土壤污染与防治课程思政建设探讨

课程思政是高校实现立德树人根本任务的重要环节,是进行全方位育人的教学新模式。为了更好地在土壤污染与防治课程教学中开展思政教育,讨论了开展课程思政教育的意义,剖析了当前思政教学中存在的不足,并从挖掘思政元素,创新教学方法等方面提出了实施课程思政的途径,为新形势下课程思政建设提供一些新方法和新思路。

案例教学在工科院校课程中的应用研究——以土壤污染与防治课程为例

为提高土壤污染与防治课程的教学效果,尝试将案例教学法引入这门课程.首先分析了土壤污染与防治课程教学中存在的问题及使用案例教学的必要性;以“盐碱地治理”知识点为例,详述了如何进行案例教学设计及实施,总结了案例教学课堂效果的反馈结果.最后,对案例教学进行总结,提出需要注意案例的选择、教学过程的设计及案例教学和传统教学的衔接问题.

改良剂对土壤铜镉有效性和微生物群落结构的影响

以一次性添加木炭、石灰和磷灰石稳定化修复4年后的土壤为研究对象,探讨了土壤中铜镉有效性和土壤微生物群落结构的变化.结果表明,3种改良剂的添加提高了土壤p H值,降低了土壤交换性酸和交换性铝的含量,使铜镉由活性态向非活性态和潜在活性态转化,其中磷灰石和石灰的处理效果优于木炭处理;Biolog测试发现,培养192h,木炭、石灰和磷灰石处理土壤AWCD值(0.61、0.76和0.70)分别是对照的1.33、1.65和1.52倍;且Shannon和Mc Intosh指数均较对照有所提高,表现为:石灰>磷灰石>木炭,表明改良剂处理后增加了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了其功能多样性.PCR-DGGE分析结果显示,改良剂处理后土壤细菌优势群的数量显著增加,木炭、石灰和磷灰石处理Shannon指数分别比对照提高了0.22、0.39和0.24.相关性分析表明,土壤酸度和重金属有效性是影响稳定化修复重金属污染土壤细菌结构多样性差异的主要因素.

磷灰石和石灰联合巨菌草对重金属污染土壤的改良修复

通过盆栽试验,研究了不同剂量磷灰石(0.6%和1.2%)和石灰(0.2%和0.4%)对Cu/Cd污染土壤的修复效果。结果表明,石灰和磷灰石处理均显著提高了土壤溶液和土壤pH,且均表现为0.4%石灰>0.2%石灰>1.2%磷灰石>0.6%磷灰石>对照;同时,土壤溶液和土壤有效态Cu/Cd含量随着磷灰石和石灰的添加而显著降低,且降幅均表现为随材料剂量增加而增加。石灰和磷灰石的添加显著增加了巨菌草的生物量,降低了巨菌草对重金属的吸收,其中0.4%石灰处理巨菌草生物量最高,地上和根生物量分别为:61.45g和10.31g。与石灰相比,磷灰石在维持较低活性Cu/Cd的能力方面具有更好的稳定性,但是高剂量的石灰更能有效地通过巨菌草转移土壤中的重金属。

纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响

通过室内培养实验,研究了纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性的影响。结果表明,施加纳米羟基磷灰石显著提高了土壤pH,其中3%和5%添加剂量处理60 d后使土壤pH分别提高了1.23个和1.35个单位;纳米羟基磷灰石显著减少了毒性较强的离子交换态Cu/Cd的含量,增加了毒性中等的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及毒性最低的残留态Cu/Cd含量,使Cu/Cd由植物可利用态向潜在可利用态转变;纳米羟基磷灰石不同程度地提高了土壤过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。3种酶活性与Cu/Cd形态分布的相关性表明,过氧化氢酶和酸性磷酸酶对土壤重金属Cu/Cd活性变化比较敏感,可以作为重金属Cu/Cd污染土壤的评价指标。

磷灰石等改良剂对重金属铜镉污染土壤的田间修复研究

通过田间小区试验,研究了磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉5种改良剂对Cu、Cd复合污染土壤的改良效果。结果表明,石灰、磷灰石、木炭、猪粪降低了土壤溶液中重金属Cu、Cd的含量,提高了土壤溶液的pH,但改良效果随着时间的推移不断降低。磷灰石、石灰、木炭的加入显著降低了有效态Cu含量,但对有效态Cd含量影响较小。与猪粪相比,磷灰石、石灰、木炭显著增加了黑麦草生物量,提高了对重金属Cu、Cd的吸收能力,对该污染土壤的修复具有实践应用价值。

