修复多环芳烃污染地块的土壤氧化剂需求量

为了解化学氧化剂在多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)污染土壤修复过程中的添加用量,分别选用KMnO_(4)、Na_(2)S_(2)O_(8)和H_(2)O_(2)为氧化剂,以中国成都市4个石油化工厂区表层土壤为研究对象,考察了3种氧化剂的反应动力学规律和在不同场地条件下的土壤氧化剂需求量(soil oxidant demand,SOD)及影响因素.结果表明,KMnO_(4)和H_(2)O_(2)在反应1 d内迅速消耗,反应1 d后消耗速率迅速下降,Na_(2)S_(2)O_(8)在反应中的消耗速率则较为稳定,3种氧化剂的反应规律基本符合1级反应动力学;当KMnO_(4)、Na_(2)S_(2)O_(8)和H_(2)O_(2)的施加剂量分别为1、2和12 mmol/g时,各个地块SOD范围分别为44.91~96.06、40.91~52.86和371.47~406.25 g/kg.统计分析表明,KMnO_(4)和Na_(2)S_(2)O_(8)最大需求量与土壤有机质含量、土壤黏粒以及土壤含水率呈显著相关,其中,土壤有机质含量对KMnO_(4)和Na_(2)S_(2)O_(8)的土壤氧化剂需求量影响最大,贡献率分别达到31.57%和40.24%.根据实验结果并考虑经济因素,氧化剂KMnO_(4)和Na_(2)S_(2)O_(8)在PAHs场地修复方面具有较好的应用前景.

大气甲烷的源和汇与土壤氧化 (吸收 )甲烷研究进展

甲烷是主要的温室气体之一 ,对温室效应的贡献仅次于CO2 ,而每分子甲烷温室增温潜力是CO2的 2 1倍 .因此确定全球大气甲烷的源与汇 ,并对其进行估算、预测已成为目前全球环境变化及温室效应研究的一个热点 .本文概述了国内外大气甲烷源与汇研究的进展情况 ,详述了土壤氧化 (吸收 )大气与内源甲烷机理及其影响因子 (如土地利用情况、环境甲烷浓度、土壤温度、湿度、pH值、孔隙状况等 ) .最后指出 ,通过在长白山森林垂直分布带开展地带性土壤甲烷氧化 (吸收 )研究 ,对估算我国温带至寒带、高山苔原带土壤吸收甲烷总量 ,乃至全球甲烷汇具有重要意义 .

川西亚高山／高山森林土壤氧化还原酶活性及其对季节性冻融的响应

川西亚高山/高山森林土壤通常具有明显的季节性冻融特征。为深入了解川西亚高山/高山森林冬季土壤生态过程,于2008年11月—2009年10月,在土壤初冻期、冻结期和融化期及生长季节,研究了不同海拔(3582 m、3292 m和3023 m)岷江冷杉林的土壤氧化还原酶活性及其对土壤冻融的响应。土壤冻结时间和冻融循环次数随海拔的增加而增加。冻融格局显著影响了土壤氧化还原酶活性,但不同土壤酶在不同海拔表现出明显差异。土壤过氧化物酶和脱氢酶活性受初冻期冻融循环和温度降低影响显著下降,而过氧化氢酶活性明显上升。3种土壤氧化还原酶活性在土壤温度相对稳定的冻结期变化不显著,但在融化期随着土壤温度急剧增加经历一个明显的活性高峰后快速降低,且冻结时间最长和冻融循环次数最多的3582 m变化更为显著。此外,海拔和土层的交互作用显著影响了过氧化物物活性,但对脱氢酶和过氧化氢酶活性不显著。脱氢酶活性与土壤温度极显著相关,但过氧化物酶和过氧化氢酶活性与土壤温度的相关性随海拔差异而不同。这些结果表明川西亚高山/高山森林冬季土壤氧化还原酶仍然具有较高的活性,但受到季节性冻融及其变化的显著影响。

