西辽河不同粒级沉积物的氨氮吸附-解吸特征

为估算辽河吸附态氨氮入海通量,采用平衡吸附-解吸法研究了西辽河不同粒级沉积物对氨氮的吸附-解吸特征.结果表明:不同粒级沉积物对氨氮的吸附-解吸特征均符合Langmuir和Freundlich吸附-解吸等温式;黏粒级和粉粒级沉积物的氨氮饱和吸附量较大,分别为3 643.82和2 693.71 mg/kg,相当于粗砂的8.04和5.94倍;西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒所携载的吸附态氨氮的入海通量分别为170.10和164.52 mg/kg.占沉积物氨氮吸附总量的14.99%;黏粒级和粉粒级沉积物的氨氮解吸比例较小,分别为30.66%和42.04%,入海后可分别为上覆水提供氨氮52.15和69.16 mg/kg;黏粒级和粉粒级沉积物所吸附的氨氮是氮素循环的重要组成部分;黏粒和粉粒级沉积物的腐殖质含量远远高于粗沙,在其所形成的团聚体结构中存在的孔隙填充方式——氨氮吸附是导致黏粒和粉粒级沉积物饱和吸附量较大、解吸比例较低的根本原因.

西辽河流域沙土对磷的吸附行为

采用小型回填式土柱动态吸附试验研究了西辽河流域沙土对磷的吸附行为.结果表明:沙土对磷的吸附行为符合Freundlich吸附方程和Langmuir吸附方程,且前者更优.吸附分配系数(k)平均值为31.55,磷饱和吸附量平均值为312.55mg/kg.沙土对磷的吸附方式以物理吸附为主,易淋失,仍存在一定的环境风险.固定沙土中的微团聚体因存在以孔隙填充方式的磷吸附,所以其对磷的吸附能力最强,磷淋失的环境风险最小;而流动沙土对磷的吸附能力最弱,磷淋失的环境风险最大.农田和林地沙土对磷的吸附能力最强,磷淋失的环境风险最小,是沙土的最佳利用方式.沙土对磷的吸附分配系数及饱和吸附量与土壤w(粗黏粒),w(黏粒)和w(有机质)呈极显著正相关.

沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响

为估算沉积物不同天然有机组分吸附态氨氮携载量,采用平衡吸附法研究西辽河沉积物不同天然有机组分对氨氮吸附特征的影响。结果表明,去除有机质后的沉积物对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量(Гmoc)和吸附分配系数(Koc)分别为重组的55.30%和69.49%,说明有机质是影响氨氮在沉积物上吸附特征的主要因素。氨氮在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主(Koc=85.57);稳结态和紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质,氨氮在重组有机组分上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮吸附起关键作用(Гmoc=5 857.78 mg·kg-1)。轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态氨氮可分别按重组(Гmoc=3 477.81 mg·kg-1)的0.32、1.21和1.68倍估算。

西辽河沉积物有机组分对磷的吸附影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机组分对磷的吸附影响.结果表明,西辽河沉积物对磷的饱和吸附量Гm值为953.64mg/kg.吸附分配系数K值为40.50;去除有机质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,碳标化饱和吸附量Гmoc值和吸附分配系数Koc值分别只能达到原样的12.07%和27.49%,说明有机质是影响磷在沉积物上吸附的主要因素;沉积物有机组分中的轻组有机质是一类橡胶态胶体,磷在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为77.13;沉积物有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为1225.63mg/kg;重组有机质是一类玻璃态胶体,磷在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量为3546.69mg/kg.影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成沉积物疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质.

西辽河不同粒级沉积物对磷的吸附特征

采用平衡吸附法研究了西辽河不同粒级沉积物对磷的吸附特征.结果表明,不同粒级沉积物对磷的吸附特征圴符合Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式;黏粒级和粉粒级的磷饱和吸附量较大,分别为3791.12,2323.33mg/kg,分别相当于粗砂的6.68和4.09倍;黏粒级和粉粒级沉积物吸附的磷是磷素循环的重要组成部分,西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒所携载的吸附态磷的理论入海通量分别为3791.12,2323.33mg/kg冲泻质泥沙.占沉积物磷吸附总量的28.30%.沉积物对磷的比表面积标化吸附分配系数与松结态腐殖质相关性最大,比表面积标化饱和吸附量与稳结态腐殖质相关性最大,在稳结态和紧结态腐殖质所形成的团聚体结构沉积物中存在孔隙填充方式的磷吸附.

