国际酸性硫酸盐土研究及其进展

酸性硫酸盐是广泛分布于热带，亚热带沿海三角洲平原和低洼地的一种极为劣质的土壤类型，由于其在港湾生态系统中扮演着污染源的角色，近几十年来，酸性硫酸盐方面的研究，受到国际学术界的重视。本文从如下方面对国际酸性硫酸盐土研究及其进展作一简要的评述：（１）酸性硫酸盐的命名和分类（２）酸性硫酸盐土的成土母质；（３）酸性硫酸盐土的成土过程；（４）酸性硫酸盐土的利用，改良和管理；（５）酸性硫酸盐土中还原性硫含量的     

中国的红树林与酸性硫酸盐土

红树林及由红树林沼泽发育的酸性硫酸盐土在我国约有１０．６万公顷。红树的主要生化特点之一是其化学组成中硫含量很高，平均达０．４％左右，大大高于同地带其它灌木（０．１％左右），这一特征深刻地影响着土壤发生及其性质。当红树林残体被埋藏而分解后，有大量的硫进入土壤，从而使土壤具有含硫层。该层全Ｓ含量多在０．３％以上，表层土壤也在０．２％左右，而一般热带地区酸性土只有０．０４％左右。土壤地下水中ＳＯ＾２－４     

酸性硫酸盐土鳗塘水体防酸技术

为了克服生产实际中用石灰调节鳗塘水体酸性的弊端，利用石灰石石屑防御酸性物质入侵，效果特别好，水体pH维持在7－8的恒定水平；相关溶解氧含量也适合鳗鱼生长的需要；水草生长茂盛；经济效益可观。     

酸性硫酸盐土酸消长的水动力机制研究

以不同土壤湿度、不同干湿交替周期和原状土自然风干 8个处理进行酸性硫酸盐土 (简称ASS)室内模拟实验。通过对模拟过程内土壤pH、总硫化物性酸度和未氧化双氧水可氧化硫、交换性酸度、硫派生的实际酸度、KCl可提取硫等指标的动态变化过程的跟踪测定和分析显示 ,土壤水分条件是制约ASS酸度及酸形态转化的重要动力机制 ,可导致ASS酸度和酸形态的有规律变化。ASS产酸量和洗酸量受干湿交替周期制约     

稻作对酸性硫酸盐土酸分布及迁移的影响

【目的】酸性硫酸盐土(ASS)酸含量极高,Fe、 Al、 Mn、 As等有毒金属移动性强。许多开发利用方式不仅影响其成土母质黄铁矿的氧化程度并可能带来生态风险,稻作利用被认为是生态风险较低的方式。本研究开展水田和荒地两种利用条件下ASS中酸含量调查研究,探讨稻作利用方式对ASS酸含量的影响。【方法】于2013年8月,在广东省台山市发育于珠江三角洲滨海ASS的水稻田和严重酸化的长期撂荒地采集土壤样品,从土表向下0—300 cm范围内采用宽45 mm的土钻每20 cm采集1个样品,每个剖面共采集15个样品。比较两种利用方式下ASS各土层土壤pH值、 水溶性酸、 交换性酸、 吸持性酸含量,探讨稻作利用方式对ASS酸分布及运移的影响。【结果】珠江三角洲平原ASS的酸含量极高,在0—80 cm深度范围内,总存在酸含量随着土层深度加深而提高,土层深度每下降20 cm,总存在酸含量就平均提高61.62%; 80 cm以下土层总存在酸含量随着土层深度下降逐渐降低,其中80—180 cm深度范围内的降幅较大,土层深度每下降20 cm,总存在酸含量就平均降低61.62%; 当土层深度下降至220 cm时,pH值上升到6.0,酸含量非常低。稻作利用方式显著影响ASS的酸含量及其在土壤剖面的迁移情况。与荒地比较,稻田0—80 cm土层的总存在酸含量显著降低,其中水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸含量平均降幅分别为77.01%、 36.75%、 27.74%,水溶性酸和交换性酸的差异达到显著水平,吸持性酸仅在0—20 cm 和60—80 cm土层的差异达到显著水平; 100—120 cm深度范围内稻田的总存在酸含量显著高于荒地,其中水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸含量的增幅分别为128.19%、 54.87%、 154.96%,120—240 cm土层中,稻田的交换性酸和吸持性酸含量稍高于荒地,但差异不显著; 240—300 cm土层中,稻田的酸含量与荒地基本相同。总体上,稻作方式改变了ASS中酸在土壤剖面的分布,其中0—80 cm土层中酸含量显著降低,而100—120 cm土层的酸含量显著提高,并以吸持性酸为主要形式固定累积下来。稻田在0—80 cm深度范围内的水溶性硫含量显著低于荒地; 而稻田100—120 cm土层的水溶性硫含量则显著高于荒地,其他土层的差异不显著。水溶性硫与水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸均显著正相关,表明稻作利用方式可能通过影响硫酸盐矿物的转化过程而改变ASS的酸分布及迁移。【结论】稻作利用方式显著降低上层土壤酸含量,并加强了酸淋洗下移作用,使100—120 cm土层中的酸含量大幅提高,并以黄钾铁矾等羟基硫酸盐次生矿物暂时吸持固定下来。因此,稻作利用方式有效降低ASS酸含量水平,降低ASS对实地作物的危害作用,但因其强淋溶作用可能加大了对地下水体污染的风险。     

