中国土壤元素背景值基本统计量及其特征

国家“七五”重点科技课题“中国土壤环境背景值研究”经全国60多个监测科研单位和高等院校800余名科技人员共同努力已胜利完成,并通过国家级鉴定验收。土壤元素背景值是环境科学(环境基准、环境区划、环境影响评价、土壤污染防治等)、农业(土壤元素肥料丰缺)、健康(地方病因探讨与防治)、表生地球化学研究的基础科学资料。为了将这些资料提供给全社会使用,除已公开出版“中国土壤元素背景值”一书和即将出版“中华人民共和国土壤环境背景值用集”外,本刊将开辟专栏陆续发布该课题研究的一些主要成果。 在中国环境监测总站已建成中国土壤背景值数据库系统和中国土壤和部分河流沉积物样品库,欢迎各界的专家、学者前来作进一步的应用开发研究。

土壤中铬的化学行为研究Ⅴ．土壤对Cr（Ⅲ）吸附和沉淀作用的影响因素

本试验研究了土壤、矿物对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附和沉淀作用，结果表明：在ｐＨ４．０时，三种土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附量是青紫泥＞黄筋泥＞旱地红镶。Ｃｒ（Ⅲ）的吸附量和沉淀量之和随ｐＨ的变化曲线可分为四个区域。在Ｃｒ（Ⅲ）吸附或吸附一沉淀区域的ｐＨ范围内（ｐＨ＜６．０），土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附分量随溶液中ｐＨ升高而减少，沉淀分量则随ｐＨ升高而增加；溶液中富啡酸和柠檬酸的存在可以增加Ｃｒ（Ⅲ）的沉淀量。

经济发展梯度影响下的江苏农用地土壤重金属含量分布格局

根据江苏省农用地22个标准样地的7种重金属元素含量测定结果,应用TWINSPAN分类、CCA排序的多元统计方法,对江苏农用地耕作层土壤重金属元素含量格局和影响因子进行了定量分析。研究结果表明,江苏耕作层土壤重金属元素含量整体特征具有明显的沿经济发展梯度(苏南-苏中-苏北)的递减格局。空间位置、人类活动强度、土壤理化性质是控制梯度分布格局重要的环境因素,通过变量分离,空间变量解释的部分占21.5%,人为活动变量解释部分占17.9%,理化性质变量解释部分占17.5%,三组变量总解释量占56.9%,不能解释部分占43.1%。人类活动与空间位置因素一起可以综合反映江苏经济发展的空间梯度,其占了总解释量的69.2%,经济发展梯度对农用地重金属元素含量有着深刻的影响。

双季稻田甲烷排放与土壤产甲烷菌群落结构和数量关系研究

为揭示南方双季稻田甲烷排放与土壤产甲烷菌群落结构和数量的关系,监测了双季稻田甲烷排放规律,并采用PCR-DGGE和荧光原位杂交法(FISH)分别分析了水稻不同生育期土壤产甲烷菌群落结构和数量的变化特征。结果表明:早晚稻生育期内的甲烷排放总量分别为9.28g·m-2和7.78g·m-2。早晚稻生育期内产甲烷菌的群落结构和种群数量均存在一定的季节变化,以水稻生长旺盛期群落结构复杂、数量多,其中水稻移栽20d左右土壤产甲烷菌数量最多,早、晚稻分别为1.14×107个·g-1干土和6.72×106个·g-1干土,均显著高于当季其他生育期。早稻生育期内产甲烷菌的群落结构多样性比晚稻复杂,数量比晚稻多,这与双季稻田的甲烷排放规律一致。稻田甲烷排放量与稻田土壤产甲烷菌的数量存在显著的正相关关系,而与群落结构没有显著相关性。因此,控制稻田产甲烷菌数量可以有效减少甲烷的排放量。

土壤重金属的形态分布特征及其影响因素

土壤重金属元素在介质中的存在形态是衡量其环境效应的关键参数。选择长江三角洲地区的江苏省昆山市为研究区,采集了126个土壤表层样品,通过欧共体标准司提出的BCR3步提取法对土壤中Cd、Cr、Cu、Co、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素的形态分布特征进行了分析,并采用逐步回归法探讨了影响重金属化学形态的影响因素。研究结果表明,Cd主要以可还原态存在,Pb主要以有机结合态存在,而Cr、Cu、Ni、Zn和Co5种元素主要以残渣态存在,不同重金属元素的次生相态所占总量百分比由大到小的顺序为Cd、Pb、Co、Cu、Zn、Ni、Cr。重金属总量是影响重金属形态含量的最主要因素,其次为有机质和pH值,FeOx含量是影响残渣态含量的主要因素,粘粒含量是影响Zn各形态的主要因素,MnOx含量是影响Pb各形态的主要因素。

