包气带土壤组成对三氯乙烯的吸附影响研究

有机质和矿物质是包气带土壤中的主要吸附介质,其吸附特性直接影响有机污染物在环境中的迁移、转化等过程。分别采用分析纯石英砂和典型粘土矿物高岭石模拟土壤的原生矿物和粘土矿物,利用批实验的方法研究土壤中各组成部分对三氯乙烯(TCE)的吸附行为。土壤有机质的吸附行为通过全土样和矿物质的对比得出。结果表明,粘土矿物是吸附氯代烃的主要矿物质,原生矿物对氯代烃的吸附量很小;土壤有机质含量和土壤吸附量之间有很好的正相关性;土壤有机碳含量与土壤粘土矿物含量的比值是影响吸附行为的另一重要因素,比值越小,Koc值越大,土壤对TCE的亲和力就越强。由于自然界中的土壤有机质大都与矿物质形成有机质-粘土矿物结合体,据此推测有机质-矿物质结合体会影响有机质的组成和形态,从而对其吸附行为有重要作用。     

土壤矿物学特征在华南赤红壤有机质稳定中的调控作用研究

以广州市从化的赤红壤剖面为研究对象,系统测定了土壤的pH值和机械组成,土壤剖面中有机质含量、氧化铁矿物和粘土矿物的含量及分布特征,并进行了相关性分析。研究结果表明,赤红壤剖面的总有机质、稳定有机质含量、矿物稳定有机质含量和生化稳定有机质含量的变化趋势在整体上是一致的,均随深度的增加而降低。其中,矿物稳定有机质主要存在于土壤剖面的中间层,氧化铁矿物则大都集中在土壤剖面的中上层;赤红壤剖面各层位中高岭石含量都占绝对优势,为58.7%~84%,蒙脱石的含量次之,为8.5%~16.8%,除此之外,还含有较多的三水铝石。蒙脱石的含量随深度增加而降低,高岭石和三水铝石的含量随深度增加而升高。土壤有机质与氧化铁矿物的相关性较之与粘土矿物、三水铝石要大得多,有机质含量与无定形铁含量的相关系数均高于0.90,与蒙脱石、高岭石、三水铝石的相关系数分别为0.697 1、-0.681 2、-0.049 8,可见无定形铁在土壤有机质稳定中起着重要作用,提醒应更加关注土壤中有机质碳库稳定锁定中的矿物学机制及其影响因素。     

水溶性有机质对土壤中污染物环境行为影响的研究进展

水溶性有机质(DOM)作为有机配位体,含有羧基、羟基、羰基和甲氧基等活性功能团,可以通过与土壤中的污染物发生离子交换、吸附、络合、螯合、凝絮、氧化还原等一系列反应,进而影响它们在土壤中的形态、迁移转化和最终归宿。本文概述了DOM在土壤中的吸附,系统总结了近年来国内外关于水溶性有机质对土壤中污染物影响的研究进展,阐述了水溶性有机质能提高重金属的溶解度及其对重金属、农药、PAHs吸附解吸、迁移等环境行为所起的作用,最后指出今后应该进一步研究的问题。     

针铁矿非均相Fenton法降解抗生素的特征及其动力学研究

四环素类抗生素在土壤中的吸附-解吸行为已成为国际上的研究热点,但目前研究主要集中在此类单一抗生素在土壤上的吸附和解吸行为(Rong和Li,2010),以及阳离子类型、pH值、有机质等因素对其吸附、解吸的影响上(Stephen     

土壤和沉积物中NOM稳定性矿物学机制研究的理论与方法

土壤和沉积物中天然有机质(NOM)稳定性问题受到关注,主要是因为NOM的稳定性直接影响到大气中CO2的平衡与全球气候变化。此外,天然有机质还影响着土壤和沉积物中矿物的表面反应性、污染物的环境行为与生物有效性。因此,本综述在详细介绍土壤和沉积物中NOM稳定性矿物学机制研究的理论与方法的同时,也简略介绍了NOM的组成结构与反应性,并着重强调NOM/矿物微界面过程作用机制的重要性。许多研究表明,土壤和沉积物中NOM稳定性的矿物学机制主要包括矿物表面吸附和物理包裹。本综述目的是,介绍矿物保护的稳定NOM的分离、特性及其分析测定方法与技术,并且强调NOM稳定性矿物学保护机制系统性研究的重要性,以搞清矿物学保护机制在土壤和沉积物中NOM稳定保持中的贡献与重要性以及矿物学保护机制对天然有机质稳定性的调控作用,从而提高对土壤和沉积物环境生态的地球化学、矿物学的认识水平。     

