我国几种地带性土壤中磷素形态的研究

探明土壤磷素的存在形态,有助于揭示其在环境中的累积、迁移和转化过程及生物有效性。目前,在大尺度样带上开展土壤磷素形态空间变异规律的研究较少。本研究中,沿纬度方向采集了我国东部不同气候带分布的7种地带性林地土壤（包括寒温带的棕色针叶林土、中温带的暗棕壤、暖温带的棕壤、北亚热带的黄棕壤、中亚热带的黄壤、南亚热带的赤红壤和热带的砖红壤）,将化学浸提法与溶液磷-31核磁共振（31P NMR）波谱法相结合,分析了土壤中磷素形态以及与其他土壤性质之间的关系,以期为阐明土壤磷素形态的空间变异性及其驱动因素提供基础资料。结果表明：供试土壤中,全磷、有效磷、无机磷和有机磷的含量范围分别为179.8～825.2,2.41～15.3,92.6～351.2和14.7～474.4 mg·kg-1,其中活性、中等活性、中等稳定性和高稳定性有机磷组分的含量范围分别为1.38～30.9,8.63～213.7,3.01～32.2和1.73～199.2 mg·kg-1。根据溶液31P NMR波谱,鉴定出供试土壤中含有无机形态的磷素即正磷酸盐和焦磷酸盐,同时也鉴定出了磷酸单酯、磷酸二酯和膦酸盐等有机形态磷素的存在,其中磷酸单酯中又鉴定出了新-肌醇六磷酸、D-手性-肌醇六磷酸、RNA单核苷酸、α-磷酸甘油、肌-肌醇六磷酸、β-磷酸甘油和鲨-肌醇六磷酸,磷酸二酯中又鉴定出了DNA的存在;所有土壤中均未检测出多聚磷酸盐的存在,除棕色针叶林土和暗棕壤外的其他土壤中未检测出膦酸盐的存在,而赤红壤中未检测出DNA的存在;无机形态的磷素以正磷酸盐为主,而有机形态的磷素则以磷酸单酯为主。总体来看,无论化学浸提法还是溶液31P NMR波谱法,从寒温带的棕色针叶林土到热带的砖红壤,全磷、有效磷、无机磷、有机磷及其组分的含量均呈现下降趋势。溶液31P NMR波谱与化学浸提法鉴定的磷素形态之间存在相关关系,其中正磷酸盐与活性有机磷的关系最为密切,磷酸单酯和膦酸盐与中等活性有机磷的关系最为密切,而焦磷酸盐和磷酸二酯与中等稳定性有机磷的关系最为密切。与化学浸提法相比,溶液31P NMR波谱法能从详细的分子水平上揭示土壤磷素形态的空间变异规律。     

长期石油污染土壤中胡敏酸结构特征的研究

选择一口开采约20a的废弃油井,在距离井口0.5, 1.5, 3.5, 5.5和7.5 m处进行多点采样,应用元素分析、傅里叶变换红外光谱和固态13C核磁共振方法,研究了长期不同程度石油污染土壤中胡敏酸的结构特征。结果表明：随与油井口距离的减小,胡敏酸的C/H, O/C和(N+O)/C原子比值分别由0.74, 0.41和0.45增加到0.80, 0.83和0.88;红外光谱分析显示,胡敏酸的2 921, 2 851, 1 454 cm-1吸收峰相对强度下降,2 921/1 600比值由0.22减少到0.11;固态13C核磁共振分析显示,胡敏酸中烷基C的相对含量由49.9%下降到30.9%,而烷氧C、芳香C和羧基C的相对含量分别由20.1%, 13.1%和14.3%增加到28.0% 18.8%和19.3%。上述结果说明,随石油含量增加,胡敏酸的脂族性和疏水性降低,而芳香性和极性增强,其分子结构变得老化。为了促进受石油污染土壤的修复,有必要采取适当措施使其中老化的胡敏酸得以更新和活化。