酸性硫酸盐土的景观诊断及时空分布与演替模式

酸性硫酸盐土的发育与分布存在着较大的时空变异,表现为空间分布的不连续性,发育时间的间断性,环境影响的级联性以及开发利用的风险性,因此往往给实际利用带来较大的困难。本文对酸性硫酸盐土的形成与发育特点,野外景观生态诊断以及酸性盐土的时空分布与演替模式等方面进行探讨,旨在使人们正确地认识酸性硫酸盐土,以便更有效地利用这类土地资源。     

酸性硫酸盐土的形成、 特性及其生态环境效应

酸性硫酸盐土(ASS)是全球沿海周边广泛分布的土壤种类,其铁、 硫元素的生物地球化学过程在全球物质循环过程中具有重要地位,但ASS也是最低质的土壤类型之一。ASS成土母质常形成于富含有机质、 海水浸泡的江口、 海湾等热带亚热带滨海环境,经异化细菌还原海水硫酸盐而形成四方硫铁矿(FeS)、 硫复铁矿(Fe3S4)、 黄铁矿(FeS2)等多种还原态Fe-S矿物沉淀物。ASS成土母质形成过程中的生物活动、 化学反应相当活跃,还原态Fe-S矿物沉淀物将环境中游离的金属、 稀土元素以及痕量元素固定下来,实现海水净化、 金属富集作用。因自然条件变化或者人为干扰等影响,ASS成土母质中的还原态Fe-S矿物被氧化而形成ASS。富含还原性硫化铁矿物的成土母质经一系列复杂反应,被氧化形成氢氧化铁、 酸、 硫酸盐等最终产物,同时伴生多种铁、 硫生物中间产物,以及强酸土壤环境。强酸环境下,铝、 镉、 锰、 砷、 铬等有毒金属的活性大幅提高,而磷、 钾、 锌、 硼等必需营养元素含量显著降低,严重危害实地动植物生长。另一方面,ASS中的酸和活化的重金属随雨水、 径流、 毛细管等途径进入河流、 地下水,威胁周边生态安全。目前,ASS的形成机理已基本被揭示,以及ASS发育过程中的生态环境效应已基本清晰。然而,我国早期学者主要关注ASS的铁、 铝、 硫含量水平,以及ASS发育农田的改良应用,对于ASS的发育过程、 生态功能及风险等尚未形成系统的认识。近年来,随着耕地面积不断萎缩,开发改良ASS等低产田块是提高我国粮食产量水平的重要措施。因此,为了合理开发利用ASS,尽量降低ASS的生态风险,亟需对ASS的形成机理、 发育过程、 土壤特性、 生态环境效应进行全面综述。本文首先对ASS的形成条件与过程进行综述,进一步梳理了ASS中硫的演变和铁的地球化学过程,并着重阐述了ASS的酸性特点,最后对ASS的生态环境效应进行了讨论。结合我国研究现状,展望了进一步研究ASS的主要问题,旨在为科学开发和利用酸性硫酸盐土提供参考。     

