钝化剂对土壤重金属污染修复研究进展

总结了常见的钝化剂包括石灰性物质、炭材料、粘土矿物、含磷材料、有机肥和农业废弃物等对土壤重金属污染修复的原理、技术和方法。介绍了钝化剂对土壤重金属修复的效果和注意事项,并对钝化剂进行土壤重金属污染修复的前景和目前存在的问题进行了展望。     

长期施肥下黄壤性水稻土有机碳组分变化特征

【目的】土壤有机碳具有高度异质性,不同组分的有机碳由于化学性质和存在方式等不同,其生物有效性和肥力功能不同,并反映出不同的稳定机制,所以深入研究土壤有机碳的组分特征,对于更好地了解土壤有机碳的稳定性和肥力机制具有重要意义。本研究以黄壤性水稻土为对象,旨在研究揭示长期施肥对土壤有机碳组分特征的影响并探讨合理培肥模式。【方法】以中国黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验为依托,通过田间取样和室内分析,采用土壤有机碳物理-化学联合分组方法,重点研究不同施肥条件下土壤有机碳组分含量及分配比例的变化,并通过定量分析组分碳含量与年均碳投入量的关系,探讨土壤有机碳饱和现象。试验处理包括不施肥对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、无机肥配施低量有机肥（0.5MNPK）和无机肥配施高量有机肥（MNPK）,碳投入梯度为0.87-6.02 t·hm^-2·a^-1。【结果】与不施肥（CK）相比,单施化肥（NPK）处理显著增加了土壤游离态粗颗粒有机碳、化学保护粉粒组有机碳和生物化学保护粉粒组有机碳含量,总有机碳提升10%;有机肥处理（0.5MNPK、M、MNPK）显著增加了土壤游离态粗颗粒有机碳、物理保护有机碳、化学保护粉粒组、黏粒组有机碳和生物化学保护粉粒组、黏粒组有机碳,增加幅度高于化肥处理,总有机碳提升24%-46%,其中以有机无机肥配施（MNPK）的提升幅度最大;与不施肥（CK）及单施化肥（NPK）处理相比,有机肥处理（0.5MNPK、M、MNPK）土壤物理保护有机碳的分配比例显著升高;模型分析发现,长期施肥条件下土壤游离态粗颗粒有机碳浓度与年均碳投入量呈显著的线性关系,而化学保护态有机碳浓度与生物化学保护态有机碳浓度以及土壤总有机碳含量,均与年均碳投入量呈显著的“饱和曲线效应”的对数函数关系。【结论】有机无机肥配施是提升黄壤性水稻土有机碳水平的最佳培肥措施,并以物理保护有机碳的提升幅度最大,强化了有机碳的物理稳定机制;黄壤性水稻土较稳定的有机碳组分（化学保护态、生物化学保护态）以及总有机碳存在饱和现象,在当前条件下出现饱和限制。     

不同水肥管理配施腐解剂对小麦秸秆腐解及养分释放的影响

为探寻促进还田秸秆腐解的有效管理措施,以农民常规水肥管理+秸秆还田为对照（CK）,设置常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂（CKD）、滴灌+缓控释肥+秸秆还田（SS）、滴灌+缓控释肥+秸秆还田+腐解剂（SSD）、水肥一体+秸秆还田（SF）、水肥一体+秸秆还田+腐解剂（SFD）共5个处理,分析不同水肥管理配施秸秆腐解剂对小麦秸秆腐解率以及养分释放规律的影响。结果表明,（1）各处理秸秆腐解率均表现为前期快后期慢的变化趋势,CKD、SSD、SFD处理的秸秆腐解率在玉米收获期分别比对应的CK、SS、SF处理高2.1、4.4和4.2个百分点,其中SSD与SS处理间、SFD与SF处理间差异均达到显著水平;（2）各处理秸秆养分释放表现为钾>磷>氮,小麦生育期内养分释放规律与秸秆腐解变化趋势一致;SFD处理下的全磷投入量最多,为48.2 kg·hm^-2,而CKD处理下全钾和全氮投入量最高,分别为163.8和67.2 kg·hm^-2;（3）不同处理间, CK在0~20 cm土层的土壤速效养分含量最高,SSD和SFD处理的速效氮含量较对应的SS和SF处理分别增加了27.9%和19.5%,速效磷含量分别提升了42.9%和25.8%;（4）CKD处理的玉米产量最高,为10 387.9 kg·hm^-2,其次为SFD、SF、SSD处理,较CK分别提升了41.5%、31.0%、30.5%和0.8%,除SSD处理外,其余处理均与CK差异显著。综上,添加腐解剂不仅能有效促进小麦秸秆腐解和氮磷钾养分释放,提高玉米产量,还显著增加了水肥优化管理下土壤速效养分的含量,其中以水肥一体+秸秆还田+腐解剂、常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂两处理效果最佳。     