不同粒径羟基磷灰石对污染土壤铜镉磷有效性和酶活性的影响

为研究不同粒径羟基磷灰石对重金属污染土壤的修复效果,采用向污染土壤添加常规磷灰石(150μm)、微米(3μm)和纳米(40 nm)羟基磷灰石的田间原位试验方法,考察其钝化修复5 a后对土壤铜镉磷有效性和酶活性的影响.结果表明:3种粒径羟基磷灰石均提高了土壤p H,降低了土壤交换性酸和交换性铝的含量,且微米羟基磷灰石处理效果最好.常规磷灰石、微米和纳米羟基磷灰石处理分别使w(离子交换态铜)降低了62.6%、74.3%和70.4%,w(离子交换态镉)降低了15.7%、25.3%和26.7%.3种材料均增加了土壤w(TP),其中4.61%~17.4%和73.4%~89.8%分别转化为树脂磷和稳定态磷.微米羟基磷灰石处理分别使土壤脲酶活性和微生物量碳含量提高了4.66和0.66倍.研究显示,微米羟基磷灰石更有利于铜和镉由活性态向非活性态转化,增加土壤磷的有效性,提高土壤微生物活性,在我国南方重金属污染红壤区具有较好的应用潜力.

磷灰石等改良剂对铜污染土壤的修复效果研究——对铜形态分布、土壤酶活性和微生物数量的影响

通过田间小区试验,研究了磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉对Cu污染土壤中Cu形态分布、土壤酶活性和微生物数量的影响。结果表明:改良剂的处理减少了离子交换态Cu的百分含量,增加了碳酸盐、铁锰氧化物、有机结合态Cu的百分含量,但对残留态Cu百分含量影响不大。磷灰石、石灰、木炭显著提高了土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性和土壤pH,但对脲酶活性影响较小。改良剂不同程度地增加了土壤细菌和真菌数量,且细菌和真菌数量均与土壤pH呈正相关关系,特别是真菌,与pH的相关系数达0.90。pH是影响Cu化学形态、土壤酶活性和微生物数量的主要因素,磷灰石、石灰和木炭显著提高了土壤pH,降低Cu的活性,增加了土壤酶活性和微生物数量,对Cu污染土壤具有较好的修复效果。

粉煤灰对污染土壤中铜镉的稳定化

采用批衡量吸附和室内培养实验,考察了粉煤灰对Cu和Cd的吸附等温线及0.2%、0.5%、1%和2%用量的粉煤灰对土壤pH、有效态Cu和Cd、以及5种化学形态Cu和Cd分布的影响。结果表明:粉煤灰对Cu和Cd的吸附等温线均可以用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,其对Cu的最大吸附量(9.90 mg/g)高于对Cd的最大吸附量(9.43 mg/g)。随着粉煤灰用量的增加,土壤pH显著增加,有效态Cu和Cd显著降低。同时,粉煤灰处理显著降低了离子交换态Cu和Cd含量,增加了铁锰氧化物结合态Cu和Cd含量,降低了Cu和Cd活性,使活性态Cu和Cd逐渐向潜在活性态和非活性态转化。其中培养60天后,2%处理的粉煤灰处理较对照pH提高了0.44个单位,离子交换态Cu和Cd分别降低了35.7%和35.9%。因此,粉煤灰能够有效吸附Cu和Cd,显著降低土壤有效态和离子交换态Cu和Cd的含量,在重金属稳定化修复应用中具有较好的应用前景。