过硫酸盐消化法测定土壤全氮全磷

本文介绍了用过硫酸盐消化试样同时测定土壤、沉积物中全氮和全磷的方法。测定结果经与克氏定氮法及酸溶测磷法比较,证明此法准确、方便。

pH和有机配体对Cu-Pb复合污染土壤中Cu的解吸行为的影响

以黄棕壤为供试土壤,研究了pH对Cu-Pb复合污染土壤中Cu的解吸行为的影响。实验结果表明,无论以EDTA还是以C IT为萃取剂,pH值都会对Cu的解吸情况产生重要影响。当解吸液pH值为4.0时,Cu的解吸量最小;Cu的解吸率在各个pH下的大小顺序大致为:pH 5.6的>pH 3.0的>pH 4.0的。

地理信息系统在土壤属性制图中的应用

土壤属性空间分布图是土壤空间变异性最直观的表达形式.传统的土壤属性分布图的制作在很大程度上依赖于制图者的知识背景和主观判断,难以定量地反映土壤属性的空间变异性.随着空间统计理论和分析技术的发展,定量化的土壤属性制图方法已成为可能.本文在简要介绍地理信息系统(GIS)制作土壤属性分布图数学原理的基础上,以ARC/INF07.1为例,讨论了GIS在定量化土壤属性分布图生成中的应用问题.

汞铬砷元素污染土壤的酶监测研究

对西安污灌区和杨凌清灌区土样 7种酶活性进行了测定 ,结果显示 :污灌土样中重金属含量较高 ;土壤理化性质的差异反映出土壤对酶保护能力和对重金属缓冲容量的大小 ,因而不同土壤酶对重金属的敏感性随土样理化性质有明显差别 ;酶活性由于是土样理化性质和重金属共同作用的结果 ,因而较好地表现了土壤的污染状况 ;主成分分析表明 ,总体酶活性值可表征土样的污染状况 ,采用酶活性构筑的土壤信息系统Ⅰ能简便、快速、准确地反映土壤的污染状况 .

基于多样性理论的山东省土壤空间可变性研究

基于多样性理论对山东省不同母岩发育的土壤类别空间可变性及其分布格局进行了研究,数据源是山东省1:100万SOTER数据库.研究包括土壤多样性分析(丰富度指数、多样性指数和均匀度指数的计算和分析).根据统计运算结果建立土壤类型多度分布模型,发现不同母岩上发育的土壤都符合对数正态分布,即系统中符合中间多度的对象最为普遍,并应用于分布格局的解释中.最后在GIS环境中实现不同母岩上发育的土壤类别空间可变性的数字化表达.

上海市主要道路绿地土壤中多环芳烃的分布特征

以上海市延安高架、中环和外环3条主要道路的交通繁忙地带绿地土壤为研究对象,调查研究了其多环芳烃(PAHs)的分布状况。结果表明,3条道路绿地土壤中∑16PAHs的含量在538～2.19×104μg/kg之间,与国外Maliszewska-Kordybach建立的标准相比,3条道路绿地土壤均受到PAHs的污染,尤其是4～6环PAHs,其含量占∑16PAHs的90%,分析认为有机质是影响其分布的重要因素之一。3条道路污染程度有所不同,大小顺序为:外环>延安高架>中环,这主要与道路建成年限和允许的通车车辆类型有关,通车年限越长,大型卡车越多,土壤所受PAHs污染的程度越严重。

外源镧在红壤中的有效性及其对土壤酸度的影响

通过培养试验及盆栽试验研究了外源镧在红壤中的有效性及其对土壤酸度的影响。结果表明 ,土壤有效态镧随外源镧的增加而增加 ,两者呈显著的正相关 ;外源镧在土壤中具有较高的有效性 ,随着时间的延长有效性逐渐降低 ;土壤 p H随外源镧的增加不断降低 ,p H和外源镧及有效态镧均呈显著的负相关 ;

表面活性剂对老化土壤中PAHs的生物有效性的影响

采用聚2,6-二苯基对苯醚（poly（2,6-diphenyl-p-phenylene oxide）,Tenax-TA）提取和蚯蚓（Eisenia Fetida）富集实验研究曲拉通-100（聚乙二醇辛基苯基醚,Triton X-100）、吐温-80（聚氧乙烯脱水山梨醇油酸酯,Tween-80）和羟丙基-β环糊精（HPCD）表面活性剂对老化农田土壤中多环芳烃（PAHs）可提取组分以及生物有效性的影响。结果显示,表面活性剂可以显著增加PAHs的可提取性和在蚯蚓体内的蓄积浓度;和对照相比,增加可提取性42.3%-269%,蚯蚓体内的蓄积量增加10%-340%。研究表明在使用表面活性剂进行土壤修复时老化PAHs类污染物可能重新释放到环境中并带来环境风险。