偶联剂对竹塑复合材料界面及热稳定性的影响

为研究马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、超分散包覆剂(YB-510)等3种偶联剂对竹塑复合材料界面及热稳定性的影响,利用环境扫描电子显微镜((ESEM))观察了竹塑复合材料的断面微观形貌,利用热重—差热联用热分析仪(TG-DTA)分别分析了纯竹粉、低密度聚乙烯树脂(LDPE)及加入不同偶联剂后的竹塑复合材料的热失重(TG)曲线和一阶微分(DTG)曲线。结果表明,添加3种偶联剂后,竹粉都能够均匀地分散在LDPE塑料基体中;MAPE可以提高竹塑复合材料的热稳定性,MAPP对复合材料的热稳定性没有明显影响,而YB-510对竹塑复合材料的热稳定性具有不良影响。     

采伐对大兴安岭落叶松-苔草沼泽土壤有机碳储量的影响

对比分析了大兴安岭不同采伐强度(未采伐—对照、轻度择伐—25%、中度择伐—35%、强度择伐—50%)下落叶松-苔草沼泽土壤密度、土壤有机碳含量与土壤有机碳储量的变化,揭示了采伐干扰对森林湿地土壤有机碳储量的影响规律。结果表明:①中度择伐与强度择伐显著提高了其土壤密度,轻度择伐则对土壤密度无显著影响;②轻度择伐显著提高了其表层和深层土壤的有机碳含量,中度择伐与强度择伐显著降低了其各土壤层和中上部土壤层的有机碳含量;③轻度择伐显著提高了其深层土壤有机碳储量,中度择伐和强度择伐则分别显著降低了中下部和中部土壤层的有机碳储量;④轻度择伐样地土壤有机碳储量较对照提高了16.2%(P>0.05),中度择伐和强度择伐样地土壤有机碳储量分别较对照降低了48.5%和30.1%(P<0.05)。     

潮土区小麦、玉米残体对土壤有机碳的贡献——基于改进的RothC模型

【目的】为进一步了解秸秆还田对土壤有机碳(SOC)的提升效果,探究作物残体(根系与秸秆)对潮土区SOC的贡献,为华北冬小麦-夏玉米区SOC提升提供理论依据。【方法】基于腐解试验的有机物料碳残留率数据,获得4种有机物料在RothC-26.3模型最优时对应的DPM/RPM参数值(易分解植物残体和难分解植物残体的比值)。利用修订的DPM/RPM参数,获得了改进的RothC-26.3模型,并用郑州潮土区短期腐解试验(2012年11月至2013年11月)和长期定位试验数据(1990—2008年)进行验证,模拟出郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体在3种不同施肥处理下(不施肥CK,平衡施肥NPK和秸秆还田NPKS)对新形成SOC的贡献。【结果】在模型达到最优时,小麦根系(wheat root,WR)、小麦秸秆(wheat straw,WS)、玉米根系(corn root,CR)和玉米秸秆(corn straw,CS)的DPM/RPM值分别为0.89、3.04、4.35和3.25。模型结果显示,CK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例均为50%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成的SOC比例分别为60%、40%;小麦根和玉米根固碳效率分别为15.5%、10.8%;NPK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例分别为60%、40%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成SOC的比例分别为71%、29%;小麦根和玉米根固碳效率分别为17.5%、11.4%;NPKS处理小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的碳投入的比例分别为47%、21%、32%,而小麦根系、玉米根系、玉米秸秆对新形成的SOC(0—20 cm)贡献分别为50%、22%、28%;小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的固碳效率分别为16.9%、11.2%、11.4%。总之,冬小麦-夏玉米轮作系统中无论是不施肥、平衡施肥还是秸秆还田处理,小麦根系对新形成SOC的贡献率(50%—71%)大于玉米根系和玉米秸秆对新形成SOC贡献率(22%—40%)。源自小麦的SOC占新形成SOC的比例均分别大于源自小麦的碳投入占总碳投入的比例,而源自玉米的投入及其对新形成SOC的贡献则反之。小麦根系的固碳效率(15.5%—17.5%)大于玉米根系和玉米秸秆的固碳效率(10.8%—11.4%)。【结论】改进后的RothC模型可用来探究潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体对新形成SOC的贡献。郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦根系对新形成SOC的贡献率均大于玉米根系和玉米秸秆的贡献率。根茬还田(尤其是小麦根茬还田)更有利于提升土壤有机碳含量。     

