土壤环境中多环芳烃研究的回顾与展望——基于WebofScience大数据的文献计量分析

为深入了解土壤环境中多环芳烃研究的全球状况和前沿动态,客观反映相关国家、机构和个人在该领域的科学能力和影响,采用ISI Web of Knowledge的Web of Science引文数据库,对1900—2014年间该库收录的土壤环境中多环芳烃研究领域的相关文献进行了计量分析。结果表明,该领域全球发文量总体呈持续快速上升趋势,美国的发文量、总被引频次和H指数均居榜首,中国的发文量和总被引频次居次席,但篇均被引频次明显偏低;中国科学院和英国兰卡斯特大学的发文量和H指数居研究机构的前两位,篇均被引频次排名最高的研究机构是美国马萨诸塞大学;英国兰卡斯特大学的Jones K C等两位学者发文量和H指数最高,北达克科特大学Hawthorne S B的篇均被引频次最高,国内学者中北京大学的陶澍和浙江大学的朱利中最有影响力;该领域的主要期刊有Environmental ScienceTechnology、Chemosphere和Environmental Pollution等;该领域的研究热点多集中于土壤环境中多环芳烃的降解及生物修复、多环芳烃在各介质中的溶解与吸附、以及多环芳烃的源解析等方向,“中国”相关研究在近5年中占重要地位。     

基于3S技术的水库集水区桉树人工林生态系统服务动态

为了从理论上论证经济利益导向下的桉树人工林种植与区域生态质量的关系,基于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS),通过文献调研、现场调查、解译、反演(NDVI、FVC、生物量、NPP)与空间分析运算,获得了近10年广西元宵水库集水区桉树人工林与马尾松群落的生态系统服务(水源涵养、环境净化、产品提供、固碳释氧、土壤保育、生物多样性保护)价值时空动态分布格局。结果表明:(1)NDVI与FVC适用于开展多种植被参量的遥感反演;(2)马尾松群落的单位面积生态系统服务价值明显优于桉树人工林;(3)桉树群落的生态系统服务随树龄的增加而提高,桉树成熟林的服务价值接近马尾松群落,说明桉树本身不会引发水分、养分消耗过量等问题;在马尾松砍伐期与桉树轮伐期,水库集水区的生态系统结构波动剧烈,生态系统服务下降。因此,经济利益导向下的剧烈人为扰动成为桉树人工林种植区生态质量显著下降的主要原因。     

植物活性物质调控反刍动物甲烷排放作用机理研究进展

植物活性物质作为饲料添加剂,具有天然无害、抑制细菌等作用,被认为是一种新型的甲烷抑制剂。本文综述了植物活性物质作为反刍动物甲烷抑制剂的作用效果、作用机理和存在的问题,旨在为植物活性物质作为甲烷抑制剂在生产中的应用提供参考。     

崇明生态岛生态环境评价及指标优化分析

崇明岛拥有良好的生态环境和丰富的自然资源,是上海可持续发展的储备空间。基于PSR模型构建了一套包含1目标3要素22项评价指标的崇明岛生态环境评价指标体系,并通过对评价指标归一化处理和各要素层指数权重计算,得出崇明生态环境指数。结果表明:在崇明生态岛建设行动计划的实施下,崇明岛生态环境指数从2008年的0.57增长至2015年的0.91,增幅达60%,生态岛建设进程从启动阶段进入发展阶段并逐步向完善阶段过渡,环境保护成效显著,可持续健康发展模式已经形成。同时,在分析评估近几年环境状况的基础上,对6项评价指标进行优化研究,以期更科学准确地反映崇明岛生态环境质量,为崇明岛生态文明建设提供依据。     

滴灌施肥对农田土壤氮素利用和流失的影响

通过2年在果园和蔬菜田的生产试验及田问氮素流失监测,对比研究常规施肥管理和精确滴灌施肥技术在作物产量、肥料消耗量和农田氮素流失负荷等方面的差异,分析不同施肥方式对农田土壤氮素利用和流失的影响.结果表明:滴灌施肥技术把定量的溶解态肥料直接输送到作物根部,提高了肥料利用效率,农作物产量与常规产量基本持平甚至略有提高,而氮肥消耗量和氮素流失负荷则显著降低.与常规施肥管理方式相比,2006年梨、大豆和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低10.8、11.8和8.9 g/kg,削减率分别为22.8%、26.6%和30.8%;单位产量总氮流失量也分别削减45.2%、14.5%和26.3%.2007年梨、西瓜和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低11.1、8.1和5.0 g/kg,削减率分别达到29.7%、65.8%和21.5%;单位产量总氮流失量分别削减56.4%、49.7%和51.8%.     

典型季节规模化猪场氨排放特征研究

为探求典型季节规模化猪场主要污染环节的氨排放特征,通过高分辨率在线监测设备对上海典型某规模化猪场的肉猪养殖棚舍与堆粪棚的氨浓度进行连续监测,获取主要环节典型季节的氨排放通量水平。研究结果表明,肉猪养殖棚舍夏秋两季平均氨浓度水平分别为3.31±0.31 mg·m~(-3)和4.91±0.56 mg·m~(-3),而堆粪棚夏秋两季氨浓度水平分别为6.26±1.57 mg·m~(-3)和3.19±0.61 mg·m~(-3)。肉猪棚舍夏秋两季氨浓度日小时范围分别为2.9～3.7 mg·m~(-3)和3.8～5.5 mg·m~(-3),即夏季肉猪棚舍氨浓度呈先上升后下降的趋势,主要受温度、畜禽活动强度的影响;秋季肉猪棚舍氨浓度变化趋势为先下降后上升,主要受9:00—15:00机械通风运行模式的影响。肉猪养殖棚舍夏秋两季的氨排放通量分别为10.12±0.96 g·d~(-1)·头~(-1)和7.07±1.58 g·d~(-1)·头~(-1),堆粪棚夏秋两季氨排放通量分别为2.99±0.69 g·d~(-1)·头~(-1)和0.89±0.31 g·d~(-1)·头~(-1)。相关性分析表明,在夏季,通风量是影响肉猪养殖棚舍氨排放通量的主导因素,而在秋季,氨排放通量则更多地受到温度与湿度的影响。     