土壤粒级中重金属元素的形态分析与环境风险评价

研究评价不同粒级组分中重金属的活性和潜在环境风险,对3个地区土壤颗粒的分析表明,重金属在土壤中分布并不均匀,随着颗粒粒径的减小,重金属Cu、Cd元素及有机质的浓度有不断增高的趋势。线性分析显示,Cu、Cd元素浓度与有机质的浓度显著相关。形态分析表明,Cd主要以环境高活性的形态存在,其次以低活性的形态存在,环境惰性的形态仅占极小部分;Cu主要以低环境活性和环境惰性的形态存在,高环境活性的形态只占小量,Cu在土壤中的存在形态可能与土壤性质有关。

污泥土地施用研究I.施用污泥土壤中重金属的化学浸提性研究

本文研究了施用污泥的太湖水稻土和江西第四纪红壤性水稻土中重金属的化学提取性。结果表明 ,随着污泥施用量的增加 ,土壤中Cu、Zn、Cd的醋酸、醋酸铵、EDTA3种提取形态的浓度都明显增加 ,有很好的相关性 ,各提取态浓度在各施用量之间存在显著差异。污泥施用没有增加Pb含量 。

大气CO_2浓度升高对稻麦根系周围土壤C、P、K的影响

利用FACE(free air carbon dioxide enrichment)技术平台,在两种氮肥施用(低氮,LN和常规氮,NN)水平下,研究CO2浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤可溶性碳、有机磷、速效磷和速效钾的影响。结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,土壤速效磷和速效钾不但没有降低反而增加,增加幅度小麦季大于水稻季,根际大于非根际;水稻季土壤可溶性碳含量增加,且NN水平下水稻和小麦季进入土壤的可溶性碳增加,导致土壤有机磷降低幅度低于LN水平,且水稻季根际土壤大于非根际土壤,有机磷的降低是保证有效磷升高的一个重要因素,增加氮肥施用将有利于土壤有机磷的增加,对维持土壤磷的供给有积极作用,有利于作物对高CO浓度的持续响应。

大气O_3浓度升高对稻季耕层土壤溶液CaMg浓度的影响

利用中国稻/麦轮作系统O3-FACE（Ozone-Free Air Concentration Enrichment）试验平台,研究了大气O3浓度升高（比周围大气高50%）对稻季不同生育期耕层土壤溶液中Ca、Mg浓度的影响。结果表明,大气O3浓度升高对稻田0~15 cm耕层土壤溶液Ca浓度无明显影响,但Mg浓度呈现降低趋势;降低了15 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度,其中对Mg浓度的降低幅度为20.97%,且达显著水平;大气O3浓度升高可改变耕层土壤溶液中Ca、Mg离子在不同深度的分布,降低15 cm处土壤溶液Ca、Mg浓度与5 cm处比值,降低幅度分别为13.50%、34.29%。文章指出大气O3浓度升高会对稻田生态系统土壤Ca、Mg元素地球化学循环产生重要影响,并可能因此影响稻米产量和品质。

施肥对黑莓生长与品质及土壤肥力的影响

黑莓是90年代从美国新引进的小果类品种,其果可鲜食,也可制成系列食品或食用色素,含有多种维生素,适宜于丘陵山区种植。本文试图通过不同肥料处理了解肥料对黑莓生长与品质及不同肥料处理对黑莓地土壤养分的影响。

水分和容重对土壤Cl^—扩散的影响

用￣（３６）Ｃｌ标记扩散池法测定了不同含水量及不同容重下４种质地土壤Ｃｌ￣－的扩散系数。结果表明，Ｃｌ￣－扩散系数随土壤水分增加和容重增大而近乎线性增大，在有效水范围内，４种土壤增大的幅度为：黄绵土＞黑垆土＞土＞黄褐土；在容重１．１～１．６ｇ／ｃｍ￣３范围内，以１．３～１．４ｇ／ｃｍ￣３为界，质地较轻的黄绵土和黑垆土，在此之前Ｃｌ￣－扩散系数随容重增加较慢，在此之后增加较快；而质地粘重的土和黄褐土则相反。对Ｃｌ扩散而言，水分与容重、容重与温度之间没有交互作用。

土壤和污泥中微量元素形态的分级研究法

本文根据国内外的研究结果,整理出一种适用于研究土壤、污泥中微量元素存在形态的分级方法。旨在预示土壤中或投入土壤中微量元素对植物的有效性不足或过多,以保护植物健康生长。