不同内源重金属生物炭对Cu和Cd吸附及其对老化作用的响应

为明确老化作用对不同内源污染物生物炭吸附重金属稳定性的影响,该研究以不同污染程度(清洁、中度和重度污染)土壤种植的巨菌草秸秆制备3种不同内源Cu和Cd含量的生物炭RB、SB和JB,分析3种生物炭对Cu^2+和Cd^2+的吸附能力以及干湿和冻融老化对饱和吸附后生物炭中Cu和Cd的生物有效性的影响。结果表明:3种生物炭表面均分布丰富的孔隙结构,RB含有最高的pH值和灰分含量;生物炭对Cu^2+和Cd^2+的吸附符合Langmuir模型(R^2=0.951~0.998),且RB对Cu^2+和Cd^2+的吸附量最大,分别为54.3和37.3 mg/g;与此相同,饱和吸附后RB对Cu^2+和Cd^2+的固持量最大,分别为21.4和4.78 mg/g。与老化前相比,干湿老化较冻融老化更显著地降低了饱和吸附后生物炭中Cu的TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)浸出含量,促进了Cu从酸溶态和残渣态向还原态和氧化态转化,降低了Cu的环境风险;但是干湿和冻融老化作用增加了饱和吸附后生物炭中Cd的TCLP浸出含量,促进了Cd从残渣态向酸溶态、还原态和氧化态转化,增加了Cd的环境风险。这可能是由于3种生物炭对Cu^2+的吸附主要以表面络合为主,对Cd^2+的吸附以化学沉淀机制为主。总体上,RB生物炭固持最高的Cu^2+和Cd^2+,但是干湿和冻融老化增加了饱和吸附后生物炭Cd环境风险,研究结果对于评估生物炭长期钝化修复稳定性具有一定的指导意义。

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉的分布、可浸出性及生物可给性的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石（HAP）,以不施HAP土壤为对照,考察p H 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉的分布、可浸出性、生物可给性及其健康风险的影响。结果表明：酸雨淋溶显著降低了对照处理表层土壤p H,添加HAP增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤p H较对照高约1个单位。对照处理酸雨p H的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0～5 cm和5～10 cm土壤高出8.54～10.0、3.13～3.29 mg·kg^-1。对照处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0～5 cm的0.17～0.23 mg·L^-1增加到10～20 cm的0.61～0.68 mg·L^-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45～0.50 mg·L^-1。总体上,对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨pH的降低而降低。与对照相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中Cd对儿童的每月允许摄入量PTMI（Provisional tolerable monthly intake）贡献率均随酸雨p H的降低而降低,且HAP处理显著高于对照。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。

层次分析法在毕业论文设计考核中的应用探索——以工科专业为例

传统的工科专业本科毕业论文设计考核方法存在着诸多弊端,通过将层次分析方法引入毕业论文设计考核体系克服了传统方法中的指标不易量化、相互关联性差、决策困难等问题。分析表明,基于层次分析法下的工科专业毕业论文设计考核方法,既便于操作,又突出专业特色,为毕业生评奖评优提供客观依据。

层次分析法在环境学科本科毕业实习考核体系中的应用初探

环境专业本科毕业实习既是本科教学的必备实践环节,又是环境学科培养目标的重要组成。传统的环境学科毕业实习考核方法存在诸多不可控因素和人为影响,通过引入层次分析法,构建毕业实习考核模型,使实习内容完善明确,考核制度科学有效。

古病毒复活及生态学思考

本文从《现代环境监测技术》课程中微生物环境监测知识点出发,分析了古病毒的来源及复活原因,论述了古病毒的生存状态及其与人类的关系,阐明了现阶段人类对病毒的防治和利用情况。通过教学扩大学生知识面,增强学生社会责任感,实现知识传授与价值引领的双重效果。

高校研究生导师学者心态对师生关系的影响

当今高校科研环境纷扰异化,对高校研究生导师心态产生了巨大冲击,导师心态变化对研究生世界观、价值观、科研观的建立产生了巨大影响。文章通过分析导师心态的变化对指导研究生的影响,指出保有学者心态对导师自身科研状态及研究生的管理工作均有积极的影响。

巨菌草对Cu、Cd污染土壤的修复潜力

通过田间小区试验,对比研究了土著植物金黄狗尾草、香根草、海州香薷、巨菌草分别与0.21%石灰联合对Cu、Cd复合污染土壤的修复效果。结果表明,石灰处理可以显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cu、Cd含量。4种植物在与石灰联合后均有一定的生产潜力,且表现为巨菌草>海州香薷>香根草>金黄狗尾草;修复潜力方面表现出与生产潜力相同的趋势。