西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为研究

采用小型回填式土柱动态吸附实验方法研究了西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为。结果表明,西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为符合Freundlich吸附等温式和Langmuir吸附等温式,最优模型为Langmuir吸附方程;西辽河流域沙土对氨氮的饱和吸附量在573.81～3 666.16 mg/kg之间,平均为1 733.83 mg/kg。吸附分配系数k在3.13～524.55之间,平均为93.47;沙土对氨氮的吸附方式以化学吸附为主,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮饱和吸附量与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著正相关,影响程度顺序为:有机质含量>粘粒含量>粗粘粒含量;不同利用结构沙土的氨氮饱和吸附量:林地(2 053.87 mg/kg)>农田(1 990.40 mg/kg)>草地(1 356.37 mg/kg)>沙荒地(813.30 mg/kg);农田、林地和草地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,对氨氮的固持能力较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构对氨氮的固持能力最弱。氨氮流失的环境风险最大。

风沙土不同粒径微团聚体对氨氮的富集特征

风沙土是易发生溅蚀和水土流失严重的土类,为估算风沙土吸附态氨氮流失量,采用平衡吸附法研究了风沙土不同粒径微团聚体对氨氮的富集特征。结果表明,风沙土中微团聚体对氨氮具有富集作用。其原因有二:细粒级微团聚体中腐殖质含量高于粗粒级;细粒级微团聚体中有机质是通过可溶有机质与黏土矿物相互结合形成复合体而富集。黏粒和粉粒中的稳结态腐殖质占Ht比例相对高于其他粒级,稳结态腐殖质是形成复合体团聚结构的重要胶结物质,在复合体团聚结构中存在的孔隙填充方式氨氮吸附是导致黏粒级和粉粒级微团聚体对氨氮产生富集作用的原因;团聚体对氨氮的富集系数与腐殖质总量呈极显著正相关(R2=0.909),与稳结态腐殖质含量呈极显著正相关(R2=0.902);西辽河流域风沙土在暴雨径流中黏粒级和粉粒级冲泻质泥沙所携载的吸附态氨氮质量分数可分别按3 641.49、2 617.52 mg·kg-1估算,黏粒和粉粒级微团聚体的富集系数可分别按1.65和1.18计算。

风沙土不同有机组分对氨氮的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对氨氮的吸附特征影响。结果表明,去除腐殖质后的风沙土对氨氮的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量Гmoc和吸附分配系数Koc分别只能达到原样的68.58%和28.24%,说明腐殖质是影响氨氮在风沙土上吸附特征的主要因素;轻组有机质是一类橡胶态胶体,氨氮在橡胶态胶体上的吸附以分配作用为主,其碳标化吸附分配系数为81.58;重组有机质对氨氮的吸附起主导作用,其碳标化饱和吸附量为3350.55mg.kg-1;重组有机质是一类玻璃态胶体,氨氮在玻璃态胶体上的吸附除分配作用外,还存在孔隙填充方式的吸附;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮的吸附起关键作用,其碳标化饱和吸附量可达6626.30mg.kg-1,影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机-无机复合体中存在着孔隙填充方式的氨氮吸附。考查土壤对氨氮的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对氨氮吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载吸附态氨氮可分别按重组的0.59、1.05倍和2.50倍估算。

