不同土地利用方式土壤碳、氮、磷、硫含量及其生态化学计量特征

为研究不同土地利用方式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)含量及其生态化学计量学特征的影响,采集辽河三角洲碱蓬湿地、芦苇湿地、香蒲湿地、油田区芦苇湿地、水稻田、玉米地、榆树林地7种不同类型土壤,测定C、N、P、S含量及其相关理化性质。结果表明,不同土地利用方式对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量均具有显著影响(P<0.05),但对TS含量多数未产生显著影响(只有碱蓬湿地和榆树林地存在显著差异)。4种湿地类型(芦苇湿地、香蒲湿地、碱蓬湿地和水稻田)土壤SOC含量显著高于玉米地和榆树林地。芦苇湿地、香蒲湿地、水稻田、玉米地的TN含量较高,显著高于其他土壤类型,土壤TN含量与pH值呈显著负相关关系,而与Eh呈显著正相关关系。水稻田TP含量最高,芦苇湿地次之,榆树林地最低。不同土地利用方式对土壤DOC、硝态氮、铵态氮和硫酸盐含量也具有显著影响。芦苇湿地、香蒲湿地、水稻田的DOC含量显著高于其他土地利用类型;玉米地硝态氮含量显著高于其他区域,而水稻田铵态氮含量显著高于其他区域(P<0.05),这主要与土壤硝化作用与反硝化作用有关;受潮汐作用影响碱蓬湿地硫酸盐含量最高,其他区域无显著差异(P<0.05)。碱蓬湿地、油田区芦苇湿地和水稻田土壤的C∶N>20,其他区域均<20,表明前3种土壤硝化作用受有机碳可利用性控制,其他区域则受铵态氮可利用性控制;除油田区芦苇湿地以外其他区域土壤的C∶P均小于200,表明土壤磷活性较高,有利于植物生长;研究区N∶P均值为3.5,远低于全国N∶P平均值(8.0),因此N是研究区土壤的限制性营养元素;油田区芦苇湿地C∶S大于400,说明该区矿物态硫发生净固定,水稻田土壤C∶S介于200~400之间,表明土壤S既不用来合成有机硫也不从有机硫中释放,而其他区域土壤C∶S均小于200,表明这些区域目前基本处于土壤有机硫矿化过程中的净释放阶段,S不是土壤养分限制因素。总体来看,土地利用方式的改变会使土壤C、N、P、S含量及其生态化学计量特征发生变化,而这些改变是否有利于生态环境的稳定发展,还有待进一步深入研究。

火花源原子发射光谱法测定钢中超低碳、氮、磷和硫

研究了火花源原子发射光谱法测定钢中超低碳,氮,磷和硫。对样品的处理方法、氩气的纯度和流量等影响因素进行了探讨。通过共存元素的干扰校正,改善了校准曲线拟合线性关系和试样点的离散度。测定了C,N,P和S的检出限分别为2.986,2.403,0.368,0.552μg/g,背景等效浓度分别为274.51,168.88,13.19,18.80μg/g。对于小于30μg/g的C,N,P和S,测定的相对标准偏差分别为7.79%,18.95%,2.32%和2.70%。类型校正的使用,消除了系统误差,类型校正后的结果与化学法相吻合。

