溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响

溶解性有机质(DOM)是土壤中最具有活性的组分,可以与重金属发生吸附、解吸、络合等一系列作用,对重金属的迁移转化、生物有效性等产生一系列重要影响。通过实验研究溶解性有机质对重金属吸附和迁移的影响。吸附实验表明,重金属Cu、Pb、Cr、Cd在土壤中吸附能力是不同的,土壤对重金属吸附能力的大小顺序为PbCuCrCd。土柱实验表明,重金属Cu、Pb、Cd、Cr在土壤中的迁移规律相似,均为前期淋出液重金属含量较低,后期随时间的增大而增大,当达到吸附饱和后浓度趋于稳定。但不同重金属迁移速率各不相同,这与吸附实验结果相符。溶解性有机质的存在对重金属迁移的影响主要体现在迁移速率上,其穿透时间比去除有机质的情况短,有机质的存在有利于重金属离子向下迁移,但当达到饱和后对重金属迁移浓度影响不显著。     

黑土对冻融有机质的吸附作用

用批次实验方法研究黑土对冻融溶解性有机质（DOM, 来源于秸秆和污泥）的吸附作用. 结果表明, 在DOM平衡质量浓度范围内, 多数情况下DOM不仅
未被黑土吸附, 反而促进黑土有机质的解吸释放. 与未冻融DOM相比, 冻融DOM对黑土有机质的解吸释放作用更强. 冻融DOM对黑土有机质的解吸释放作用受体系pH值、 离子强度和离子类型影响较大: DOM对黑土有机质的解吸作用随pH值的增加和离子强度的降低而增加; 当离子类型为二价阳离子Ca²⁺时, DOM对黑土有机质的解吸作用大于离子类型为一价阳离子的情形; 在不同阴离子条件下, DOM对黑土有机质的解吸作用为Cl^->SO^2-₄>NO^-_3.     

水溶性有机质对土壤中镉吸附的影响

本文通过等温吸附实验,研究了几种水溶性有机质（DOM）对不同酸度土壤Cd吸附量的影响。结果表明,DOM对土壤Cd吸附的影响与土壤酸度和DOM种类等有关。不同土壤添加同种DOM,在酸性土（1号土）中主要表现为对Cd吸附的促进作用,中性和碱性土（2号土和3号土）中表现为抑制作用,三种土壤的吸附改变幅度平均为1号土〉3号土〉2号土;无论1号土,2号土还是3号土中分别加入不同的DOM,污泥与稻秆DOM对Cd的吸附有明显的抑制作用,而菜叶DOM表现为促进作用。     

有机质对土壤吸附重金属的影响

随着人们对土壤重金属污染的重视,土壤对重金属吸附研究已成为土壤表面化学领域的研究热点。土壤固定重金属的主要组分除土壤粘粒矿物、氧化物外,还有土壤有机物质[1]。近年来的研究表明[2],土壤有机质有富集重金属的趋向。     

黑碳对沉积物和土壤中乙草胺吸附作用

黑碳是自然界普遍存在的物质,它对持久性污染物的迁移转化有重要影响.研究了沉积物和土壤中的黑碳在农药乙草胺吸附行为中的作用.结果表明:乙草胺在黑碳上的初始吸附符合一级动力学模型.在黑碳与有机碳相对含量较低(fBC/fOC=0.02～0.09)时,非黑碳的有机碳对吸附起主要作用.在黑碳与有机碳的相对含量较高(0.30～0.61)时,黑碳对吸附起主导作用,黑碳相对含量越高,对KOC影响越大.同时,建立了乙草胺吸附体系中KOC与fBC之间的关系模型用于预测不同黑碳含量的天然吸附剂对乙草胺的吸附能力.     

四环素和土霉素在Cu污染土壤中的吸附和解吸特征

采用间歇平衡震荡法,研究四环素和土霉素在清洁及Cu污染黑土和潮土中的吸附和解吸特征.结果表明,供试土壤对四环素和土霉素均具有很强的吸附能力.四环素在黑土和潮土中的吸附容量(K_d)值分别为4 198.83和3 741.99L·kg^-1,高于土霉素相应K_d值1 399.50和224.9 L·kg^-1.此外,2种四环素类抗生素在土壤中均存在一定的滞后性,滞后性强弱顺序为潮土中土霉素>黑土中土霉素>潮土中四环素>黑土中四环素.重金属Cu的存在会促进抗生素在土壤中的吸附,并且在黑土中对抗生素吸附促进作用强于潮土.在Cu污染土壤中四环素和土霉素的解吸同样存在一定的滞后现象.四环素在两种土壤中的滞后系数随着土壤Cu浓度的增大而逐渐减小,土霉素在潮土中的滞后系数逐渐增大,而在黑土中先增大后减小.     