植物-土壤有机质转化过程中的碳同位素组成变化

土壤有机质的碳同位素信息反映了上部的植被和气候状况，但植物体在被微生物分解、利用、转变为土壤有机质的过程中会产生碳同位素的分馏。本研究探了高山草甸和典型草原两种不同气候、生态环境条件下，植物转变为土壤有机质过程中的碳同位素组成变化。结果显示：在太白山高海拔地区的4个采样点，表土的δ13Corg值均随深度的增加而逐渐偏正，到距离地表10-15cm左右时，土壤的δ13Corg值基本稳定。经过长期分解稳定以后的土壤有机质的δ13C值要比其源植被约偏正1.65‰-2.27‰左右，平均约偏正1.9‰左右。在内蒙草原样地的4个采样点，亦表现出与太白山相似的变化：土壤样品的δ13Corg值从地表开始，随着深度的增加而逐渐偏正，到约距离地表10cm左右深度后，δ13Corg值逐渐达到稳定，在距地表10-16cm间基本稳定不变。在该深度土壤的δ13Corg值比它上面生长的植物的δ13C值要分别偏正1.3‰、1.4‰、1.4‰、1.2‰，4块样地平均偏正约1.3‰左右。本研究表明，在运用土壤有机碳同位素反淀古植被和古气候变化时，应考虑到不同气候、生态环境中植物转化为有机质过程中的碳同位素分馏影响。     

不同土壤有机质组分对憎水有机物的吸附机理研究

采用完全混合一步平衡反应实验方法，选择菲、萘、三氯苯和二甲苯作为憎水有机物(HOCs)的探针，研究了它们在土壤及其中的胡敏酸、胡敏素等有机质组分中的等温平衡吸附行为，探讨了非线性吸附的机制。结果表明，HOCs在水与土壤体系中表现为非线性吸附，其非线性的吸附行为主要受到土壤有机质(SOMs)的控制。SOMs具有高度不均匀的性质，HOCs表现出非线性吸附行为是其在不同的SOMs相扩散转移以及在相对聚结的胡敏素和“黑炭”的表面吸附的结果。     

现代土壤磁化率空间分布特征及成壤影响因素分析——以桑干河阳原段为例

为了揭示影响成壤作用发生的主要因素,对河北省阳原县桑干河流域表层土壤开展常规土壤指标和环境磁学参数的地统计学分析,结果表明,土壤的频率磁化率(χ_(fd20))、Eh值、有机质、黏土—粉砂含量等参数的空间分布特征受控于研究区的高程,而土壤的含水量、铁游离度和活化度的空间分布特征受控于坡向。因此,在影响成壤作用的五大因素(母质、气候、地形、有机质、时间)中,地形(高程、坡向)是影响研究区成壤作用强弱的主要因素。此外,虽然前人发现频率磁化率和铁游离度都能反映铁氧化物含量和成壤作用强弱,但本次研究通过对比空间分布特征发现,频率磁化率与有机质、Eh值等土壤指标有较好的相似性,且与耕地类型分布一致,所以,相对于铁游离度,频率磁化率更能反映研究区土壤发育状况。     

从土壤腐殖质分组到分子有机质组学认识土壤有机质本质

梳理了与土壤生态系统功能相联系的,特别是对固碳减排的土壤有机质本质认识的研究进展及路径,探讨了经典腐殖质学说存在的问题,概述了新近的有机质保护稳定学说及腐殖质组学学说,并追溯了生物标志物有机质分子研究,最后从土壤学的基本理念和理论出发讨论和重新认识土壤有机质的本质及其价值。从形成条件、分离条件和分子鉴定等多方面分析,土壤腐殖质形成和稳定学说越来越显示出局限性;而面向气候变化的碳固定研究可以深入探析土壤有机质的复杂存在状态。越来越认识到土壤有机质是投入土壤的有机物质经不同程度生物利用或降解的产物残留,只是被土壤不同程度地区隔和封闭,本质上仍是分子量变化极大的生命源有机物的集合。因此,可通过生物标志物分子作为靶标在土壤中提取和识别,该技术的发展将孕育萌生土壤有机质分子组学。后者可以用于判读土壤有机质的结构支撑、反应活性和促生功能等方面的本质差别,这些差别可能是由有机分子组成结构及存在状态所决定而不是由有机分子稳定性决定的。从这个概念出发,类似于土壤微生物分子生态,土壤有机质的丰度、组成、结构与功能间的联系可能是土壤有机质本质的核心问题。对这种关系的量化和参数化表征可用以探索土壤有机质永续固定,且可以保持生命活性的土壤有机质的管理策略及技术,并配合土壤的团聚体理论诠释土壤的本质和生态系统功能服务,这将是未来土壤学服务人类可持续发展的理论立足点。     

