微塑料老化行为及其对重金属吸附影响的研究进展

微塑料具有粒径小、比表面积大和疏水性强等特点,是环境中污染物的理想载体。微塑料污染已成为全球性问题,微塑料广泛存在于水、土壤和大气环境中,而且在不同地区微塑料丰度不同。环境中的微塑料由于光照、氧化和机械磨损等因素会发生老化作用,使其理化性质发生改变,从而影响其与污染物的交互作用。目前有关微塑料与污染物交互作用的研究主要集中于有机污染物,而对微塑料的老化行为及其对重金属吸附的影响及影响机制的研究尚处于起步阶段。综述了微塑料老化的研究现状,包括老化前后微塑料的表面变化、官能团变化、结晶度变化及塑料添加剂的释放;阐述了老化微塑料对重金属吸附的影响及吸附机制的研究进展以及对未来研究重点的展望,以期为全面了解微塑料的研究现状与未来研究方向提供参考。

生物炭老化及其对重金属吸附固定的影响研究进展

生物炭是生物质在限氧条件下通过高温热解得到的富碳固体,其丰富的含氧官能团、较大的比表面积、高度的芳香性结构等特性,使得生物炭对重金属具有很好的固定作用,因此,生物炭在重金属污染土壤的修复方面具有良好的前景。目前关于生物炭的研究大多集中在新制备的生物炭对重金属污染土壤的短期修复,但生物炭进入土壤后,随着时间的推移,会受到各种地球自然力的作用,逐渐发生老化,老化过程会对生物炭的物理化学性质和吸附性能产生不可忽视的影响。本文系统性地综述了国内外生物炭老化方法以及老化处理对生物炭理化性质、重金属吸附性能和生物有效性的影响等方面的研究进展,阐明当前生物炭老化研究现状,并对未来生物炭老化研究的发展方向提出建议,以期为重金属污染土壤的长期修复提供理论支撑。

微塑料与Cd交互作用对小麦种子发芽的生态毒性研究

为探究微塑料、重金属以及二者的交互作用对农作物种子生长特性的影响,选取小麦(Triticum aestivum L)为实验对象,开展土壤中微塑料聚乙烯(mPE)和聚丙烯(mPP)(0,10,50,100,200,500,1000,5000和10000mg/kg)与重金属镉(Cd)(0,1和5mg/kg)单一及复合污染对种子萌发的影响研究.结果表明,在本实验所设定的条件下,单一Cd污染对小麦种子萌发特性的影响表现为“低促高抑”规律,小麦种子的根长与芽长随着Cd浓度提升均呈抑制趋势.在单一微塑料污染条件下,m PE对小麦种子的发芽率基本表现为“低抑中促高抑”的规律,mPP对小麦种子发芽率的影响为“低促高抑”.微塑料和Cd复合污染的实验结果表明,与单一微塑料污染对照组相比,微塑料和Cd复合污染会促进小麦根与芽的生长,相比于mPE,复合污染下的m PP对于小麦根长与芽长的促进程度更大,且浓度范围较广(0~1000mg/kg).在Cd浓度为1mg/kg(Cd1)时m PE复合污染的小麦根长、芽长大于Cd浓度为5mg/kg(Cd5)情况下m PE复合污染的长度.在Cd1条件下m PP复合污染的小麦根长、芽长小于Cd5情况下m PP复合污染的长度,微塑料与Cd的复合污染对于芽的影响大于对根的影响.微塑料-Cd复合效应对小麦种子发芽、根长和芽长的影响总体上表现为促进作用,在一定程度上缓解了单一污染物的毒害作用.

微塑料对土壤生态系统及陆生生物的影响

综述了部分地区土壤中微塑料的丰度、种类、粒径分布情况,微塑料与其他污染物的互相作用及微塑料对土壤生态系统的影响等方面的研究进展。以微塑料在土壤中的迁移转化为基础,展望了未来对于土壤中微塑料污染治理的方向,提出了新的土壤微塑料修复技术与体系。

九连山自然保护区亚热带常绿阔叶林碳储量与碳密度

以江西省九连山自然保护区为研究对象,选取木荷、青冈栎、苦槠栲三种代表型亚热带常绿阔叶林进行样地调查采样和室内分析,根据生物量和植被有机碳含量计算亚热带常绿阔叶林植被碳储量与碳密度,根据土壤容重和土壤有机碳含量计算土壤碳密度与碳储量。研究结果表明:九连山自然保护区样地内木荷、青冈栎、苦槠栲三种亚热带常绿阔叶林树种的有机碳含量非常接近,其含量在0.477~0.491之间;森林植被层平均碳密度为6.88kg/m^2,其中乔木层的碳密度为6.43 kg/m^2,灌木层为0.23kg/m^2,凋落物层为0.16kg/m^2,草本层为0.06 kg/m^2;木荷林碳密度最高为7.91kg/m^2,青冈栎林碳密度为7.3kg/m^2,苦槠栲林碳密度为5.41kg/m^2。九连山自然保护区亚热带常绿阔叶林样地内土壤有机碳含量随着土层深度的增加而减少;土壤平均碳密度为117.02t/hm^2,木荷林、青冈栎林和苦槠栲林土壤碳密度分别为86.51t/hm^2、121.86 t/hm^2、99.81t/hm^2;被调查的木荷林、青冈栎林、苦槠栲林标准样地的碳储量分别为14.9049t、17.5374t、13.8519t。

