淹水条件下生物炭对污染土壤重金属有效性及养分含量的影响

以生物炭为改良剂,采用淹水培养方法研究不同添加量生物炭(BC)处理(1%,3%和5%)对污染土壤Zn、Cd、Pb、Cu有效性及养分含量的影响,并用毒性淋出试验(TCLP)法对其生态风险进行评价。结果表明:与对照相比,添加生物炭土壤中交换态Zn、Cd、Pb、Cu分别降低0.15%～24.11%,1.22%～16.09%,0.47%～21.51%,3.05%～77.30%,且表现为随生物炭施用量的增加其降低程度增大。TCLP态Zn、Cd、Pb、Cu含量分别降低0.74%～21.47%,6.67%～47.62%,2.02%～16.74%,0.29%～21.20%,且表现为随生物炭施用量的增加其降低程度增大。与对照相比,添加生物炭后土壤pH上升(-0.01)～0.35个单位,有机质、铵态氮和硝态氮分别增加0.09%～20.02%,1.59%～38.28%和2.74%～90.14%。土壤pH值与土壤交换态Cu含量呈显著负相关,有机质含量与交换态Zn含量呈显著负相关。淹水条件下污染土壤中施用生物炭可降低重金属Zn、Cd、Pb和Cu的有效性和生态风险,提高土壤养分含量,起到改良土壤作用。

土壤氧气可获得性对双季稻田温室气体排放通量的影响

为探讨土壤氧气可获得性(SOA)对双季稻田温室气体排放的影响,利用静态箱气相色谱法对多种管理措施影响下稻田温室气体排放通量和土壤氧化还原电位(Eh)、pH值及田间淹水深度(H)等3种SOA因子进行了观测。结果表明,甲烷(CH4)排放最集中的Eh值、pH值和H范围分别为-100—0mV、5<pH<6和1—5cm,3个范围内分别观测到48.8%、61.1%和77.0%的CH4排放,其中H对CH4排放影响最明显,单独由其就可解释37.8%的CH4排放通量(P<0.0001)。对于氧化亚氮(N2O),观测到较多的负通量,其纯排放最密集的3种SOA因子的范围分别是:0—100mV、5<pH<6和1—5cm,而200—300mV是其排放的临界Eh范围,高于此范围N2O排放极少。厌氧的反硝化过程是双季稻田N2O产生的主导过程。可为水稻田温室气体排放机理研究提供基础数据。

2-氯-6(三氯甲基)吡啶对菜地土壤氮素转化和径流流失及菜心品质的影响

采用室外盆栽种植菜心（Brassicaparachinensis），研究硝化抑制剂2-氯-6（三氯甲基）吡啶（Nitra—pyrin）对红壤菜地土壤氮素转化、径流流失、菜心生长及品质的影响。结果表明，与UR（普通尿素）处理相比，CP（含Nitrapyrin“碧晶”尿素）处理地表径流铵态氮、硝态氮和无机氮流失量分别降低13．1％，12．9％和11．7％；CP处理菜心干重显著增加410．6％，硝酸盐含量显著降低46．4％，可溶性糖含量显著增加88．8%；CP处理土壤铵态氮含量增加1．7％～1172．4％，硝态氮和亚硝态氮含量分别降低12．7％～52．1％和O～6．5％。硝化抑制剂Nitrapyrin能减少地表径流中氮素流失，同时提高菜心产量，改善菜心品质。

粤东小流域源头村域土壤磷状况及流失风险

[目的]调查小流域中村域土壤磷素状况及流失风险,为土壤磷素管理和生产实践提供指导。[方法]对粤东兴宁县石马河小流域源头石马镇马石村土壤的磷素含量、等温吸附特征及流失潜能(风险)进行分析。[结果]土壤全磷、速效磷、水溶性磷、生物有效磷、土壤磷溶液中磷和Mehlich 3-P含量的变化范围分别为180～1 130、8.82～42.09、1.44～3.68、44.93～667.78、0.27～0.49和6.88～106.91 mg/kg。土壤可用Langmuir等温方程很好地拟合(R2=0.651*～0.995**)。土壤磷吸持饱和度平均为18.06%,为容易流失阀值(25%)的72.24%,其中4个土样的DPS已超过容易流失的阀值。[结论]石马河小流域源头村域土壤磷素具有较高的流失风险。