超声活化过硫酸盐氧化降解水溶液中的全氟辛烷磺酸盐

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建了超声活化过硫酸盐氧化体系。考察了体系中超声频率、过硫酸盐浓度、溶液初始pH值和空化气体等因素对PFOS降解速率的影响,并对PFOS降解过程产生的自由基及其降解中间产物进行了捕捉和鉴定。结果表明:在30℃、pH值7.0、过硫酸盐浓度0.93 mmol·L~(-1)、超声频率400 kHz、功率100 W和超声密度2.67 W·cm-2条件下,18.58μmol·L~(-1)的PFOS经过8 h反应,降解率达到99.5%。超声活化过硫酸盐体系表现出显著的协同效应,PFOS降解速率比单独超声和单独过硫酸盐体系降解速率之和提高4.77倍,其表观准一级反应动力学常数在实验范围内随超声频率增加而增大,随过硫酸盐浓度增加先增后减,随溶液初始pH值增加而减小,四种空化气体中以氩气的降解效果为最佳;电子自旋捕捉试验表明,硫酸根自由基和羟基自由基参与了PFOS的降解。根据超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析得到的七种降解产物,给出了PFOS在该体系中可能的降解途径。     

固化剂对土壤中重金属的稳定作用及其在河岸固化护坡中的应用研究

为评估一种自主开发的固化剂(GSS-02)对土壤中重金属的稳定作用,探讨该固化剂用于河岸固化护坡工程的可行性,在实验室内分别采用普通硅酸盐水泥(OPC)和GSS-02对土壤实施固化处理.用US EPA的TCLP方法测定浸出毒性,评估添加剂对土壤Cu、Zn、Cr和Ni的稳定效果,测定固化体的无侧限抗压强度,初步评估土壤固化体的物理性能.结果表明,加入OPC或GSS-02在一定程度上提高了土壤浸出液的pH值,固化剂添加量与浸出液pH值存在显著的正相关关系;OPC和GSS-02对Cu、Zn和Ni有较好的稳定作用,能使浸出液中重金属浓度降低为对照样品的1/3～1/7,但能够活化Cr;加入OPC或GSS-02能提高固化体的无侧限抗压强度,与OPC相比,低剂量时GSS-02能显著提高无侧限抗压强度,而高剂量时则相反,这有利于土壤生物工程的实施.上海市南汇区某河岸固化工程应用表明,GSS-02能满足土壤重金属稳定和土壤生物生长恢复的需要,与OPC相比是一种良好的生态型同化剂.     

长期施用猪粪稻田的重金属迁移规律与累积风险

在国家大力推进畜禽养殖废弃物资源化利用的背景下,为探究长三角地区“猪-稻”种养结合模式猪粪全量还田潜在的农田土壤重金属累积风险问题,对6类特征重金属在“饲料-粪污-土壤”系统中的迁移规律进行了为期5年的连续跟踪监测。结果显示,As、Cr、Pb、Cu、Zn和Cd等重金属在饲料中均有检出,Cu和Zn含量远高于NY/T 65—2004《猪饲养标准》中的推荐添加量。粪便中各类重金属含量总体呈现“秋冬高、春夏低”的特点,其中,冬季粪便中Cr、Cu、Zn和As的质量浓度最高,分别为115.9、1 150.1、1 630.0、2.62 mg·kg^-1。配套农田耕作层(0～20 cm)土壤中As、Cr、Cd、Cu和Zn的含量表现出明显的累积趋势,其中Cu、Zn的累积效应较明显,平均年累积率分别高达5.13、2.29 mg·kg^-1。各重金属均向深层土壤发生了迁移,Pb、Cu、Zn、Cd总体上呈现出一定的纵向递减的变化规律,但深层土壤中As、Cr的含量有所增加,表现出较为明显的淋溶下移性特点。归趋分析结果显示,稻米中的Cd含量占输入总量的9.11%,远高于其他...     

基于氮磷养分管理的畜禽场粪便匹配农田面积

该文基于种养平衡的生态模式,根据上海地区单位饲养规模畜禽场粪便产生量及其氮磷含量和各类农作物氮磷需求量,研究分析了基于氮磷养分管理的单位养殖规模畜禽场产生的粪便还田利用需匹配的三大类农作物种植面积。结果表明:在畜禽粪便作为农作物氮磷养分的来源和满足农作物氮养分需求的前提下,根据农作物对氮磷养分需求的木桶效应,各类畜禽粪便提供的磷养分总体上超过各类农作物对磷养分的需求量,具有流失污染环境的隐患。因此,提出了畜禽场粪便还田利用农田面积匹配应基于农作物磷养分需求,不足的氮养分可通过化肥氮给予补充,从而达到种养结合、环境友好的畜禽生态养殖。