四种改良剂对铜和镉复合污染土壤的田间原位修复研究

研究了石灰、磷灰石、蒙脱石和凹凸棒石对冶炼厂周边Cu、Cd污染土壤的原位修复效果。以黑麦草(Lolium perenne L.)作为田间修复植物,采用植物重金属吸收性、土壤重金属化学提取性及土壤溶液重金属浓度变化等作指标来评价修复效果,并研究了黑麦草对Cu、Cd的吸收与土壤、土壤溶液中Cu、Cd含量的相关性。结果表明,石灰高添加剂量(石灰占污染土壤耕作层质量的0.4%)处理黑麦草对重金属的富集效果最好,显著降低了重金属毒性,促进了黑麦草的生长及其对重金属的富集;石灰和磷灰石各添加剂量均显著降低了污染土壤交换态Cu含量;石灰、磷灰石和蒙脱石各添加剂量均显著提高了土壤溶液pH并显著降低了其Cu、Cd浓度。黑麦草地上部、根中Cu浓度与土壤交换态Cu及土壤溶液Cu浓度呈显著或极显著正相关关系。

重金属污染土壤修复技术的选择和面临的问题——以江铜贵冶九牛岗土壤修复示范工程项目为例

随着工农业生产和城市化快速推进,我国工业企业在生产过程中或是搬离城市中心后遗留的污染土壤日趋增多。一批具有高环境风险、影响群众生产、生活乃至社会稳定的污染土地亟待修复治理。本文结合"江铜贵冶九牛岗土壤修复示范项目",从污染土壤修复技术的选择和面临的主要问题两个方面进行了探讨,最后针对中国国情,对规模化修复治理重金属污染土壤技术的发展趋势提出了展望。

四种改良剂对Cu、Cd复合污染土壤中Cu、Cd形态和土壤酶活性的影响

以黑麦草(Lolium perenne L.)作为修复植物进行田间试验,研究了石灰、磷灰石、蒙脱石、凹凸棒石4种改良剂对铜镉复合污染土壤中Cu、Cd形态和土壤酶活性的影响。结果表明,改良剂提高了污染土壤pH,降低了土壤可交换态(EX)Cu、Cd含量;改良剂提高了土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,每种改良剂对土壤酶活性增加幅度随其添加剂量增加而增大;土壤酶活性与土壤EX态Cu、Cd含量呈显著或极显著负相关关系,与土壤pH呈显著或极显著正相关关系;高剂量石灰(石灰占污染土壤耕作层质量的0.4%)和高剂量磷灰石(磷灰石占污染土壤耕作层质量的2.32%)处理钝化污染土壤中Cu、Cd及提高土壤酶活性效果最好。

煤矸石对铜尾矿中重金属(Zn,Pb,Cd,Cr和Cu)形态及生物有效性的影响

铜尾砂堆积在地表会随着淋溶和风化作用溶出重金属元素,对环境产生一定危害,其生态修复的关键是进行基质改良,进行植物修复。通过黑麦草盆栽实验,将淮南煤矸石添加入铜尾砂,探讨矸石对铜尾砂中重金属行为的影响。结果表明:矸石添加能显著提高铜尾砂p H、有机质和养分水平(总氮、总磷和总钾),缓解尾矿砂贫瘠环境。矸石添加后,铜尾砂中Zn,Pb,Cd和Cu的交换态和碳酸盐结合态重金属逐步向铁锰结合态、有机结合态和残渣态转化(除个别处理Pb和Cu残渣态),铜尾砂中有效态Zn,Pb,Cd和Cu浓度不断降低,从而降低了黑麦草中相应重金属浓度,总体表现为铜尾砂-黑麦草系统内Zn,Pb,Cd和Cu生物活性降低效应。然而,由于矸石中Cr浓度相对铜尾砂偏高,其添加会引起尾矿砂中有效态Cr浓度及Cr迁移性增加而增大黑麦草对Cr的吸收。因此,煤矸石可对尾矿砂中Zn,Pb,Cd和Cu产生一定稳定化作用,而虽然矸石内源性Cr会释放到铜尾砂,其也可被黑麦草富集,由此,煤矸石可视为一种潜在的废弃物改良剂,对铜尾砂具有一定生态改良潜力。