西辽河流域不同土地利用结构硝酸盐氮输出通量模拟

采用土槽模型渗流试验方法,结合土地利用结构现场调查资料研究了西辽河流域不同土地利用结构耕层土壤NO3--N淋溶输出通量的时空变化规律.结果表明,不同土地利用结构NO3--N淋溶输出通量的空间分布规律为农田〔50.23kg/(hm2.a)〕>沙荒地〔12.77kg/(hm2.a)〕>林地〔8.68 kg/(hm2.a)〕>草地〔4.17 kg/(hm2.a)〕,农田和沙荒地对NO3--N输出起源作用,林地和草地起汇作用;西辽河流域沙土区耕层土壤NO3--N输出总量为13.86×104 t/a,不同土地利用结构的NO3--N输出比例为农田(95.31%)>沙荒地(4.69%),农田是西辽河流域氮素营养管理的重点结构;NO3--N输出量夏季(65%)>秋季(25%)>春季(8%)>冬季(2%),夏季是流域氮素营养管理的重点时段;NO3--N淋溶输出通量与土壤硝态氮含量呈极显著正相关.

沉积物不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了西辽河沉积物不同有机矿质复合体对磷的吸附特征影响.结果表明,去除腐殖质后的沉积物对磷的吸附能力大大降低,其饱和吸附量(Гm)和吸附分配系数(k)分别只能达到原样的35.62%和9.93%,有机矿质复合体是影响磷在沉积物上吸附特征的主要因素;沉积物中的钙键有机矿质复合体对磷具有孔隙填充方式的吸附,其碳标化饱和吸附量为1157.05mg/kg,相当于原样的1.27倍;沉积物中的铁铝键有机矿质复合体在对磷吸附中发挥重要作用,其碳标化饱和吸附量可达1736.82mg/kg,相当于原样的1.88倍.其吸附机制除孔隙填充方式外,还存在配位吸附;考查沉积物对磷的吸附能力不但要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响沉积物对磷吸附特征的重要因素.以原样为基准,钙键有机矿质复合体、铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷可分别按1.27和1.88倍进行估算.

科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律

采用小型回填式土柱动态淋溶实验方法,研究了科尔沁沙地不同土地利用结构耕层土壤硝酸盐氮淋失规律。结果表明,科尔沁沙地草地、林地和沙荒地结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值低于地下水Ⅰ类水质标准(2.0mg·L-1),农田结构淋溶液硝酸盐氮浓度平均值大于地下水Ⅰ类水质标准。农田结构是造成地下水硝酸盐氮污染的重点区域。科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失强度依次为:农田(96.54kg·hm-2·a-1)>沙荒地(32.84kg·hm-2·a-1)>林地(28.66kg·hm-2·a-1)>草地(15.48kg·hm-2·a-1)。农田是科尔沁沙地氮素营养管理的重点结构,硝酸盐氮淋失强度与土壤硝态氮含量呈极显著正相关。

西辽河流域沙土的氨氮解吸行为研究

采用小型回填式土柱淋溶实验方法研究了西辽河流域沙土的氨氮解吸行为。结果表明,西辽河流域沙土的氨氮解吸行为符合Langmuir和Freundlich解吸等温式;沙土氨氮解吸比率Dr在0.44～0.99之间,平均为0.75,解吸迟滞性指数TⅡ在0.05～0.65之间,平均为0.29,沙土对氨氮的解吸迟滞性较强,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮解吸比率Dr与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著负相关,影响程度顺序为:有机质含量>粗粘粒含量>粘粒含量;解吸分配系数k和解吸迟滞性指数与土壤有机质含量分别呈极显著和显著正相关,与粘粒含量和粗粘粒含量没有相关性;草地、农田和林地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,氨氮解吸迟滞性较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构氨氮流失的环境风险较大。

西辽河沉积物中不同粒径微团聚体磷的解吸特征

采用平衡解吸法研究了西辽河沉积物不同粒径微团聚体磷的解吸特征.结果表明,不同粒径团聚体磷的解吸比例为黏粒(0.20)<粉粒(0.28)<细砂(0.45)<粗砂(0.93);其原因为:细粒级微团聚体中腐殖质含量远远高于粗粒级;细粒级微团聚体中有机质是通过可溶有机质与黏土矿物相互结合形成复合体而富集,在其所形成的复合体团聚结构中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷的解吸比例降低,解吸迟滞性指数增大的根本原因;西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒级微团聚体所携载的可解吸态磷(NAP)入海后可分别为上覆水提供磷(212.93±38.60)mg/kg,(159.45±31.44)mg/kg.沉积物黏粒级和粉粒级微团聚体所携载的NAP是磷素循环的重要组成部分.