广东省酸性硫酸盐水稻土作物产量的主要限制因子分析

【目的】酸性硫酸盐水稻土(ASPS,简称反酸田)因强酸严重限制水稻生长,其产量远低于全国平均水平,是我国南方典型中低产田。为了进一步提高反酸田的水稻产量,需要对反酸田土壤的主要限制因子进行分析,以更好地对症下药,有效合理地改良土壤。本研究调查了不同产量水平下酸性硫酸盐水稻田的理化性状,探讨限制水稻生长的关键土壤化学因子,为反酸田的改良提供理论依据。【方法】 根据前期调查结果,选择3种产量水平(4500、 3000、 1500 kg/hm2)的代表性反酸田为研究对象,并以因强酸而撂荒的水稻田作为对照,于2013年6月28日在不同采样点各采集8个耕作层土壤样品,测定其有机质, 酸度, 氮、 磷、 钾养分以及微量元素含量等化学性状指标,比较不同田块间各种化学性状的差异,并通过相关分析、 主成分分析探讨影响反酸田水稻生长的关键土壤化学因子。【结果】反酸田的酸度水平极高,其pH值在3.0~4.0之间,水溶性酸、 交换性酸和吸持性酸含量分别达到0.6~5.6、 2.7~6.3和1.3~14.1 cmol/kg; 不同调查田块的酸度水平差异显著,高产田块的各种形态酸含量均显著低于低产田块,尤以水溶性酸和吸持性酸的差异更明显。随产量水平的降低,反酸田的有效磷、 速效钾含量显著降低,而水溶性硫、 交换性硫、 交换性锰、 交换性铝含量显著提高,交换性钙、 交换性锌、 交换性铜含量差异不显著,反映出缺磷、 缺钾、 硫酸盐含量过高、 铝毒、 锰毒显著限制了反酸田的水稻产量。相关分析表明,土壤有效磷、 速效钾与各种形态酸含量和硫酸盐含量显著负相关,而交换性钙、 锰、 铜、 锌、 铝与各种形态酸含量和硫酸盐含量显著正相关,表明反酸田水稻产量的主要限制化学因子受土壤酸含量及硫酸盐含量的水平影响。主成分分析表明,水溶性硫、 交换性硫、 交换性铝、 交换性酸、 交换性锰、 水溶性酸、 吸持性酸、 pH值、 有效磷、 速效钾等组成一个相对均质的变量群组,概括了64.99%的不同产量水平下反酸田理化性状的总变异度,为影响反酸田产量的主要土壤化学因子。其中水溶性硫、 交换性硫、 交换性铝、 交换性酸、 交换性锰、 水溶性酸、 吸持性酸为影响反酸田产量水平的负效应变量,而pH值、 有效磷、 速效钾为影响反酸田产量水平的正效应变量。【结论】硫酸根含量过高、 铝毒、 锰毒、 酸毒、 缺磷、 缺钾是限制反酸田产量的主要土壤化学因子。酸、 硫酸盐是反酸田的发育产物,是影响广东省反酸田水稻生长的原生及根本性障碍因素,而铝毒、 锰毒、 缺磷、 缺钾等是因土壤中酸、 硫酸盐含量较高时引起的次生障碍因素。因此,在反酸田的改良过程中需以减缓黄铁矿氧化、 促进黄钾铁矾水解,降低耕层土壤酸、 硫酸盐含量为主要目标。     

