/C、放热高/中比,均呈现不规律的动态变化,培养后期(38～60 d),随着培养时间的延长,菌体缩合程度升高,氧化程度降低,芳香性增强;(3)菌体(60 d)的H/C、O+S/C均高于黑土胡敏酸(HA),而菌体的C含量、放热高/中比均低于黑土胡敏酸(HA),且分子结构较黑土胡敏酸(HA)简单。     

生物质炭及其与土壤腐殖质碳的关系

土壤中生物质炭(Biochar C,BcC)与腐殖质碳(Humus C,HC)之间是否存在发生学联系或转化关系是近年来土壤学和地球化学领域关注的热点和亟待解决的科学问题。BcC是以生物中的活性有机质为原料,在低氧或无氧环境下经高温形成的含碳物质;而腐殖质是死亡的动植物在土壤中经微生物作用而形成的含碳的多聚体化合物。本文回顾了近20年来,特别是近10年来国内外学者对于BcC与HC之间关系的研究进展。已有的研究表明,BcC可经微生物作用而转化为HC,但二者间转化的途径以及二者间物理、化学以及生物学特性比较的研究仍存在不足。本文比较了化学氧化法、分子标志物法、氢热解法、热化学氧化法、紫外光氧化法、核磁共振法在BcC定量分析中的优劣;详细介绍了扫描电镜、元素组成分析、红外光谱、X电光子谱能、热重分析、热解-气质-质谱和核磁共振法在BcC结构表征中的应用。系统论述了对BcC和HC进行结构比较和转化关系探究的可行性。     

不同秸秆还田方式对土壤腐殖质组成的影响

针对东北黑土肥力下降和秸秆未能合理利用问题,研究了玉米秸秆不同还田方式对黑土土壤有机碳和腐殖质组成的影响.试验共设置未施用秸秆(ck)、秸秆浅施(CS2)、秸秆深还(CS3)、秸秆与土壤混合浅施(CS4)、秸秆与土壤混合深还(CS5)5种处理.使用腐殖质组成修改法提取水溶性物质(WSS)、富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM).结果表明:秸秆还田后,各处理SOC、HAC、PQ值以及HA的△lgK值均提高.与ck相比,玉米秸秆与0～20cm 土壤均匀混合后浅施(CS4)显著提高了表层土壤速效养分(N、P、K)含量,其中碱解氮含量增加了 14.21 mg/kg,有效磷含量增加了 14.99 mg/kg,速效钾含量增加了 42.91 mg/kg;玉米秸秆与20～40 cm 土壤均匀混合后深还(CS5)显著提高了亚表层土壤速效养分(N、P、K)含量,其中碱解氮含量增加了 21.51 mg/kg,有效磷含量增加了 13.30 mg/kg,速效钾含量增加了39.09 mg/kg.与ck相比,各处理各层土壤腐殖质组成碳的含量均有不同程度上升,其中CS4处理HA、FA、HM有机碳含量与ck相比分别上升33.82％、9.38％、31.15％;CS5处理HA、FA、HM有机碳含量与ck相比分别上升35.48％、17.51％、19.80％.秸秆还田后各处理PQ值均有不同程度上升,与ck相比,表层土壤中CS4处理PQ值显著上升,从63.91％上升到68.42％.与ck相比,全量秸秆深还(CS)处理显著提高了胡敏酸和富里酸色调系数△lgK的值,表层和亚表层胡敏酸的△lgK分别提高了 7.19％和12.48％,富里酸的△lgK分别提高了 4.19％和10.18％.说明秸秆还田可以提高黑土土壤腐殖化程度,使土壤HA结构变得简单.