抗生素在土壤/沉积物中吸附行为的研究进展

抗生素长期大量地被应用于人畜的疾病治疗和水产养殖中,在水体、土壤和沉积物中都有检出。吸附作用是抗生素在土壤/沉积物中重要的环境行为,会影响其在环境中的迁移转化以及对微生物的影响。文章评述了抗生素在土壤氧化物、黏土矿物和有机质上的吸附行为,探讨分析了这些研究中遇到的问题,提出了今后研究的几个重点方向。     

广西弄拉峰丛山区土壤有机质与微量营养元素有效态

以广西弄拉峰丛山区为例探讨岩溶区偏碱性条件下土壤有机质与有效态养分含量之间的相关关系。结果表明土壤有机质可显著影响有效态养分含量。主要微量营养元素的有效态多大于其缺素临界值,但存在潜在缺素的可能性。有机质与有效态锌、铁和硼均存在三种函数类型的正显著水平相关关系,反映出土壤有机质与它们的关系密切且稳定。说明有机质含量的增加,有利于提高有效锌、铁和硼的含量。前两者以指数函数类型建立的回归方程最好,后者以幂函数类型建立的回归方程最好。有效态锰与有机质较符合幂函数方程,呈显著负相关。      

土壤溶解性有机质对植物吸收-输送-贮存重金属的影响研究现状与进展

土壤溶解性有机质对重金属生物地球化学循环中的生物可利用性起着重要作用。近年来,在土壤溶解性有机质对植物吸收、输送和贮存重金属过程的影响研究领域,国际上主要聚焦于以下三个探索方向:①土壤溶解性有机质与重金属形成配位体,改变重金属在土壤中的迁移性和植物根际环境的作用机理研究;②土壤溶解性有机质可突破植物细胞内重金属吸附点位的限制,通过控制植物细胞壁-重金属复合体的形态及重金属在细胞壁内外的吸收平衡,来干预重金属穿过细胞壁进入植物体的动力学过程研究;③土壤溶解性有机质-重金属的络合形态影响重金属在植物体内的输送和贮存作用过程与机理研究。本文基于研究溶解性有机质和重金属的植物过程中,水体溶解性有机质研究多而土壤溶解性有机质研究少的现状,针对溶解性有机质异质性的研究难点和溶解性有机质与植物亚细胞结构的配位特征的复杂性与局限性,从极性、官能团、配位结构等角度,分析并评述了土壤溶解性有机质和重金属生物地球化学中,植物吸收、输送和贮存重金属过程的研究现状和未来发展趋势。     

河北平原农田土壤重金属元素Pb、Hg地球化学行为的影响因素

土壤重金属元素地球化学行为是目前国内外研究的热点。研究显示重金属元素地球化学行为与土壤理化性质有密切关系。本文选择河北平原农田为研究区,采集了325个根系土样品,测定了Pb、Hg有效态含量,并探讨了影响其地球化学行为的主要因素。研究表明:(1)Pb、Hg水溶态和离子交换态与土壤p H值呈显著负相关关系,土壤酸化使Pb、Hg有效性增加,直接导致农作物中Pb、Hg含量增加,保持土壤p H值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化,可以降低重金属危害。(2)土壤中有机质含量与Pb、Hg全量呈显著的正相关性,但与水溶态和离子交换态呈负相关。所以土壤中有机质的增加可以降低Pb、Hg元素水溶态和离子交换态含量。(3)随着土壤黏粒的增加,Pb、Hg水溶态和离子交换态含量降低,说明黏粒可以吸附一定量的重金属离子,与重金属元素Pb、Hg地球化学行为存在一定关系。土壤p H值、有机质、黏粒是控制重金属元素Pb、Hg地球化学行为的重要因素。     

甘南玛曲沼泽湿地土壤微生物量、理化因子与土壤酶活的关系

对甘南玛曲沼泽湿地6个样地的微生物量与土壤酶活性及其土壤理化性质之间的关系进行了研究.结果表明:纤维素酶活性在冬季达到高峰,其余5种土壤酶活性分别在春季和秋季达到高峰;硝化细菌数量与过氧化氢酶、纤维素酶、脲酶、碱性磷酸酶有较显著的负相关关系;微生物量与酶活性之间存在极显著相关关系,其中微生物量因子中的放线菌、氨化细菌、硝化细菌和土壤酶活性因子中的酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、中性磷酸酶是引起相关性的主要因素;酸性磷酸酶活性与土壤含水率、pH值、硝态氮含量、氨态氮含量都有密切的关系,过氧化氢酶活性可以通过有机质的含量来反映,脲酶活性可以通过土壤的含水率来反映,碱性磷酸酶活性可以通过电导率来反映.     