起垄和施肥对冷浸田土壤氧化还原状况的影响

通过起垄和施肥试验,研究不同措施对冷浸田土壤氧化还原状况的影响,以期为冷浸田改良提供数据参考。结果表明,冷浸田土壤氧化还原电位介于48.5~198.0 mV之间,远低于正常稻田（450~700 mV）。起垄使0~5 cm土层氧化还原电位有升高趋势,但使〉5 cm土层土壤氧化还原电位降低。冷浸田还原性物质总量变化范围为5.7~15.6 cmol.kg 1（起垄试验）和7.7~16.0 cmol.kg 1（施肥试验）,起垄在短期内会提高土壤还原性物质总量,增施钾肥、锌肥和硅肥会降低土壤还原性物质总量,而磷肥用量对土壤还原性物质基本无影响。0~25cm和25~50 cm土层土壤Fe2＋含量平均为3 388.92 mg.kg 1和3 356.39 mg.kg 1;起垄60 d后,土壤Fe2＋含量随着起垄高度增加而逐渐降低;与不施肥（CK）、氮磷钾（NPK）处理相比,施钾量增加20%（NPK2）、增加硅肥（NPK＋Si）和增加锌肥（NPK＋Zn）可以大幅度降低土壤Fe2＋含量;0~25 cm土层土壤Fe2＋含量高于25~50 cm土层。起垄和施肥使冷浸田土壤Mn2＋含量先降低后升高。

土壤氧化铁光谱特征研究

土壤光谱反射特性的研究是土壤遥感的物理基础，土壤氧化铁含量影响土壤反射率。对采集的174个土样350～2500nm谱段的光谱数据进行分析，着重探讨下述3类光谱变量，寻找对土壤氧化铁含量敏感的光谱特征。1）原始光谱反射率及其各种变换形式；2）基于光谱吸收峰特征的变量，因为已知三价铁在870nm附近有吸收峰存在，提取该吸收峰的面积、宽度、深度等变量；3）基于植被指数的变量，构建土壤氧化铁指数。研究结果表明，各类变量中土壤氧化铁指数对土壤氧化铁含量最敏感，建立相应的回归预测模型，模型拟合度R^2为0．534。

嫁接辣椒根际土壤氧化还原酶及水解酶活性与疫病抗性的关系

为探讨嫁接辣椒抗疫病特性与嫁接苗土壤根际部分氧化还原酶及水解酶活性变化关系,采用灌根法鉴定4个辣椒砧木品种对辣椒疫霉菌3号生理小种的抗性,筛选出CM334(免疫)、"神威"(抗)作为砧木,以Early Calwonder(感病)为接穗进行嫁接,以接穗自根嫁接为对照,研究其发病率、病情指数和嫁接苗根际土壤中PPO、POD、CAT、脲酶、蛋白酶、纤维素分解酶、酸性磷酸酶活性变化。结果表明,嫁接植株发病率和病情指数显著低于对照,且砧木抗病性越强,嫁接苗抗病性越强。在接种辣椒疫霉菌前后各时间点,以"神威"、CM334为砧木的嫁接苗根际土壤中PPO、CAT、脲酶、蛋白酶活性皆高于自根嫁接对照,经相关性分析,上述四种酶活性与嫁接苗抗病性呈显著正相关,即嫁接苗抗病性越强,这四种酶在根际土壤中活性越高。

土壤氧化还原酶催化动力学研究进展

土壤氧化还原酶是存在于土壤中的一种重要酶类,参与土壤中为数众多的重要生物化学反应,与土壤中有机物质的转化、腐殖质的形成以及土壤肥力变化密切相关.其催化反应的动力学研究常用来阐明其催化过程的特性、酶的本质属性及其对环境变化的响应等.研究土壤氧化还原酶动力学特征对探讨其来源、性质及影响因素,对进一步调控多种营养元素参与的反应过程有重要意义.文中概述了土壤氧化还原酶动力学研究的理论基础,综述了土壤氧化还原酶催化动力学研究的进展和影响因素,并对今后的研究提出了几点建议.