几种利用方式下酸性硫酸盐土的环境风险及其连锁效应

研究并比较了不同利用方式下酸性硫酸盐土酸形态和铝形态的结构特征，分析了硫形态与酸形态、酸形态与铝形态之间的相关性。研究发现，酸性硫酸盐土的不同利用类型中，土壤酸度由大到小依次为：鱼塘塘基、荒稻田＞稻田＞荒旱地＞改良稻田＞蔗田＞红树林迹地；活性铝含量由高到低依次为：荒旱地＞鱼塘塘基、荒稻田＞稻田＞改良稻田＞蔗田＞红树林迹地。土壤酸度和铝形态含量的层间差异较为显著，多数随深度增加呈逐渐上升的趋势。酸性硫酸盐土中的硫形态－酸－铝形态之间有明显的连锁关系。     

酸性硫酸土研究现状与发展趋向

对细内外酸性硫酸盐土的研究现状进行漂亮 ,并提出了有关今后酸性硫酸盐土的几个重要发展方向;（１）酸性硫酸盐土的酸释放机制;（２）酸性硫酸盐土的生态环境效应及其全球变化贡献与生态风险评价;（３）退化酸性硫酸盐土的恢复与接口技术体系;（４）酸性硫酸盐土的可持续利用模式与管理。     

水稻和两种野生植物对酸性硫酸盐土耐性及矿质元素吸收

酸性硫酸盐土是发育于还原性硫化物成土母质的一种恶劣土壤类型,虽然其分布区气候条件十分有利于水稻生长,但由于土壤条件限制,水稻生产潜力难以发挥。为筛选出适应该土壤的水稻品种,在酸性硫酸盐土(pH 3.69)上种植了240个水稻品种,但是所有水稻品种均未获得经济产量,却发现两种野生植物在该土壤中生长茂盛。经形态和分子鉴定,两种野生植物为野荸荠(Eleocharis kuroguwai)和五棱飘拂草(Fimbristylis quinquangularis)。进一步分析了水稻和两种野生植物的根际和非根际土壤性质、根部和地上部矿质元素含量。结果表明,根际土壤pH、交换性铝和有效锰含量不能解释水稻和两种野生植物耐性差异,锰毒和缺氮亦不是酸性硫酸盐土限制植物生长的关键因子,而植物地上部矿质元素含量与植物耐性差异相关。铝毒、铁毒和较低的养分(磷、钾、钙、镁)吸收是酸性硫酸盐土中水稻生长不良的主要因子。相反,两种野生植物对铝毒和铁毒的耐性较强,对养分吸收能力较强,所以生长良好。     

某极度酸化的酸性硫酸盐土壤中可溶性和交换性酸的特征

An extremely acidified acid sulfate soil(ASS) was investigated to characterise its soluble and exchangeable acidity,The results showed that soluble acidity of a sample dtermined by titration with a KOH soulution was much significantly greater than that indicated by pH measured using a pH meter,paricularly for the extremely acidic soil samples,This is because the total soluble acidity of the extremely acidic soil samples was mainly composed of various soluble Al and Fe species,possibly in forms of Al sulfate complexes(e.g.,AlSO4^ ) and feerous Fe(Fe^2 )_,It is therefore suggested not to use pH alone as an indicator of soluble acidity in ASS,particularly for extremely acidic ASS,It is also likely that AlSO4^ actively participated in cation exchange reactions.It appears that the possible involvement of this Al sulfate cation in the cation adsorption has significant effect on increasing the amount of acidity being adsorbed by the soils.     