溶解性有机质对黑炭吸附和解吸苯并[a]芘的影响

通过静态吸附实验,研究了3种不同类型的溶解性有机质（L-苯丙氨酸、蛋白胨和柠檬酸）对苯并[a]芘（BaP）在黑炭表面吸附解吸的影响.结果表明,3种溶解性有机质的存在均会增加BaP在黑炭表面吸附的非线性程度.L苯丙氨酸和蛋白胨的存在均可以抑制BaP在黑炭表面的吸附,同时促进了BaP的解吸,这主要取决于L-苯丙氨酸和蛋白胨对BaP的增溶作用.但是由于BaP可以分配到黑炭表面吸附态的蛋白胨中,在相同添加浓度下,L-苯丙氨酸对BaP吸附的抑制作用更强.与L-苯丙氨酸和蛋白胨相反,柠檬酸的存在增加了BaP在黑炭表面的吸附并减小了吸附过程的可逆性,这主要是由于吸附在黑炭表面的柠檬酸对BaP的吸附作用.当柠檬酸的浓度从0 mg· L-1增加到50和100 mg·L-1时,BaP的吸附能力参数Kd值（在ce=100 μg·L-1下）分别从119 268 mL·g-1升高到134 877和180 639mL·g-1,解吸滞后指数H分别从0.44减小到0.41和0.39.本研究为预测多环芳烃在溶解性有机质污染的环境中的分布特征和最终归趋提供了理论依据.     

溶解性有机质降解作用对Cu结合特性的影响

天然水体中溶解性有机质(DOM)的降解作用对于DOM和重金属的相互作用具有显著影响。通过模拟紫外光照射条件和微生物降解条件,研究了这两种降解过程中DOM性状变化及对重金属Cu形态的影响。结果表明:在紫外光照射条件下,Cu的存在会促进紫外光对DOM的降解,而且自由态Cu的含量快速降低,然后又出现上升趋势;而在微生物降解条件下Cu会抑制DOM的降解,而自由态Cu的含量一直呈现为缓慢的降低趋势。分析原因可能是,紫外光照条件下,Cu离子起到了传递电子的作用,而避光条件下,Cu抑制了微生物的生长。     

微山湖(下级湖)中溶解性有机质(DOM)的降解实验研究

利用微山湖原状水样,模拟光降解和微生物降解两种方式作用下,探讨溶解性有机质(DOM)的降解过程和不同的降解特性。结果显示,DOM的去除率和氨氮的浓度以及活性磷酸盐(SRP)的浓度存在显著正相关关系;同时利用三维荧光光谱研究了微山湖水体中的DOM的荧光光谱特性,微山湖水体DOM的三维荧光光谱图中出现了4个明显的荧光峰,分别为:类蛋白(B)、(D)峰,紫外富里酸(A)峰及可见光富里酸(C)峰。通过设置不同的光照条件(紫外光照、可见光照、避光)研究DOM降解过程,对比发现,紫外光照降解DOM最为彻底,其次为避光条件,最后为可见光条件;而就各种组分来看,类蛋白物质较容易被降解,尤其是芳环氨基酸结构的蛋白类物质最容易被降解,而大分子的富里酸物质较难被降解。     

土壤有机质空间变异特征研究

以面积4．7hm^2的农田为研究区，采用网格法选取了92个观测点取样，测定0～15cm耕层土壤的有机质含量。结果表明，土壤有机质表现为强烈的空间自相关，有机质的空间变异性主要由结构性因素引起，其变异函数符合指数模型。     

曲线拟合在土壤有机质检测中的应用

本文对土壤有机质检测过程中的数据处理方法进行了研究,根据信号产生原理建立了数学模型,并在此基础上提出了幂函数曲线拟合的算法,并应用该算法进行了数据修正实验。     

臭氧氧化发光法测定植物和土壤的有机质组成

本文在测定有机质含量的臭氧氧化发光实验平台的基础上,验证了反应方程,建立了根据臭氧氧化发光特征估算有机质组成的模型。实验表明,臭氧氧化发光法能够测定植物和土壤的有机质组成。相比传统方法,该方法快速、无污染,应用价值较大。     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

裸地休闲和春小麦生长条件下土壤微生物量和土壤有机质动态研究

不同作物栽培管理措施对土壤微生物量和土壤有机质对农业持续性耕作的影响非常重要.研究结果表明,各处理间pH、容重和含水量无显著差异.尽管春小麦地的土壤有机碳和微生物碳质量分数比休闲地土壤的高,但是休闲地土壤的全氮、微生物氮、微生物碳的质量分数与有机碳的质量分数的比值与微生物氮与全氮的质量分数却都显著高于春小麦地的.     