氮肥对土壤氧化甲烷的影响研究

阐述了N肥用量、品种对土壤氧化甲垸(CH_4)的影响以及高浓度CH_4对这一影响的反作用,土壤可通过固定一定量的外源N确保土壤具有相对稳定的氧化大气CH_4能力,N含量低的土壤适量施用N肥可刺激甲烷氧化菌繁殖和功能的发挥,促进大气CH_4氧化。但当外源N用量超出一定范围时甲烷氧化菌Type Ⅰ对环境变化十分敏感,会产生抑制作用并表现为长期和短期2种效应,铵态氮具有短期更具长期效应,其直接结果是引起土壤中甲炕氧化菌尤其是Type Ⅰ数量的减少和作用的减弱,该抑制作用是单向、不可逆的。由于甲烷氧化菌Type Ⅰ和Ⅱ可被高浓度CH_4激活,不易受N肥的长期影响,有些水田土壤施用N肥甚至促进甲烷氧化菌繁殖,即N的影响是双向且可逆的。

纳米级土壤氧化矿物合成及其对重金属离子吸附的研究

以Fe穴NO3雪3,MnSO·4H2O,AlCl3,Na2SiO3为材料,采用共沉淀法合成纳米级土壤氧化矿物,并研究了其对重金属离子的吸附情况。结果表明,将多种氧化矿物混合通过共沉淀法所合成的土壤氧化矿物要比单一的氧化矿物的吸附效果好。这无疑为防治土壤重金属污染开辟了新的途径。

氮肥对土壤氧化大气甲烷影响的机制

综合评述了氮素对土壤氧化甲烷的抑制机制。包括 :( 1)竞争甲烷单氧化酶的竞争抑制机制 ,( 2 )代谢产物的毒害抑制机制 ,( 3)外源盐引起的微生物生理缺水抑制机制和 ( 4)氮素周转作用引起的抑制机制。提出了氧化菌竞争利用土壤空气有限O2 的竞争抑制机制 ,即氨氧化菌利用更多的土壤有限氧气→产生优势氨氧化菌→形成优势菌群→限制甲烷氧化菌繁殖和功能发挥的氨长期抑制土壤氧化大气甲烷的机制 。

冻融作用对棕壤水溶性盐和土壤氧化物的影响

为了解沈阳棕壤水溶性盐和土壤氧化物在冻融条件下的变化规律,采用冻融模拟试验研究了冻融作用对棕壤水溶性盐和土壤氧化物的影响。结果表明,(1)冻融作用促进了土壤K+、Na+、Ca2+、Mg2+的释放,有机质和黏粒含量是影响其释放的重要因素。(2)冻融作用促使土壤中CO2含量增加,促进了HCO3-的形成。虽然SO42-、Cl-性质稳定,但冻融作用中水分和温度的变化,致使SO42-、Cl-随着冻融次数的增加呈先增加后稳定的趋势。(3)冻融作用促进土壤铁结晶老化形成氧化铁,且氧化铁含量随土壤深度增加逐渐增加;氧化锰主要受冻融条件下土壤pH影响,pH上升氧化锰含量增加。(4)土壤氧化硅和氧化铝受pH影响,pH降低其含量增加,pH增加其含量降低。此外,有机质含量较多的土层不易形成硅铝氧化物,土壤铁锰氧化物的增加不利于土壤硅铝氧化物的形成。

CaO_2等缓性释氧物改善土壤氧化还原条件的作用及对水稻生长的影响

ＣａＯ_２等缓性释氧物改善土壤氧化还原条件的作用及对水稻生长的影响向万胜，周卫军，古汉虎（中科院长沙农业现代化研究所，４１０１２５）ＥＦＦＥＣＴＳＯＦＯＸＹＧＥＮ－ＲＥＬＥＡＳＩＮＧＰＥＲＯＸＩＤＥＳＳＵＣＨＡＳＣａＯ_２ＯＮＳＯＩＬＲＥＤＯＸＳＴＡＴ...