赤泥对重金属污染红壤修复效果及其评价

以赤泥作为原位固定剂,采用盆栽试验从土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量,菜心(Brassicaparachinensis)生长及吸收积累Cd、Pb、Cu、Zn含量3个方面探讨不同赤泥用量对重金属污染红壤的固定修复效果,并用毒性淋出试验TCLP法对其生态风险进行评价。结果表明:菜心在未加赤泥的重金属污染土壤中生长受到严重抑制,在加入赤泥的土壤下生长良好,生物产量显著提高,茎叶干重与赤泥量呈二次相关,5.0mg/kg赤泥处理下菜心产量最大。土壤pH值随赤泥用量的增加而升高,二者呈显著正相关。土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量均与赤泥用量呈显著负相关关系;与未加赤泥相比,土壤Cd、Pb、Cu、Zn有效态含量降低范围分别为0.9%～34.2%,29.8%～96.8%,59.9%～96.4%,41.1%～92.7%。加入赤泥显著降低菜心茎叶重金属含量,其重金属含量随赤泥用量的增加而降低;与未加赤泥处理相比,茎叶Cd、Pb、Cu、Zn含量降低分别为68.6%～88.6%,87.3%～96.1%,76.6%～80.3%,79.1%～93.3%。2.5mg/kg赤泥处理下土壤生态风险最小。

淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响

采用淹水培养方法研究了不同氮水平(100、200和400 mg/kg,分别记为1、2、3)下普通尿素(PU)、硫包膜尿素(SCU)、树脂包膜尿素(PCU)和硫加树脂双层包膜尿素(SPCU)对污染红壤中Cd、Pb、Cu、Zn有效性的影响。结果表明,不同包膜尿素对土壤pH值和水溶性SO24-含量有较大影响。各施氮处理红壤pH值随着施氮量的增加(除5 d时PU和60 d时SCU)而增加,不同包膜尿素对土壤中水溶性SO24-含量有较大影响,在同一施氮水平下不同包膜尿素处理间土壤pH值和土壤中水溶性SO24-含量差异较大。60 d培养期间PU、SCU、PCU和SPCU处理pH值比对照分别升高0.17—0.38、0.08—0.27、0.07—0.36和0.10—0.21;水溶性SO24-含量PU、SCU和PCU处理比对照分别升高39.5%—157.3%、40.9%—94.5%和7.55%—55.8%,而SPCU处理降低5.67%—90.7%。不同尿素类型和氮肥的施用量对红壤Cd、Pb、Cu和Zn有效性的影响均存在显著差异。60 d培养期间红壤有效态Cd含量以树脂包膜尿素100 mg N/kg下最低,其有效态Cd含量比对照显著降低20.7%—69.8%;有效态Pb、Cu和Zn含量以普通尿素400 mg N/kg下最低,其有效态Pb、Cu和Zn含量比对照分别显著降低17.0%—54.2%、18.5%—34.6%和15.6%—59.5%。随施氮量提高,PU处理有效态Cd含量先升高后降低,有效态Pb、Cu和Zn含量逐渐降低;SCU处理有效态Pb含量逐渐降低,有效态Cd、Cu和Zn含量变化规律不一致;PCU处理有效态Cd含量逐渐升高,有效态Pb、Cu和Zn含量变化规律不一致;SPCU处理有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量逐渐降低。有效态Pb和Zn含量与pH值和水溶性SO24-含量呈显著负相关,有效态Cd与水溶性SO24-含量呈显著正相关。在多重金属污染红壤中,可考虑不同控释氮肥的配合使用,降低土壤中重金属的有效性。