晋西黄土区土地利用方式对土层有机质变异的影响

为揭示晋西黄土区不同土地利用方式下有机质的土层变异特征及其影响因素,选取刺槐林地、油松林地、荒草地和农田(玉米)坡地4种样地,分析土地利用方式、坡位、土层深度和土壤水分含量对土壤有机质含量的影响。结果表明,不同土地利用方式下土壤有机质含量大小顺序为:油松林地>刺槐林地>荒草地>农地; 坡位对土壤有机质含量及变异系数的影响复杂,难以出现一致性规律; 随土层深度增加,不同土地利用方式下土壤有机质含量差异显著,但均随着土层深度的增加而不断减小且变异性减弱; 两种林地和草地32～160 cm土层土壤水分与有机质含量呈显著正相关关系,而对于表层土壤和农地二者关系不密切。逐步回归分析表明,土层深度对土壤有机质空间变异影响最大。研究结果对晋西黄土区水土保持中林草措施的配置和生态环境建设有一定的参考价值。     

冻融条件下溶解性有机物在冰-水-沉积物体系中的迁移

通过设置室内控制实验,测定冻融过程中冰水两相的三维荧光光谱（EEMs）、SUVA254、TN、TP、DOC,并对三维荧光特征指数、SUVA254、TN、TP、DOC进行相关性分析。结果表明,冻结过程中水相的三维荧光光谱中类色氨酸峰A、类酪氨酸峰B、类腐殖酸峰C的荧光强度增强,TN、TP质量浓度增加至原水样的1.47、1.13倍。说明在冻结过程中由于冷冻浓缩效应,类色氨酸、类酪氨酸、类腐殖酸三类溶解性有机物、TN、TP由冰相向水相迁移。随着冰相体积的增加,三类溶解性有机物、TN、TP向沉积物迁移,并在溶解过程中,由沉积物向水体释放。通过测定冻融条件下冰水两相中BPA、E2、EE2的质量浓度发现,在冻结过程中BPA、E2、EE2向水相中迁移,结合相关性分析结果说明芳香族物质更易向水相中迁移。     

Fate of secondary effluent dissolved organic matter during soil-aquifer treatment

The reduction of mass and trihalomethane formation potential (THMFP) of dissolved organic matter (DOM) and its fractions from secondary effluent during laboratory-scale soil-aquifer treatment (SAT) soil columns were studied. Reduction in dissolved organic carbon (DOC), absorbance of ultraviolet light at 254 nm (UV-254), biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) and nonbiodegradable dis- solved organic carbon (NBDOC) for the bulk DOM averaged 72.35%, 53.98%, 97.49% and 35.33% across the soil columns, respectively. Using XAD-8 and XAD-4 resins, DOM was fractionated into 3 fractions: hydrophobic acid (HPO-A), transphilic acid (TPI-A) and hydrophilic fraction (HPI). HPO-A was removed by 61.06%, TPI-A by 54.86% and HPI by 74.95% as DOC as a consequence of the laboratory-scale SAT, respectively. The reduction of THMFP from HPO-A, TPI-A and HPI was 27.24%, 26.24% and 36.08%, respectively. Proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR) spectra revealed that the HPO-A isolated from the secondary effluent contained more aromatic functional groups than the corresponding TPI-A. Fourier-transform infrared (FT-IR) spectrum analysis illustrated that TPI-A had decreased hydrocarbon and increased aromatics content in the SAT columns. Specific ultraviolet light absorbance (SUVA) and specific THMFP for each DOM fraction increased across the soil columns and HPI exhibited greater increase in both than HPO-A and TPI-A. The most problematic THM precursor was found to be HPO-A with its high quantity present in recharged water and high chlorine reactivity.     

聚硅酸铁对溶解性有机物与浊度的去除

采用透射电镜法及光子相关光谱法对自制的氧化性聚硅酸铁(PSF)与聚合硫酸铁(PFS)进行微观表征,同时以254 nm的吸光度A(UV_(254))溶解性有机碳质量浓度c(DOC)、色度及比紫外吸光值A(SUV_(254))作为溶解性有机物(DOM)的检测指标,对PSF降低以上各指标与浊度去除效果及相关性进行研究.结果表明:PSF由很短的链节样物种及枝状结构组成,形态尺寸及分维数较大,并且较稳定;PSF具有良好的混凝效果,对浊度及色度的去除率超过95%,对A(UV_(254)),A(SUV_(254)),c(DOE)的去除率分别达到85%,80%,60%;用于评价PSF去除DOM性能的各指标间及其与余浊之间均具有良好的相关性.     

松嫩平原西部农田土壤有机质和全氮的空间分布影响因素分析

运用地统计学、GIS和传统统计方法,分析松嫩平原西部吉林省通榆县农田表层土壤有机质和全氮的空间分布,并探讨高程、坡度、土壤类型和人工施肥量等因素对土壤有机质和全氮空间分布的影响.研究结果表明:1)吉林省通榆县农田表层土壤有机质含量西部高,东北和西北部低,而全氮含量为北部高,西南部低;2)不同海拔高度上的土壤有机质和全氮含量变化差异并不显著;3)土壤有机质和全氮含量随着坡度的增大,急剧减少;4)淡黑钙土、栗钙土和草甸土的有机质和全氮含量明显高于风沙土和沼泽土;5)通榆县各乡镇人工施肥量与土壤有机质和全氮空间变异的相关性并不强,说明影响本县土壤有机质和全氮含量的因素以自然环境因素为主.