酸性水动态淋滤与静态浸泡土壤中氟的实验研究

模拟研究了不同pH值的淋滤液对土壤的动态淋滤及静态浸泡,用氟离子选择电极法测定了不同pH值淋滤液在不同时间段获取的淋出液中氟浓度以及淋滤后残渣中的氟含量,结果表明:淋滤液的pH值、淋滤时间以及土壤中氟的赋存形态对氟的淋出影响重大。淋滤液的酸性越强,土壤中氟的最大淋出浓度越大,土壤中被淋出的氟含量越高,淋出率也越高且氟的淋出主要集中在淋滤初期60h内,后渐趋于平缓;动态淋滤淋出的氟含量及溶出率均稍高于静态浸泡,这可能源于动态淋滤较强的分子运动,进而使提取剂充分渗透到土壤基质中。黄壤、黄棕壤、水稻土在pH=3的淋出液中的氟浓度变化曲线表明土壤淋洗作用更多的是将土壤中的可溶性氟盐淋洗掉。可溶性氟盐越多,被淋失的氟就越多。     

生物炭添加对两种类型土壤DOC淋失影响

生物炭能增加土壤碳库贮量,对全球碳的生物地球化学循环和缓解全球气候变化起到不可忽视的作用。可溶性有机碳(DOC)是土壤碳库中十分重要的组分,研究生物炭对DOC淋失影响对深入了解生物炭对土壤有机碳循环具有重要意义。本文以新疆和河南两种土壤为对象,通过室内土柱淋滤试验研究生物炭添加对不同类型土壤中溶解性有机碳(DOC)淋失影响以及添加不同生物炭对同种土壤淋滤液中DOC淋失影响特征。结果表明,新疆和河南土壤淋滤液DOC浓度和淋失量随着生物炭添加比例增加(1%,5%,10%)而减少。与玉米秸秆和锯末混合物为原料制成生物炭相比,玉米秸秆生物炭能显著降低新疆土壤淋滤液中DOC浓度。     

套种条件下混合螯合剂对污染土壤Cd淋滤行为的影响

为了研究螯合剂对污染土壤Cd向下迁移的影响,对采自广东省乐昌市和清远市的2种铅锌矿废水污染水稻土（分别为中性和酸性土壤）进行100 cm土柱室外淋溶试验,研究在玉米与东南景天套种系统中,在5 mmol.kg-1土的混合螯合剂[MC∶柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KCl（摩尔比）=10∶1∶2∶3]的强化作用下对2种污染土壤中Cd的淋滤行为的影响.结果表明,施加混合螯合剂后第2 d,混合螯合剂能明显提高2种土壤各土层淋滤液Cd浓度;施后第8 d混合螯合剂仍能继续提高中性土壤20 cm以下土层和酸性土壤60 cm以下土层淋滤液Cd的浓度,但其活化作用均已迅速下降.施后第2 d和第8 d,2种土壤各土层的套种＋MC处理的淋滤液Cd浓度均超过国家地下水质量标准（GB/T 14848-93）.施加混合螯合剂可降低中性土壤表层全Cd量.不同处理的土壤Cd均有向下层迁移的趋势,尤其是酸性土壤,在20 cm和40 cm处不同处理的全Cd量与起始值比较分别下降了40%～58%和39%～49%,经过100 d的修复即可达到土壤环境质量标准（GB 15618-1995）.上述结果表明,施用混合螯合剂对Cd污染土壤的地下水水质存在一定的潜在污染风险.     

高尔夫球场果岭土壤硝酸盐氮淋洗的模拟试验研究

通过对高尔夫球场施用化肥后的降雨过程进行模拟淋滤试验,测试了不同施肥量、降雨强度及植被密度条件下硝酸盐的淋失浓度,并借助SAS9．0软件对测试数据进行了统计分析。结果表明,在降雨总量相同的条件下,淋滤出的硝酸盐氮受植被密度和施肥量的影响较大,而降雨强度则元显著影响;在暴雨-稀草-高肥时的硝酸盐氮淋出量最多,而中雨-密草-低肥淋出量最少。土壤中硝酸盐氮含量与淋滤液中硝酸盐氮的淋失量规律吻合,即硝酸盐氮淋失量大时,土壤中的硝酸盐氮含量低;而硝酸盐氮淋失量小时,土壤中的硝酸盐氮含量高。     

