长期施肥改变玉米大豆轮作/连作黑土农田酸化速率和酸中和容量

为探明不同种植制度和施肥措施对黑土酸化指标的影响及酸缓冲机制,依托东北旱田黑土肥力监测长期定位试验,研究了大豆连作(CS)、玉米连作(CC)以及玉米大豆轮作下玉米施化肥-大豆施化肥(C_(CF)S_(CF))、玉米施化肥+秸秆还田-大豆不施化肥+秸秆还田(C_(CR)S_(NOR))、玉米施化肥-大豆不施化肥(C_(CF)S_(NOF))、玉米施化肥-大豆施1/2化肥(C_(CF)S_(1/2CF))以及玉米施化肥-大豆施有机肥(C_(CF)S_(DM))7个处理在第9年和第10年的土壤酸化速率(SAR)和酸中和容量(ANC)的变化,并利用二次多项式模型拟合酸滴定曲线,以pH 5.0和pH 4.5为参比计算了土壤ANC以及酸缓冲容量(ABC)。结果发现:相比于试验土壤本底值,试验第9年和第10年SAR变化幅度为-0.019~-0.097ΔpH/a,其中C_(CF)S_(DM)处理的SAR在两年中变化最小(-0.021和-0.019ΔpH/a);试验第9年C_(CF)S_(CF)、C_(CR)S_(NOR)、C_(CF)S_(NOF)、C_(CF)S_(1/2CF)和C_(CF)S_(DM)处理的土壤ANC_(pH5.0)是试验第10年的1.11~1.77倍;土壤ANC_(pH4.5)变化趋势与ANC_(pH5.0)相一致。方差分解分析显示,土壤有机质和盐基离子总量是影响土壤ANC变化的主要因素,二者分别解释了试验处理第9年和第10年土壤ANC和ABC变化的63.44%和43.67%。综上可见,施化肥降低土壤酸中和容量,加速土壤酸化,而有机肥施用可通过提高土壤有机质和盐基离子总量提高黑土酸中和容量。

定pH值下垃圾焚烧飞灰酸中和容量与元素浸出行为的研究

采用定pH值滴定实验研究了不同pH值条件下,垃圾焚烧飞灰的酸中和容量和元素的浸出行为.实验中将浸取液的pH值分别控制在4、5、6、7,持续滴定150 h,在不同时刻测定溶液中主要元素和重金属等多种组分的浓度.研究表明,在每个pH值条件下,在滴定最初阶段,累积的消耗酸量迅速增加,随着溶液中离子浓度的增加,酸的消耗速度逐渐下降,在20 h左右,飞灰的中和反应趋于稳定.随着滴定的pH值由7下降到4,飞灰表现出的中和能力也相应加强.由于形成机理和在飞灰中的存在形式不同,滴定过程中,各种组分表现出不同的浸出行为,K、Na、Ca和Cl的浸出不受中和反应的控制,Si和SO42-的浓度在滴定初期达到最大值,然后下降.Cd和Zn的浸出速度与酸的消耗速度基本相同,Cu、Pb和Cr的浸出慢于酸的消耗.利用定pH值滴定实验能更好地研究飞灰浸出的过程和重金属的潜在浸出性,为在较长的时间尺度上准确预测和评价重金属的浸出行为提供了手段.

Gran作图法在测定水体和酸容量中的应用

Ｇｒａｎ作图法在测定水体和酸容量中的应用徐放（四川重庆市环境科研所，７１００６１）中和酸容量（ＡＮＣ）是衡量水体在短期内是否酸化的最重要指标。如果水体在短期内出现ＡＮＣ的直线下降，则表明有酸化的趋势；如果水体在短期内出现ＡＮＣ等于或小于０μｅｑ／１，...