碱性材料对修复与改良酸性硫酸盐土壤障碍因子的研究

采用盆栽试验研究了不同碱性材料(石灰、自研改良剂、钙镁磷肥)对酸性硫酸盐土壤主要障碍因子的修复及其对水稻生长的影响。结果表明,不同碱性材料对土壤理化特性、土壤养分有效性和水稻生长的影响存在明显差异。与常规施肥(NPK)处理相比,自研改良剂(SAM)和钙镁磷肥(CMP1)处理土壤p H增加了1.25和0.92个单位,土壤速效磷含量分别增加了3.1倍和2.6倍,土壤有效铁、有效锰、交换性H+、Al3+含量均大幅下降。SAM与CMP1处理通过提供足够的有效磷并补充钙、镁等元素,有效改善了根系生长环境,从而有效控制铁、锰、铝等元素向地上部转运,进而对作物的生长起到促进作用。SAM和CMP1处理较NPK处理有效促进了关键生育期水稻根系活力并显著增加了水稻籽粒产量,增幅分别达121.1%和105.1%。石灰效果次之。综上,初步认为碱性材料改良酸性硫酸盐土壤的关键在于保证了充足有效磷的同时,提高了土壤p H,降低了土壤金属的毒害。本试验条件下,钙镁磷肥对修复和改良酸性硫酸盐土壤障碍因子效果非常明显,但其成本是自研改良剂的3倍,因此,基于改良剂的成本与长期适用性考虑,自研改良剂可能是该类土壤改良的最佳选择。     

广东集约化养猪业的环境影响及其防治对策

分析和评价广东省的养猪场粪尿废水排放总量、污染物排放强度和废水治理现状,指出集约化养猪业对地表水、地下水、空气污染的严重性。养猪业排放的固体废弃物总量超过生活垃圾与工业固体废物总量：ＣＯＤ排放总量与生活废水及工业废水排放ＣＯＤ总量接近,并且排放量的Ｎ、Ｐ、Ｋ等营养盐。养猪业已成为主要的有机污染源和Ｎ等营养盐污染源。分析了养猪业污染防治中存在的问题,提出采用综合的防治的方法解决广东省集约化养猪场污染     

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.     

土地利用变化环境影响的外部性及其对策

土地利用变化引起的环境影响具有明显的外部性。系统地对土地利用变化环境影响的外部性表现、外部性影响的经济量化分析以及环境影响的外部性对资源配置的影响等进行了分析。并对当前退耕还林(草)工程的外部性给予探讨,对其存在的问题提出了相应的对策。     

集中排水甘蔗地酸性硫酸盐土壤酸化的减缓

Recent research results suggest that acidification of acid sulfate soils may be inhibited in well-drained estuarine floodplains in eastern Australia by the absence of natural creek levees,The lack of natural levees has allowed the inuudation of the land by regular tidal flooding prior to the construction of flood mitigation work.Such physiographical conditions prevent the development of pre-draingae pyrite-derived soil acidifica-tion that possibly occurred at many levee-protected sites in eastern Australian estuarine floodplains during extremely dry spells.Pre-drainage acidification is considered as an important condition for accumulation of soluble Fe and consequently,the creation of favourable environments for catalysed pyrite oxidation.Under current intensively drained onditions,the acid materials produced by ongoing pyrite oxidation can be rapidly removed from soil pore water by lateral leaching and acid buffering,resulting in low concentrations of soluble Fe in the pyritic layer,which could reduce the rate of pyrite oxidation.     

酸性水稻土有机磷分组法的探讨

本文研究了Ｂｏｗｍａｎ－Ｃｏｌｅ土壤有机磷有效性分组法应用于酸性水稻土所存在的若干问题。并在该法的基础上提出了一种改进法。结果表明：改进法比Ｂｏｗｍａｎ－Ｃｏｌｅ法能更好地将易矿化的（如ＲＮＡ，磷脂等），中度易矿化的（如植酸钙）和难矿化的（如植酸铁）有机磷化合物区分开来。改进法所测的结果比Ｂｏｗｍａｎ－Ｃｏｌｅ法提高了活性有机磷的数量和中度活性有机磷的质量，增加了稳定性有机磷应有的数量，改善了ＨＡ     

综述: 酸性硫酸盐土壤的环境风险评价分析方法

Assessment of acid sulfate soil risk is an important step for acid sulfate soil management and its reliability depens very much on the suitability and ccuracy of various analytical methods for estimating sulfide-derived potential acidity,actual acidity and-neutralizing capacity in acid sulfate soils.This paper cirtically reviews various nalytical methods that are currently used for determination of the above parameters,as well as their implications for environmental risk assessment of acid sulfate soils.