新疆油田采出水及脱水原油挥发性组分分析及其在土壤中的淋滤特性

为了分析油田采出水及原油淋滤液挥发性组分的特性,采用气相色谱质谱法测试了油田采出水及脱水原油淋滤液中的挥发性有机物(VOCs),并通过土柱试验考察了原油可溶组分通过不同土壤厚度后的浓度变化规律。结果表明:在油田采出水中测得92种可溶性VOCs,在脱水原油淋滤液中测得29种可溶性VOCs,经过10 cm厚度的土壤后溶解组分大部分被吸附。苯系物和萘是原油的主要溶解组分,可以作为油田地下水污染的主要研究对象,土壤对原油淋滤液中VOCs组分具有较强的吸附能力。     

生物炭对土壤氮素淋失的抑制作用

淋洗作用是土壤氮肥损失途径之一,也是环境水体氮素污染的重要途径。研发降低土壤氮素淋失的技术途径不仅有助于提高氮肥利用率和降低化肥的施用量,而且有助于防治水体污染和改善生态环境。本文通过淋滤实验研究了生物炭对我国两种重要土壤类型黒钙土和紫色土氮素淋失的影响。由玉米秸秆制成的生物炭按10 t/ha,50 t/ha,100 t/ha的比例施用于土壤,同时模拟田间尿素施用量240 kg.N/ha并用相当于每天10 mm的降水量用去离子水淋洗土壤。对淋滤液氮素组成和含量分析结果显示,在不施用生物炭的条件下,黒钙土和紫色土总氮的淋失量分别占土壤(土壤+尿素)总氮含量的7.5%和9.0%,氮素的淋失主要发生在前130 mm降水过程中,其淋失量占全部淋失量的96%。在淋失的成分中,除硝态氮外,有机氮也是重要的组成物质,二者均占淋失总氮量的48%。生物炭的施用可以大幅度地降低氮素的淋失作用。50 t/ha和100t/ha的生物炭施用量降低黑钙土氮素淋失分别为29%和74%,减少紫色土氮素淋失分别达41%和78%。但10 t/ha的生物炭施用量却增加黒钙土和紫色土氮素淋失量分别达到22%和2%。这表明较低的生物炭施用量会促进氮素的淋失。生物炭对有机氮淋失的抑制作用大于硝态氮。100 t/ha的生物炭施用量对有机氮和硝态氮淋失的降低率分别为88%和62%左右,因土壤类型不同而有所差异。上述研究结果为寻求防治土壤氮素淋失的技术方法提供了理论依据。     

生物螯合剂EDDS与非生物螯合剂EDTA联合施用下植物提取土壤重金属及潜在环境风险

本文通过盆栽试验研究单一螯合剂EDTA、EDDS以及复合螯合剂的不同EDTA/EDDS配比对玉米和油菜作物重金属Pb、Cu、Cd的富集程度,并且通过淋滤实验分析各种螯合剂处理的土壤淋滤液重金属含量和土壤营养元素流失情况。结果表明:螯合剂的存在明显增加了植物重金属Pb、Cu、Cd的富集系数。植物重金属Pb富集系数在添加复合螯合剂配比3(EDTA/EDDS=1:2)时,达到最高;重金属Cu富集系数在添加复合螯合剂配比2(EDTA/EDDS=2:1)时,达到最高7.3;重金属Cd富集系数在添加单一螯合剂EDTA时达最高。土壤重金属淋滤液浓度在添加复合螯合剂不同EDTA/EDDS配比时比单一施用螯合剂要低。玉米组淋滤液中TN平均浓度高低依次为EDTA > EDDS > 配比3 > 配比1 > 配比2。油菜组淋滤液中TN平均浓度高低依次为EDTA > EDDS > 配比1 > 配比2 > 配比3。玉米组TP平均流失浓度高于空白对照组TP平均流失浓度72%,油菜组TP平均流失浓度高于空白对照组TP平均流失浓度54%。     