风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响,可为有机组分吸附态磷携载量估算提供依据。结果表明:去除有机质后的风沙土对磷的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量(Гmo)c和吸附分配系数(ko)c分别只能达到重组的27.76%和8.45%,说明有机质是影响磷在风沙土上吸附特征的重要因素;磷在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主(koc=51.02);风沙土有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用(Гmoc=388.35mg.kg-1),重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对磷的吸附起关键作用(Гmoc=1007.96mg.kg-1),影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机矿质复合体中除分配作用吸附外,还存在着孔隙填充方式的磷吸附;考查土壤对磷的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对磷吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机组分以及重组有机组分中稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态磷分别可按0.69倍以及1.37、2.75倍估算。

沙土不同有机组分对磷的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了沙土不同有机组分对磷的解吸附特征影响。结果表明,通过过氧化氢去除有机质后的沙土使磷的解吸比例(Dr=0.94)大幅度增加,解吸迟滞性指数(TⅡ=0.05)显著降低;有机质是影响磷在沙土上解吸特征的重要因素;磷在橡胶态胶体(轻组有机组分)上的表面分配作用吸附是导致解吸比例(Dr=0.81)增大,解吸迟滞性指数(TⅡ=0.05)减小的原因;稳结态腐殖质中的胡敏酸在对磷的吸着和滞留过程中发挥重要作用,HⅡ+HⅢ组(Dr=0.57、TⅡ=0.30);磷在紧结态腐殖质所形成的团聚体结构中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷的解吸比例(HⅢ组Dr=0.24)降低,解吸迟滞性指数(HⅢ组TⅡ=0.49)增大的根本原因,考查土壤磷的解吸特征不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤磷解吸特征的重要因素,轻组有机组分、重组有机组分、以及重组有机组分中的稳结态腐殖质、紧结态腐殖质所携载的吸附态磷进入水体后对上覆水体的释放通量可分别按其饱和吸附量的81%、66%、57%和24%进行估算。

风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征影响。结果表明,去除腐殖质后的风沙土氨氮解吸比例增加(由0.58增加到0.68),同时,解吸迟滞性指数显著降低(由0.067降低到0.021),说明腐殖质是影响风沙土氨氮解吸特征的重要因素;氨氮在轻组有机组分上的表面分配作用吸附是导致解吸比例增大,解吸迟滞性指数减小的原因;重组有机组分中的紧结态腐殖质(胡敏素)对氨氮的解吸起关键作用,它不但解吸比例较低(Dr=0.23),而且解吸迟滞性指数较大(TⅡ=0.458);氨氮在紧结态和稳结态腐殖质所形成的团聚体颗粒微孔隙中的不可逆吸附是导致解吸比例降低、解吸迟滞性指数增大的根本原因;考查土壤对氨氮的解吸特征不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤氨氮解吸特征的重要因素,轻组有机组分、重组有机组分及重组有机组分中的稳结态加紧结态腐殖质(HⅡ+HⅢ组)和紧结态腐殖质(HⅢ组)携载的吸附态氨氮进入水体后,对上覆水体的扩散通量可分别按其饱和吸附量的0.94、0.58、0.33和0.23倍估算。

风沙土不同有机矿质复合体对磷的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了风沙土不同有机矿质复合体对磷的解吸特征影响。结果表明,通过过氧化氢去除腐殖质后的风沙土磷的解吸比例(Dr=0.99)大幅度增加,解吸迟滞性指数(TⅡ=0.02)显著降低,有机矿质复合体是影响磷在风沙土上固持特征的重要因素;磷在钙键和铁铝键有机矿质复合体团聚结构微孔隙中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷解吸比例降低、解吸迟滞性指数增大的原因之一。铁铝键有机矿质复合体除对团聚体结构形成有重要影响外,还存在铁铝氧化物及水化氧化物对磷的配位吸附作用,因而铁铝键有机矿质复合体(Dr=0.35、TⅡ=0.44)比钙键有机矿质复合体(Dr=0.62、TⅡ=0.28)对磷的固持能力强得多;考查风沙土对磷的解吸特征不但要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响风沙土磷解吸特征的重要因素。钙键有机矿质复合体、铁铝键有机矿质复合体携载的吸附态磷对上覆水体的释放通量可分别按其饱和吸附量62%和35%估算。