增氧型复混肥提高土壤氧化还原电位促进水稻养分吸收

【目的】稻田长期淹水所导致的土壤通气性差妨碍水稻的生长。探索增氧型复混肥对改善土壤通气状况的作用,为水稻专用肥研发提供理论依据。【方法】在复混肥制造过程中,添加特制的粘结剂和3.6%、4.8%、6.1%的过氧化钙制成具有增氧功能的复混肥OCF1、OCF2、OCF3。以Q681(全两优681)和EK1(鄂科1号)两种常规中稻品种为试材进行盆栽试验。设淹水(WL)、增氧灌溉(MBWI)和分次增施过氧化钙(FCP)为对照,一次性基施OCF1、OCF2、OCF33个处理,在水稻主要生育期,测定土壤氧化还原电位、无机氮含量和pH,测定水稻叶片光合作用、水稻产量及氮磷钾养分含量。【结果】增氧措施OCF2和OCF3处理均能不同程度地提高移栽期、分蘖期、齐穗期和乳熟期土壤的氧化还原电位。与WL、MBWI和FCP处理相比,OCF1、OCF2和OCF3处理的土壤在分蘖期和齐穗期保持较高的氧化还原电位,其中以OCF2和OCF3的作用最明显;整个生育期,对照和各处理的土壤pH没有显著差异,与WL处理相比增氧型复混肥还可提高齐穗期土壤过氧化氢酶的活性。所有增氧处理均能够保持或显著提高耕层土壤铵态氮含量,其中OCF2和OCF3表现最明显。与WL处理相比,各增氧处理均不同程度地提高水稻叶片的光合速率,其中OCF3处理增幅最大,提高了11%以上,高于或显著高于增氧灌溉和分次增施过氧化钙处理(MBWI和FCP)。OCF3处理的有效穗数、千粒重和产量比淹水灌溉WL处理分别提高25%、38%和107%,比MBWI和FCP处理提高29%~58%。【结论】增氧型复混肥能较长时间提高土壤通气性和土壤的氧化还原电位,有利于水稻对土壤养分的吸收利用。与分次追施过氧化钙和增氧灌溉相比,肥料制作过程中添加过氧化钙制备增氧型复混肥提高水稻土通气性的效果更好,操作更加方便,是提高水稻专用肥效益的有效途径。

三江并流区土壤氧化铁及其发生学意义研究

采集云南省西部怒江、澜沧江、金沙江三江并流区8种不同类型土壤,进行土壤氧化铁及其发生学意义研究。结果表明,发育于第三纪古红土和玄武岩母质上的土壤全铁含量较高,铁游离度较低,活性铁和铁活化度也较低。不同类型土壤全铁含量由低到高依次为:高山草甸土<紫色土<黄棕壤<棕色针叶林土<棕壤<红壤<石灰土<暗棕壤。棕壤、石灰土的土壤铁富集明显,处于富铁化阶段;红壤、紫色土、黄棕壤的土壤铝富集超过铁,铁的游离度很高,已进入富铝化阶段;暗棕壤、棕色针叶林土、高山草甸土的土壤风化发育尚停留在脱盐基的硅铝化阶段。

杂交水稻根际供氧对土壤氧化还原电位和产量的影响

以杂交稻组合Ⅱ优7954为材料,研究根际供氧对稻田土壤的氧化还原电位及水稻产量和物质生产的影响。结果表明,与淹水处理相比,根际供氧能提高稻田土壤氧化还原电位,提高各器官的干物重,促进分蘖早发,增加有效穗数、一次枝梗数和每穗实粒数,具有显著的增产效果。

武夷山土壤氧化铁及成因研究

土壤氧化铁的形成很容易土壤成土环境和成土过程的影响,所以土壤氧化铁是对于研究土壤的成土过程具有极其重要的意义。据此,以武夷山土壤为例,通过测定土壤全铁、游离铁等含量,分析武夷山土壤氧化铁的数量特征、聚积和迁移、发生学意义及其差异原因。

稻田土壤氧化态有机碳组分变化及其与甲烷排放的关联性

稻田土壤有机碳是甲烷排放的关键底物之一,不同研究者由于采取的有机碳研究方法不同而得出稻田甲烷排放与土壤有机碳关系的结论不一。为明确影响稻田甲烷排放的土壤有机碳组分,设计了稻田施用不同外源有机碳(稻草还田、鸡粪和猪粪)的田间试验,对稻田甲烷排放和土壤有机碳组分的动态变化及其关联性进行监测和分析。结果表明,猪粪处理的甲烷排放与化肥处理无显著差异,而鸡粪和稻草2个处理的甲烷排放分别比化肥增加1.67倍(P<0.05),2.69倍(P<0.05);甲烷排放量与土壤易氧化有机碳含量显示相同顺序:稻草>鸡粪>猪粪>化肥;通径分析表明,土壤易氧化有机碳组分1(被33 mmol/LKMnO4氧化的有机碳)与甲烷排放直接相关,其他有机碳组分仅通过组分1间接作用于水稻生育后期甲烷排放,且排放量较低。由此推断,易氧化有机碳组分1是甲烷排放的主要底物,通过有效措施降低肥源中易氧化态有机碳组分1是减排甲烷的关键技术之一。