氮硫磷氯共掺杂荧光碳点探针用于食品中胭脂红的快速检测

胭脂红(CRM)作为我国食品工业中使用最广泛的一种偶氮类色素,其致癌和致突变作用已引起人们的高度关注,建立快速、灵敏、准确的胭脂红检测方法对保障人类健康具有重要意义。该工作建立了一种基于氮硫磷氯共掺杂碳点(N,S,P,Cl-CDs)的荧光检测法用于食品中胭脂红的快速测定。以葡萄糖为碳源,乙二胺,磷酸,盐酸和硫酸作为杂原子供体,通过酸碱中和自放热法制备了蓝色荧光N,S,P,Cl-CDs。N,S,P,Cl-CDs的荧光通过静态相互作用和内滤效应(IFE)能够被CRM有效猝灭。N,S,P,Cl-CDs对胭脂红的检测展现出高选择性和高灵敏度。CRM浓度在0.01~14.0μmol/L范围内与荧光猝灭效率F0/F呈现良好的线性关系,检测限低至9.38 nmol/L。该检测方法最终被用于食品基质中的胭脂红检测,回收率在97.8%~101.5%之间,相对标准偏差(RSDs)低于3.29%,展现出高准确性的优势。研究结果表明,该工作所建立的荧光检测方法可实际应用于食品中胭脂红的快速检测。

硫氧化细菌在废水处理中的应用

归纳硫氧化细菌的种类以及它们各自的生存环境,详述硫氧化细菌营养代谢中对能源碳源的利用情况以及所需要的电子受体和电子供体,简述硫氧化细菌单质硫的生成情况,阐述硫氧化细菌去除废水中硫、碳、氮、磷的机理。通过归纳硫氧化细菌在废水处理中的应用,分析硫氧化细菌去除废水中硫、碳、氮、磷的效果以及不同因素对硫氧化细菌去除效果的影响,最后针对硫氧化细菌处理废水的情况,提出未来研究中需要关注的问题,为其能更好地应用于实践提供参考。

稻田土壤关键元素的生物地球化学耦合过程及其微生物调控机制

水稻土是在长期植稻下人为培育的特殊耕作土壤,是我国土壤学的特色,其研究也反映我国土壤学的国际地位。水稻土是研究土壤生物地球化学过程的理想模型。稻田土壤关键元素(碳氮磷硫铁等)的生物地球化学循环过程、耦合机理及其驱动机制研究是土壤生物学研究的核心之一。因此,以国际土壤年为契机,结合中国科学院院士工作局资助的"土壤生物学发展战略研究"项目的部分成果,以稻田关键元素(碳氮磷硫铁等)生物地球化学循环过程及其耦合的微生物驱动机制为核心,重点讨论了稻田土壤基本生物化学特征、稻田土壤碳-氮、碳-氮-磷、碳-氮-铁等多元素耦合过程及其与微生物之间的反馈机制,并由此提出了稻田土壤关键元素生物地球化学循环微生物驱动机制研究的未来重点发展方向为:1)土壤关键元素生物地球化学过程的异质性及其微生物过程的互作机制研究;2)微生物参与机制对土壤关键元素循环过程的响应、反馈机制与调控机制研究;3)土壤关键生物地球化学过程的计量学研究。

九龙江口滨海湿地生源要素空间分布特征

为了揭示亚热带典型滨海湿地生源要素的空间分布特征及影响因素,选取九龙江口滨海湿地为研究对象,于2009年夏采集表层沉积物及柱状样,利用元素分析仪和流动注射分析仪对主要生源要素碳、氮、磷、硫(C、N、P、S)进行分析.结果表明,九龙江口滨海湿地生源要素含量较高,总碳、总氮、总磷、总硫(TC、TN、TP、TS)的均值分别为(12.64±2.66)、(1.57±0.29)、(0.48±0.06)、(2.61±1.37)g·kg-1,空间分布差异性显著.红树林植被区表层沉积物的TC、TN、TP含量高于米草植被及光滩,高潮位TC、TN、TP含量>中潮位>低潮位,TS在米草植被及中潮位含量较高.柱状样的TC、TN具有相似的垂直变化趋势,均表现为由表层向下逐渐降低,且不同植被间的柱状样TC、TN含量在同一深度上都表现为:红树区>米草区>光滩区;柱状样TP平均值是光滩最低,TS平均值是光滩最高.冗余分析表明,植被类型、pH及潮位是影响表层沉积物生源要素(C、N、P、S)分布最显著的环境因子,解释量分别为24.0%、19.0%和11.6%.