沉积物不同有机矿质复合体对磷的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了沉积物不同有机矿质复合体对磷的解吸特征影响。结果表明,通过过氧化氢去除腐殖质后沉积物磷的解吸比例(Dr=0.65)大幅度增加,解吸迟滞性指数(TⅡ=0.01)显著降低,有机矿质复合体是影响磷在沉积物上固持特征的重要因素;磷在钙键和铁铝键有机矿质复体团聚结构微孔隙中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷解吸比例降低、解吸迟滞性指数增大的原因之一。铁铝键有机矿质复合体(Dr=0.17、TⅡ=0.32)对磷的固持能力强于钙键复合体(Dr=0.25、TⅡ=0.22),其因原因有二,三价的铁铝离子与二价的钙离子相比,更有利于复合结构的形成,铁铝键有机矿质复合体除对团聚体结构形成有重要影响外,还存在铁铝氧化物及水化氧化物对磷的配位吸附作用(相当于化学吸附),因而铁铝键有机矿质复合体对磷的固持能力比钙键复合体强得多;考查沉积物对磷的解吸特征不但要考虑腐殖质的含量,更要考虑腐殖质的复合形态,它也是影响沉积物磷解吸特征的重要因素,铁铝键有机矿质复合体、钙键有机矿质复合体携载的吸附态磷对上覆水体的释放通量可分别按其饱和吸附量17%和25%估算。

彰武县阿尔乡围封沙地的地貌特征及土壤调查

调查结果表明,彰武县阿尔乡围封沙地按地貌特征可分为五种地貌类型:即流动沙丘、半流动沙丘、固定沙丘、风蚀洼平地和丘间低地。五种地貌类型上的植物组成、植被覆盖率、土壤养分特征和土壤颗粒组成都具有明显差异。土壤调查结果表明:风沙土的土壤剖面特征是沙层深厚,没有明显的剖面层次。腐殖质层薄,表面有沙压层存在;土壤水分特征是水分含量低,蓄水能力差,没有底墒;土壤养分特征是有机质含量低(0 . 13 %～1 .0 1% ) ,全氮含量低(0. 0 480 %～0 . 0 913 % )。土壤有机质含量、全氮含量具有相同的规律性:即固定沙地>半流动沙地>流动沙地;土壤颗粒组成特征是砂粒含量高(79. 97%～95. 5 3 % ) ,粘粒含量低(3 . 3 7%～9. 83 % )。粘粒含量分布规律为:固定沙地>半流动沙地>流动沙地,砂粒含量分布规律为:流动沙地>半流动沙地>

彰武县阿尔乡围封沙地的植物群落调查

阿尔乡围封沙地的植物群落调查结果表明:流动沙地、半流动沙地、固定沙地和丘间低地的植物组成和分布状况具有明显差异.流动沙地的植物呈稀疏块状分布.在果实期,植被覆盖率为35%～60%.代表性植物为沙蓬(蒺藜梗)、差巴戈蒿和马唐.流动沙地植物的多度优势种是马唐草,植物生物量优势种是沙蓬(蒺藜梗);半流动沙地的植物呈团块状分布.在果实期,植被覆盖率为40%～70%.代表性植物为差巴戈蒿和沙蓬(蒺藜梗).半流动沙地植物的多度优势种是差巴戈蒿和马唐草,植物生物量优势种是差巴戈蒿;固定沙地的植物成片分布.植物频度调查结果表明:马唐草的频度为100%,马唐草的适应性非常强.沙生植物-沙蓬和差巴戈蒿的频度达41%～53%,存在度比较高,说明这块沙地流动性比较强.