NTA与EDTA联合施用对茼蒿富集土壤重金属的影响

为了解非生物螯合剂EDTA与生物螯合剂NTA协同施用对土壤重金属污染修复的效果,采用盆栽方法,研究不同配比螯合物EDTA和NTA施用下,茼蒿对土壤重金属(Pb、Cu和Cd)富集的程度;同时评估了螯合物对茼蒿叶绿素、维生素C含量以及土壤营养元素流失程度的影响。结果表明:处理(EDTA/NTA=2∶1)时,茼蒿根部重金属Pb、Cd含量均最高。处理(EDTA/NTA=1∶1)时,显著促进茼蒿植株对重金属Cu吸收和地上部转运,螯合剂用量最少,协同作用最好。不同配比的螯合剂处理均对茼蒿产生抑制作用,同时降低茼蒿生理指标叶绿素、维生素C含量。在处理(EDTA=1),叶绿素SPAD、维生素C含量分别达到最低值36 mg/100 g和38 mg/100 g。对于淋滤液中营养元素TN而言,处理(NTA=1、EDTA/NTA=1∶2)中TN随着时间推移逐渐减少,第十天均显著低于第一天淋滤液中浓度(p<0.05);第十五天TN流失量在处理(NTA=1)下降最多,达到51.6%,活化效果显著下降。淋滤液中营养元素TP,螯合剂活化效果高低依次为:处理(EDTA/NTA=1∶1)>处理(EDTA=1)>处理(EDTA/NTA=2∶1)>处理(EDTA/NTA=1∶2)>处理(NTA=1)。结合茼蒿生理指标、重金属提取效果以及氮磷流失量,推荐最佳的螯合剂施用配比为处理(EDTA/NTA=2∶1)。     

不同肥料种类对稻田红壤碳氮淋失的影响

土壤中碳、氮淋失降低土壤肥力,污染水体环境.为探究不同施肥种类对稻田红壤碳氮淋失影响,本试验依托中国科学院千烟洲生态站(114°53’E,26°48’N)1998年建立的红壤稻田长期定位控制试验,选用负压法采集土壤溶液,研究秸秆还田(ST)、有机肥(OM)、化肥(NPK)对土壤碳、氮淋失状况及时间动态的影响.结果表明:1稻田土壤中氮素淋失以铵态氮(NH+4-N)为主,施用NPK使土壤中NH+4-N(1.2 mg·L-1±0.1 mg·L-1)淋失最严重,施用OM使土壤中可溶解性有机碳(DOC)(27.3 mg·L-1±1.6 mg·L-1)淋失最严重,且土壤中DOC和NH+4-N均在水稻营养生长期淋失最严重(P<0.05);2施用OM与NPK可以增加稻田红壤中NH+4-N、DOC、总有机碳(SOC)和总氮(TN)含量,且施用NPK增加TN效果最显著,施用OM增加SOC最显著;3土壤渗漏液中DOC含量与稻田红壤中SOC含量呈显著正相关(P<0.01),土壤渗漏液中NH+4-N含量与稻田红壤中TN含量呈显著正相关(P<0.01).     

融雪对土壤溶解性有机质溶析作用的影响

利用土壤浸提实验和土柱淋洗实验,考察了化学离子的种类与浓度对进入融雪径流的土壤溶解性有机物(DOM)的含量和光谱学特性的影响,以及不同化学特征的积雪融化过程中土壤DOM的释放规律.土壤浸提实验结果表明,随着Na~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中的溶解性有机碳(DOC)浓度显著降低;随着Cl~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中波长254 nm处的紫外吸光度(UV-254)逐渐降低;随着Na~+和Mg~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中单位浓度DOC的紫外吸收值(SUVA)值逐渐升高.NO_3~-、SO_4~(2-)和Na~+的浓度过高或过低时,土壤浸提液中DOM的类腐殖酸和类富里酸荧光峰强度较低;随着Cl~-、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度的升高,土壤浸提液中DOM的类腐殖酸荧光峰强度逐渐降低.土柱淋溶实验结果表明,类腐殖酸和类富里酸荧光物质是土壤淋滤液中的主要荧光物质.与纯水相比,融雪水作为淋洗液导致土壤淋滤液中DOC浓度的降低,以及类微生物代谢产物荧光峰强度的增高.冻融交替抑制DOM自土壤解吸进入淋滤液,并且导致土壤淋滤液中芳香族化合物相对含量的降低.     

牛粪-化肥配施对水稻田氮磷迁移转化的影响

在控制外源N输入量相同的前提下,通过田间小区实验,探讨有机肥与化肥不同施用量（牛粪施用量：5,10,20t/hm²）对稻田田间土-水界面氮磷迁移转化特征的影响.结果表明：控制稻田水中NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和TP输出的最佳时期分别为施肥后的第5,30,7,20d,且TN和TP浓度随时间变化符合单指数衰减方程（0.7444≤R²≤0.9724;1.1×10^-6≤F≤0.0055）.采用牛粪部分代替化肥的施肥方式,在一定范围内能降低稻田退水中TN、TP输出负荷（41.8%、36.0%、64.3%;20.3%、39.1%、48.9%）,还可以降低稻田水中N/P,降低水体富营养化风险.同时,牛粪的施用可提高土壤中脲酶和磷酸酶的含量,促进氮磷向植物可吸收形态转化.综合经济成本和生态效益核算,采用10t有机肥代替无机肥的处理是相对经济环保的施肥方法,该施肥方式下,氮磷年输出负荷分别为17.70,1.26kg/hm².     