15年实测氮沉降下竹仙洞小流域土壤酸化研究

以2000—2015年珠海竹仙洞水库小流域湿地松林、台湾相思林和灌木丛为样本,对其土壤属性指标进行相关性分析和主成分分析。结果表明,经过15年自然演替,3个群落的土壤可交换酸度呈下降趋势,其中台湾相思林和灌木丛酸度降低达到显著或极显著水平,受Al^(3+)含量影响较大;3个群落的可交换Mg^(2+)、K^(+)、Na^(+)在两种土层均有不同程度的显著下降,而可交换Ca^(2+)的变化仅在台湾相思林中显著;总氮、总碳含量均呈上升趋势。主成分分析显示,台湾相思林的生物量丰富、土壤腐殖质多,固氮作用强,故对氮沉降的酸缓冲能力更强。

酸沉降下加速土壤酸化的影响因素

酸沉降对土壤和水域的酸化影响是土壤环境化学研究前沿的热点问题之一。酸沉降的化学组成对酸性土壤的进一步酸化起着催化剂的作用。在酸雨影响下,SO42-、NO-3、有机阴离子是加速土壤酸化和盐基淋溶损失的主要阴离子,外源H+的进入会加速铝离子水解。自然因素与人为因素导致土壤酸化的实际酸化速率差异表明:HCO3-、RCOO-在土壤剖面中的淋失状况可反映自然土壤的酸化速率,而SO42-和NO-3淋溶产生的质子负荷揭示土壤受人为因素影响的酸化速率。通过计算酸沉降的主要化学成分进入土壤前后的质子负荷平衡,与酸中和容量(ANC)相结合,反映酸沉降加速土壤酸化的进程。

黑土地区水稻旱育苗床土调酸的研究

通过对９种供试土样的ｐＨ值、土壤盐碱性的电导率和酸中和容量的综合试验分析。结果表明，选用黑土和草甸土作苗床土较好，床土ｐＨ值较适宜的范围为３９０～４２４，同时，明确了对缓冲性较好的中性和弱酸性土壤进行床土调酸时适宜用酸量的计算方法＾ｙ＝０．０３６７＋０．０３８８ｘ，旨在为水稻旱育苗床土调酸提供理论依据。

盐基离子沉降量变化的不确定性对酸沉降临界负荷的影响

以温州红壤为例 ,利用新近发展的长期土壤酸化模型 (LTSAM)模拟分析了硫沉降削减过程中可能引起盐基离子沉降量大幅度减少和保持不变两种理想情况下对温州红壤酸沉降临界负荷的影响 .结果表明盐基离子沉降量的显著减少会使红壤的酸沉降临界负荷降低 6 6 % .说明仅削减硫沉降而假定盐基离子沉降量不变的观点 (通常用于确定酸沉降临界负荷 )明显过高地估算了土壤的临界负荷 .意味着SO2 排放控制过程中引起盐基离子沉降量分布及其变化规律方面的研究必须得到加强 ,特别象我国这样盐基离子沉降量很高的国家更应当重视 .

我国垃圾焚烧飞灰性质及其重金属浸出特性分析

调查分析了我国12个垃圾焚烧飞灰样品的性质和重金属浸出规律.结果表明,飞灰的主要组成元素有Si、Ca、Al、Fe、K、Na、Cl等,除1个样品外,飞灰样品中的重金属元素含量均在0.5%～3.0%范围内.由此可见焚烧飞灰具有较大的环境风险,必须按危险废物进行安全管理.应用单批次浸出程序检测结果表明,美国EPA的毒性浸出程序（TCLP）和我国固体废物浸出毒性鉴别程序（GB 5086.1-1997）对焚烧飞灰中的重金属浸出率偏低,且二者对飞灰危险性评估的差异较大,这主要是受二者不同的浸出液最终的pH值所影响.常规酸中和容量（GANC）浸出试验结果表明,飞灰中重金属的浸出主要受浸出液的最终pH值影响,而该pH值取决于飞灰中碱性物质与浸取剂酸度二者间的相互作用.通过对不同类别程序的浸出过程分析发现,在相同浸取液作用下,单批次式浸出程序的静态平衡终点与连续过流式浸出程序的平衡终点存在较大差异,有必要结合我国飞灰特点和实际处置场景,建立适用于焚烧飞灰的单批次式毒性浸出试验程序,避免对飞灰危险性识别的不足和管理的失控.