三氯乙烯在模拟有机质-矿质复合体中的吸附行为研究

土壤中有机质与无机矿物长期共存,其存在形式发生着变化。本文利用批实验的方法对三氯乙烯的吸附行为进行模拟研究,结果表明,土壤中有机质与无机矿物是以有机质-矿质复合体形式存在的,有机质与无机矿物的相互作用影响复合体的吸附性能,与有机质、无机矿物单体相比,复合体Kd、Koc明显发生变化;并提出了有机质-矿质复合体模型。     

用稳健方差分析评估地球化学调查土壤中有机质的采样质量和分析质量

用稳健方差分析评估地球化学调查土壤中有机质的采样和分析质量,表明稳健方差统计比传统方差统计更能反映地球化学场的真实分布,提出重视深部土壤采样设计方案.     

本期文章导读

571土壤溶解性有机质对植物吸收-输送-贮存重金属的影响研究现状与进展沈亚婷土壤溶解性有机质是陆地生态系统中最活跃的有机质存在形式之一,它影响着土壤重金属元素在土壤中的     

得耳布尔铅锌矿土壤表生地球化学特征

得耳布尔铅锌矿位于森林沼泽景观。通过对低温富有机质环境中土壤元素的表生地球化学特征的研究表明,土壤中元素地球化学行为受到到基岩、土壤粒级、铁锰氧化物、有机质、酸性地表水的控制;残积层和腐殖层元素存在形式主要是铁锰氧化物态,铁锰氧化物对元素次生富集起到了很大的作用;有机质对元素的吸附作用受到土壤粒级、层位和有机质含量的影响。     

河南南阳盆地东南耕区表层土壤养分地球化学综合评价及影响因素

为了全面加强河南南阳西南耕区土地资源的利用、开发和管理工作,充分了解当地土壤的养分状况,通过实地调研、样品采集、实验分析等手段对研究区内各乡镇耕地土壤的pH值及养分(TN、TP和K)的空间分布特征进行研究,讨论不同土地利用方式下pH值及养分数据之间的差异及其各自的影响因素。半方差分析结果表明,TP最佳拟合模型为指数模型,TN、pH值、K含量以及有机质为球状模型。研究区pH、养分均表现出较弱的空间相关性,反映其受到人类活动的影响较为强烈。研究区土壤pH平均值为5.44,偏酸性,总体上呈现南高北低的空间分布特征。养分等级评价显示:TN、TP、K含量较为丰富,而有机质较为缺乏,分别为分级标准中的Ⅲ级、Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅳ级。土壤养分地球化学综合等级评价显示,全区养分等级总体上以中等为主,占总点位的69.1%,全区广泛分布。Pearson相关性分析发现研究区内土壤pH与有机质、TN弱负相关,与K显著正相关;有机质与TN表现为显著正相关,与K为负相关。不同土地利用方式下土壤各因子差异显著,旱地土壤pH值、TN、有机质以及K含量的平均值均小于灌木林地,而TP则相反。此外,区内作物调查显示玉米种植区平均pH值低于花生种植区。施肥方式、用量及种类、作物类型、土地管理、种植结构和土壤背景是造成全区养分及pH值分布差异的主要原因。     

土壤中重金属元素Pb、Cd地球化学行为影响因素研究

通过研究湖南洞庭湖地区水稻土中Pb、Cd与土壤有机质、粘粒和pH值的关系,结果表明,(1)土壤中有机质含量与Cd、Pb有着显著的正相关性,土壤中有机质含量增加可明显降低Cd和Pb的离子态和可交换态含量。(2)随着粘粒含量增加,Pb和Cd离子可交换态占全量的比值略有增加,这说明粘粒表面吸附的Pb和Cd容易进入植物体中,对生态系统安全具有危害的组分。(3)Cd离子交换态与土壤pH值呈显著相关关系,土壤酸化使Cd的离子交换态比例上升,可直接导致农作物中Cd含量增加,防止土壤酸化是控制Cd对生态系统危害的有效途径;Pb的离子交换态与全量的比值与pH值具有显著的相关性,对于Pb污染严重的土壤,保持土壤pH值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化和盐碱化,可以降低Pb危害。土壤有机质含量、pH值等是控制重金属元素地球化学行为的重要因素之一。