Effect of dung deposition on small-scale patch structure and seasonal vegetation dynamics in mountain pastures

Cattle activity greatly influences plant species composition and biomass production of grassland ecosystems. Dung deposition by cattle together with grazing and trampling can be considered as one of the important factors driving vegetation dynamics in pastures. The objective of this study was to investigate at 10-cm and 1-month resolution the plant community dynamics induced by dung deposition in two plant communities (a mesotrophic and an oligotrophic grassland) in a pasture of the Swiss Jura Mountains. Vegetation was sampled four or three times during the vegetation period in contiguous 10 cm × 10 cm quadrats from the centre of the dung pat to a distance of 60 cm. A lower grazing intensity near the dung pat was recorded for all observation periods. In the mesotrophic grassland the canopy was higher near the dung pat already one week after dung deposition. Vegetation around dung pats was submitted to two opposite fertilizing and grazing gradients, which induced changes in vegetation texture and structure at fine scale and short term. We observed a positive rank correlation between species turnover and distance to the dung for both communities, suggesting a seasonal stabilizing effect of dung on the plant composition of their direct surroundings (0–10 cm) likely due to cattle avoidance. Since dung pats are dropped every year in different locations, they create in the pasture a shifting mosaic of nutrient availability and grazing intensity inducing at seasonal scale micro-successions in plant communities.     

广东省畜牧粪便中喹诺酮类和磺胺类抗生素的含量与分布特征研究

利用超声提取-高效液相色谱技术分析广东省20个规模化猪牛养殖场粪便中4种喹诺酮类(QNs)和4种磺胺类(SAs)抗生素的含量与分布特征.结果表明,猪粪中喹诺酮类和磺胺类化合物均全部被检出,前者总含量(QNs,鲜重,下同)在24.5～1516.2 μg/kg之间,平均为581.0 μg/kg,以恩诺沙星和环丙沙星为主;后者总含量(SAs)在1925.9～13399.5 μg/kg之间,平均为4403.9 μg/kg,以磺胺甲基嘧啶和磺胺甲唑为主.牛粪中喹诺酮类化合物也全部被检出,磺胺类化合物检出率在90%以上,QNs在73.2～ 1328.0 μg/kg之间,平均为572.9 μg/kg,以诺氟沙星和环丙沙星为主;SAs在1039.4～15930.3 μg/kg之间,平均为3787.7 μg/kg,以磺胺甲唑和磺胺甲基嘧啶为主.不同地区畜牧粪便中喹诺酮类和磺胺类化合物的含量与组成特征有明显差异,广州市猪粪和牛粪中两类抗生素的含量均较高,而佛山市、深圳市牛粪中磺胺-5-甲氧嘧啶和磺胺二甲嘧啶均低于检测限.     

湖南香花岭矿区地下水的水文地球化学特征及形成机制

湖南香花岭是我国有色、稀有金属的重要生产基地,其环境已经受到矿山活动的强烈影响,对矿区地下水的水化学特征研究对矿区污染分布调查和环境治理具有现实意义.本文通过主成分分析、相关性分析和离子比例系数分析对湖南香花岭地区的地下水的水化学组分进行了统计与分析,利用phreeqc模拟软件及重金属浓度分布图来探究研究区地下水水文地球化学特征形成机制.结果表明:人为活动特别是采矿活动和水岩相互作用一起影响了矿区地下水的化学成分;碳酸盐岩与非碳酸盐岩交界地区岩溶溶蚀作用表现更为明显;重金属元素经过碳酸盐岩分布区时受到拦截,不易进入地下水中.     