辽河干流河岸带植物及微生物多样性研究

为明确辽河保护区河岸带生物多样性恢复现状以促进河岸带生态系统的健康管理,本研究通过植被现场调查和土壤微生物高通量测序分析,对辽河干流23个采样点的植物多样性和微生物多样性进行测定,结果表明:辽河干流23个采样点的植被Shannon-Weiner多样性指数平均为1.227,平均植被覆盖率达到74.19%;河岸带土壤微生物Shannon-Weiner多样性指数平均为9.55;其优势度大于1%的细菌属于11个门、32个纲、40个属;人类活动干扰、放牧情况以及土地利用类型是影响河岸带植物和微生物多样性的关键因子。目前辽河保护区河岸带生物多样性恢复状态较好,但日渐增多的人类活动对河岸带生物多样性的恢复产生不利影响,因此建议尽量减少封育区内的人类活动、放牧情况等,以加快辽河保护区河岸带植物及土壤微生物多样性的恢复进程。

辽河干流河岸带土壤酶活性特征及相关性研究

为探究辽河保护区辽河干流河岸带生态系统恢复过程中土壤性质,文章研究了辽河干流23个样地土壤养分特征及土壤酶活性特征,并分别进行了河岸带土壤微生物和植被与酶活性、土壤养分与酶活性、土壤重金属与酶活性及土壤酶与酶活性的相关性分析。结果表明:辽河干流河岸带土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质含量及各种酶活性均呈波动性变化,土壤养分状况和土壤酶活性受土地利用类型、植被恢复状况等多种因素影响;辽河干流河岸带土壤酸性磷酸酶与植被多样性呈显著负相关,土壤养分速效氮和速效钾分别对酸性磷酸酶和蔗糖酶呈显著正相关,土壤酶活性受重金属影响较大,抑制和促进作用均存在,其中镉对酶的抑制性最明显。

纳米羟基磷灰石对小麦植物酶及土壤酶活性的影响研究

采用土培方式研究纳米羟基磷灰石(NHAP)在不同质量分数下,小麦幼苗植株中3种植物酶及3种土壤酶活性的变化,并探讨添加不同质量分数NHAP对植物及土壤的影响。研究结果表明,添加NHAP后在初期(第7 d)能显著(p<0.05)提高土壤pH值,但随着培养时间的推移,在第21 d时,对照处理(CK)与添加不同质量分数NHAP的处理1(T1)、处理2(T2)、处理3(T3)各处理间差异不显著(p>0.05)。添加NHAP可提高植物超氧化物歧化酶(SOD)活性,处理21 d后,与CK相比,除T1处理外,T2、T3处理SOD酶活性均显著提高。添加NHAP降低可过氧化物酶(POD)活性,在21 d处理时,T3处理POD酶活性显著降低,而T1、T2处理不明显。与CK相比,添加NHAP对植物过氧化氢酶(CAT)酶活性影响不显著。添加NHAP能提高小麦根际土壤过氧化氢酶活性,在第21 d,T1、T2、T3处理的土壤中过氧化氢酶活性显著增强,比CK分别提高19.5%、29.0%、49.8%。小麦根际土壤脲酶活性随时间延长变化不同,前14d随NHAP质量分数升高而增加,之后随NHAP质量分数升高变化不明显。施加NHAP对土壤碱性磷酸酶活性影响不明显。综合考虑NHAP对小麦植物酶活性及土壤酶活性的影响以及经济成本等因素,确定添加纳米羟基磷灰石的适宜质量分数为1%。

河流河岸带自然生境恢复评价研究进展

近年来,随着社会发展,人类开始意识到保护河流河岸带的重要性。为明确河流及河岸带自然生境现状、甄别影响自然生境恢复的关键因子,需对特定的河流或河岸带自然生境进行评价,其评价结果可为河流的健康管理提供重要的依据,同时也可为河流河岸带的生境恢复、生态管理提供理论基础和借鉴意义。文章主要研究了河流河岸带自然生境的定义及内涵,综述了国内外专家学者对自然生境评价指标体系和评价方法的研究进展,为我国河流河岸带自然生境评价提供重要依据,对经济社会的可持续发展及流域未来的规划治理具有显著意义。