适用于焚烧飞灰卫生填埋场共处置的浸出毒性鉴别程序研究

选取2种代表性垃圾焚烧飞灰,通过常规酸中和容量浸出实验和多级浸取实验,研究了酸中和容量消耗和浸出液pH值的变化规律.结果表明,现有的单批次浸出毒性鉴别程序对飞灰的酸中和容量消耗程度低,浸出液pH值高,不利于评价飞灰中重金属的潜在危险性.对比常规酸中和容量浸取实验和多级浸取实验结果,得出在垃圾焚烧飞灰与生活垃圾共处置情景(过流系统)下,中和过程与洗出过程同时发生,飞灰中有1/3左右的碱性物质参与了中和反应.在合理设定卫生填埋场参数的基础上,通过模拟计算,提出了适用于我国卫生填埋场飞灰共处置情景的浸出程序,其主要参数为:浸取液为乙酸溶液,酸度(以H+计)为0.3 mol.L-1(pH=2.64),液固比(L/S)为20.该浸出毒性鉴别程序可为我国垃圾焚烧飞灰的安全处置提供有效管理和可靠保障.

生活垃圾焚烧飞灰中铅镉浸出浓度的影响研究

研究上海、广州和成都三地的飞灰钙含量、酸中和容量与飞灰浸出液pH之间的关系,并运用多元线性回归方程分别预测铅镉浸出浓度与钙含量和铅镉含量之间的关系。试验结果表明:飞灰中钙含量与浸出液pH之间呈现一定的正相关关系。通过酸中和容量与钙含量之间的比对,钙含量可以反映飞灰中碱性物质的量。飞灰中铅和镉浸出浓度在一定程度上可以分别由钙含量及铅含量或镉含量确定。

四川盆地地表水酸化现状与趋势

2009～2011年间对四川盆地地表水的酸化现状进行了一次大规模调查.通过对采集的90多个地表水样的pH和主要阴阳离子浓度的分析发现,除了重庆铁山坪溪流的pH低于6.0,万州开县天蛾池、重庆铁山坪溪流和峨眉山金顶池塘等少数地表水的酸中和容量(ANC)低于0.200mmoleL1,从而表明这些地表水体可能已经发生严重酸化之外,其他水体均具有较高的pH和ANC,表明在四川盆地地表水酸化可能并非严重的区域环境问题.这里存在30多年的严重酸沉降污染,部分水体与20多年前的调查结果相比存在明显的酸化趋势,表现为ANC显著下降,同时SO42和NO3浓度显著升高.SO2和NOx排放的增长是地表水酸化的原因,其中SO2的贡献更明显.四川盆地广泛分布的紫色土具有较高的化学风化速率,是地表水具有较强的酸中和容量的原因.而在周边山地分布着黄壤等风化速率较低的土壤类型,严重的酸沉降可能导致个别地表水的酸化.

我国东北地区地表水酸化现状

2011年8月对我国东北地区东部的溪流进行采样调查,以评价地表水的酸化现状.通过对采集的33个水体pH值和酸中和容量(ANC)的分析发现,只有长白山上少数溪流的pH值低于6.0,而所有采样水体的ANC均高于0.2 meq.L-1,说明该地区尚未大面积发生地表水酸化问题.离子浓度分析结果表明,HCO3-是水体中最主要的阴离子,而SO24-浓度往往小于150μeq.L-1,NO3-浓度更是远低于SO24-,这说明该地区酸沉降污染较轻.但是,东北地区广泛分布着风化速率较低的酸性森林土壤,导致一些水体缓冲酸沉降的能力较弱,水体酸化的可能性仍然存在.以此类推,东北亚目前的酸沉降水平尚不足以产生严重的地表水酸化问题,周边国家不应过分夸大我国排放酸性气体的越境输送导致的环境影响.