奶牛粪便排泄系数测定

随着奶牛养殖业的发展,养殖粪便也大幅度的增加,而准确量化所产生的污染物,是环保部门需要解决的问题。通过实验测定奶牛粪便排泄系数,有利于对奶牛养殖污染物的排放进行管理。     

碳酸盐岩地区矿山酸性排水的产生及其防治初探

尾矿中的硫化物在空气、水、微生物等的作用下,发生一系列的物理化学反应,形成矿山酸性排水(AMD)。在碳酸盐岩地区,由于尾矿和围岩中都含有大量对酸具有中和效应的碳酸盐矿物,于是人们一直认为碳酸盐岩地区的尾矿不存在酸污染。而如广西大厂、广东凡口及大宝山、贵州牛角塘等碳酸盐岩地区矿山的尾矿却存在着严重的酸污染,其主要原因是碳酸盐矿物在中和酸水过程中,表面会形成阻止反应进一步进行的次生包壳,碳酸盐矿物的实际中和量达不到其理论值。矿山酸性排水携带大量的重金属离子,对碳酸盐岩地区的生态环境及矿山工程设施带来严重的危害。针对碳酸盐岩地区尾矿自身的特殊性,对新建尾矿堆采用覆盖法,而对已经产酸的尾矿用渗透反应栅法,是防治这类尾矿酸化的有效方法。     

硫酸参与喀斯特流域(北盘江)风化过程的碳同位素证据

在碳酸盐岩地区,流域侵蚀过程中硫酸是否参与,对于我们正确理解流域化学风化速率,以及流域侵蚀对大气CO2的消耗和全球碳循环等都有重要的意义。本工作在前期工作(乌江)的基础上,对贵州喀斯特地区的河流(北盘江)和支流的水化学特征以及水体溶解无机碳同位素组成进行了初步研究,研究结果证实硫酸参与了该喀斯特流域岩石/土壤化学风化过程。     

热喷处理污泥及其复混肥的养分效率与生物效应

采用室内分析和田间生物试验，研究了热喷处理污泥及其复混肥的养分供应能力及它们在农地上施用对土壤肥力、青菜产量及其品质的影响。结果表明：热喷处理能有效杀灭污泥中病原物，除自，并可使污泥中水溶性有机碳和速效氮含量分别提高87％，19％和35％，施用热喷污泥制成的复混肥不但比等养分的无机复合肥多增产38％，而且青菜体内Vc和水溶性总糖等营养品质也有明显的提高，NO3^-却只有无机复合肥处理的一半左右，污泥经势喷处理有利于提高污泥中养分的生物有效性，特别是热喷污泥制成的复混肥氮磷养分利用率显著高于无机复合肥，施用污泥和污泥复混肥还能提高土壤肥力，比单纯大量施用污泥要安全得多，土地使用年限可延长40倍。     

Impact of fertilization on chestnut growth, N and P concentrations in runo water on degraded slope land in South China

Growing fruit trees on the slopes of rolling hills in South China was causing serious environmental problems because of heavy application of chemical fertilizers and soil erosion. Suitable sources of fertilizers and proper rates of applications were of key importance to both crop yields and environmental protection. In this article, the impact of four fertilizers, i.e., inorganic compound fertilizer, organic compound fertilizer, pig manure compost, and peanut cake （peanut oil pressing residue）, on chestnut （Castanea mollissima Blume） growth on a slope in South China, and on the total N and total P concentrations in runoff waters have been investigated during two years of study, with an orthogonal experimental design. Results show that the organic compound fertilizer and peanut cake promote the heights of young chestnut trees compared to the control. In addition, peanut cake increases single-fruit weights and organic compound fertilizer raises single-seed weights. All the fertilizers increased the concentrations of total N and total P in runoff waters, except for organic compound fertilizer, in the first year experiment. The observed mean concentrations of total N varied from 1.6 mg/L to 3.2 mg/L and P from 0.12 mg/L to 0.22 mg/L, which were increased with the amount of fertilizer applications, with no pattern of direct proportion. On the basis of these experiment results, organic compound fertilizer at 2 kg/tree and peanut cake at 1 kg/tree are recommended to maximize chestnut growth and minimize water pollution.     

农业固体废物堆肥生产复混肥的工艺试验研究

针对农业固体废物复混肥的生产工艺进行了工厂规模的试验研究,分别测定了物料含水率、有机物含量和无机物含量比例以及粒度对复混肥造粒效果的影响.通过工艺研究,确定出农村固体废物复混肥的最优生产工艺参数范围:原料含水率35%～40%,原料有机-无机比例80%～90%,原料粒度20目.田间种植试验的结果表明:在植株高度、重量以及有机质含量上,施用专用复混肥的作物高于施用化肥的作物,尤其是有机质含量,其差别尤为突出.说明农业固体废物复混肥具有增产增收的作用.