无定河流域植被恢复对土壤团聚体及碳固定的影响

对无定河流域坡耕地和4、5、10、30、50年植被恢复样地土壤水稳性团聚体含量,全土样及不同直径水稳性团聚体中的有机质、速效磷含量进行了测定分析,计算了土壤有机碳密度,旨在评价植被恢复对土壤结构、养分及土壤固定的影响。结果表明:各样地全土样有机质和速效磷含量分别介于6.73~31.83 g·kg-1和1.93~14.72 mg·kg-1之间,不同直径团聚体有机质和速效磷含量分别介于7.15~26.03 g·kg-1和3.71~16.64 mg·kg-1之间。相对农地,植被恢复能明显增加表层土壤有机质含量和有机碳密度,杜梨群落增加幅度最高,增加值分别为24.93 g·kg-1和91.98 mg·cm-2;水稳性团聚体以0.05 mm和0.05~0.1 mm为主,含量分别在37.06%~57.22%和21.71%~29.76%之间;不同直径水稳性团聚体中有机质含量表现为2 mm至0.2~0.5 mm之间,直径愈小,有机质含量愈高,0.2~0.5 mm至0.05 mm之间,粒径愈小,有机质含量愈低;除1~2 mm团聚体中的速效磷含量最高外,2 mm至0.05 mm团聚体之间,粒径愈小,速效磷含量愈低。土壤有机碳密度与植被恢复年限呈线性正相关关系。相对于土壤碳固定,土壤抵抗水力侵蚀的能力需更长时间才能显著提高。相对慢速湿润,快速湿润条件下各直径水稳性团聚体有机质含量均较高。研究区大雨或暴雨是造成该区域土壤结构恶化和有机碳损耗的主要原因。     

Ubiquitous increase in taurine transporter mRNA in tissues of tilapia (Oreochromis mossambicus) during high-salinity adaptation

We have isolated a cDNA encoding the taurine transporter from a tilapia (Oreochromis mossambicus) gill cDNA library. Transient expression of the cDNA in COS-7 cell indicates that the clone encodes a Na⁺- and Cl^–-dependent and -amino acid-specific taurine transporter. By the transfer of tilapia cultured in freshwater to 70% artificial seawater, plasma osmolality increased by up to 100–135 mOsm/kgH₂O along with the marked increase in the taurine transporter mRNA level in all the tissues examined i.e., kidney, stomach, intestine, gill, eye, liver, fin, muscle and brain. In most tissues, time-dependent change in the taurine transporter mRNA level corresponds to that in plasma osmolality. However, fin showed an acute and muscle showed a delayed increase in taurine transporter mRNA compared to changes in plasma osmolality. The taurine transporter mRNA level in tilapia embryos also increased after transfer from freshwater to 100% artificial seawater. Increase in taurine transporter expression leads to the activation of cellular uptake of taurine from plasma and the accumulation of taurine in the cell. Thus the results in the present study suggest that taurine plays an important role as an osmolyte in the ubiquitous tissues of tilapia during high-salinity adaptation.     

有机培肥对土壤肥力及玉米氮素利用和产量的影响

为了提高辽北地区土壤肥力水平,提高氮肥利用效率,通过田间试验方法,设置不施氮肥对照(T1)、牛粪+不施氮肥(T2)、秸秆还田+不施氮肥(T3)、常规氮肥(T4)、牛粪+常规氮肥(T5)、牛粪+减氮15％(T6)、秸秆还田+常规氮肥(T7)、秸秆还田+减氮15％(T8)共8个处理,研究不同处理对土壤有机质、全氮、氮肥利用...     

利用PRB技术去除氯代有机污染物的研究进展

氯代有机化合物是一种典型的地下水污染物,对可渗透反应墙技术进行深入的研究和探讨,有利于地下水氯代化合物污染场地修复技术的完善和提高。介绍了可渗透反应墙的结构类型和脱氯机理,讲述了可渗透反应墙技术的国内外研究概况,重点讨论了可渗透反应墙技术的国内外新进展,最后总结了可渗透反应墙技术的优势和不足之处,并在此基础上给出了可渗透反应墙技术的未来发展方向。