蚯蚓活动对毛竹林土壤二氧化碳排放及活性有机碳的影响

【目的】土壤动物对土壤碳循环至关重要。探究蚯蚓活动对毛竹Phyllostachys edulis林下土壤二氧化碳(CO_(2))排放及活性有机碳变化的影响。【方法】通过3个月的温室盆栽试验,以单独种植毛竹为对照(ck),以分别添加凋落物(MBL)和凋落物及蚯蚓(MBLE)为处理,采用静态箱-气相色谱法分段采集并分析土壤释放的CO_(2),测定土壤有机碳、颗粒态有机碳、可溶性有机碳、矿物结合态有机碳以及微生物生物量碳质量分数。【结果】蚯蚓活动极显著增加了20.3%的毛竹生物量(P<0.01),其对土壤CO_(2)排放的影响随时间变化敏感。试验前期(<51 d),MBLE处理与MBL处理的CO_(2)累积排放量无显著性差异,而试验后期(>51 d),MBLE处理的CO_(2)累积排放量显著高于MBL处理(P<0.05),但试验结束时(第85天),MBLE处理的土壤CO_(2)累积排放量较MBL处理仅增加4.5%。此时,MBL处理土壤CO_(2)排放通量较MBLE处理高25.2%。土壤碳质量分数对蚯蚓活动的响应同样随时间变化敏感。MBLE处理下的土壤有机碳、可溶性有机碳、颗粒态有机碳及矿物结合态有机碳质量分数在前68 d均低于MBL处理,但试验结束时(第85天),MBLE处理的可溶性有机碳质量分数显著提高了15.2%(P<0.05);土壤有机碳、矿物结合态有机碳和颗粒态有机碳质量分数分别提高了8.5%、8.5%和10.6%;但土壤微生物生物量碳质量分数极显著降低了26.3%(P<0.01)。【结论】蚯蚓活动可促进毛竹生长,增加毛竹林土壤碳质量分数,并在试验结束时降低土壤CO_(2)排放通量及累积排放量。

祁连山排露沟流域主要土壤类型盐基氧化物研究

为探究祁连山不同土壤类型盐基氧化物在不同土层中的变化规律及其含量大小,同时分析盐基氧化物与土壤理化性质的关系,以期为祁连山土壤属性的全面研究提供基础数据资料。本研究以祁连山排露沟流域分布的栗钙土、灰褐土和高山草甸土等3种主要土壤类型为研究对象,于2023年8月在该流域3种土壤类型分布带中建立了临时样地,并进行了植被调查和土壤剖面取样及室内分析。研究结果表明,不同土壤类型不同土层中的K_(2)O、Na_(2)O和MgO含量在不同土层中的含量变化不明显,CaO含量表现为20~40cm土层含量明显高于其他土层。栗钙土、灰褐土、高山草甸土中的K_(2)O、CaO、Na_(2)O、MgO含量大小依次为24.00g·kg^(-1)、68.62g·kg^(-1)、13.30g·kg^(-1)、25.21g·kg^(-1),23.42g·kg^(-1)、34.39g·kg^(-1)、14.16g·kg^(-1)、25.50g·kg^(-1)和26.18g·kg^(-1)、15.95g·kg^(-1)、17.87g·kg^(-1)、30.74g·kg^(-1)。土壤CaO与土壤容重和pH呈极显著正相关(P<0.01),与土壤有机碳呈极显著负相关(P<0.01);土壤Na_(2)O与土壤有机碳呈极显著负相关(P<0.01);土壤MgO与土壤pH呈极显著正相关(P<0.01)。

南水北调中线河南段某输水管线土壤腐蚀性分析

在过去的几年中,土壤腐蚀性的评估一直是一个重要的研究领域。对于输水管线等关键基础设施,了解其土壤腐蚀性对于保障安全运行至关重要。本文以南水北调中线河南段某输水管线土壤腐蚀性探测工程实例为研究对象。在研究中,通过对土壤的视电阻率、氧化还原电位、酸碱度(pH值)和极化电流密度等项目的探测,对探测成果进行了综合的分析评价。这些参数可以提供有关土壤腐蚀性的详细信息,有助于评估输水管线的腐蚀风险。