黑藻和苦草对氨氮、硝态氮和磷吸收动力学研究

为在不同营养状况的富营养化水体修复中选择相应的养分吸收效率的水生植物,比较黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans)对氨氮、硝态氮和磷的吸收动力学特征。结果表明,黑藻和苦草对氨氮、硝态氮和磷的最大吸收速率Vmax分别为4.38、5.31;3.15、2.23;1.63、3.57μmol/(L.h.g)。米氏常数Km分别为84.7、376.7;45.8、6.0;54.4、516.2μmol/L。苦草对氨氮和磷的吸收具有较高的Vmax和Km值,而黑藻对氨氮和磷的吸收具有较低的Vmax和Km值。

叶面喷施铁肥对菜心重金属累积的影响

盆栽试验的方法研究了叶面喷施硫酸亚铁（FeSO4）、柠檬酸铁（FeC6H5O7）和EDTA二钠亚铁（EDTA·Na2Fe）3种铁肥对芸薹属叶菜类蔬菜菜心（Brassica parachinensis）Cd、Pb、Cu和Zn累积的影响。结果表明,与未喷施铁肥的清水（CK）处理相比,喷施铁肥使菜心Cd、Pb和Cu浓度分别降低4.30%-35.5%、6.17%-50.3%和8.34%-33.4%,Zn浓度变化为-27.1%-19.6%,Fe浓度提高42.6%-90.2%。柠檬酸铁和硫酸亚铁处理菜心产量比CK处理分别提高6.95%和18.2%,而EDTA二钠亚铁处理降低16.0%。叶面喷施铁肥可降低菜心Cd、Pb和Cu积累,并可提高Fe含量,其中以EDTA二钠亚铁处理效果最佳。

不同沉水植物对水体氮磷的净化效果

通过6种沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、苦草(Vallisneria natans)、大苦草(Vallisneria gigantea Graebner)、黑藻(Hydrilla verticillata)、矮慈姑(Sagittaria pygmaea)、皇冠草(Echinodorus amazonicus)在模拟污水中的培养试验,研究其对模拟污水中氮、磷的净化效果,从中筛选出适用于治理城市污水的沉水植物。试验结果表明,随着培养时间的延长6种沉水植物对水体氮的净化率降低,除金鱼藻外,其他5种沉水植物对水体磷的净化率增加。苦草的氮净化效果最好(12.16%);黑藻和苦草对磷的净化率高,分别为96.69%和92.98%。随着处理时间的增加,氨氮比例降低、硝态氮比例增高。苦草对氮磷均有较好的净化效果,是较好的沉水植物。

曝气扰动下底泥氮的释放动力学及硝化反硝化过程研究(英文)

[目的]研究曝气扰动下底泥氮的释放动力学及硝化反硝化过程,以期解决底泥氮释放及二次污染问题。[方法]研究了底泥原位曝气对氮污染物释放的影响,并对其释放动力学参数进行解析,同时模拟了间歇曝气下泥水界面硝化反硝化脱氮过程。[结果]底泥曝气加速了氮污染物的释放,30min后底泥NH4+-N与达到释放平衡;最大释放量与底泥扰动强度成正比,在曝气头距离泥面距离为0、1、2和3cm时(扰泥量为3.52、3.41、3.26和3.01g/L),NH4+-N与最大释放量分别为14.3、13.8、13.2、12.2mg/L和33.2、30.9、29.8、27.3mg/L;且两者的释放动力学均符合双常数方程。持续曝气可促进泥水界面硝化反应发生,8d后NH4+-N浓度由12.4mg/L下降至0.2mg/L,硝态氮浓度达到最大值;停止曝气12d后,硝态氮与总氮浓度分别由10.8和37.4mg/L下降至0.36和23.2mg/L,说明有反硝化脱氮现象发生。可见,底泥曝气可促进氮污染物的释放及硝化过程,而通过间歇曝气,可实现底泥原位硝化反硝化脱氮。[结论]该研究结果可为城市黑臭河道底泥原位修复提供技术借鉴。