土壤中持久性有机污染物分析方法研究

通过应用加速溶剂萃取和固相萃取等前处理方式,利用气相色谱双柱和气相色谱-质谱选择离子监测相结合的互补技术,建立了土壤中20种有机氯和多氯联苯同时测定的检测方法.通过对实际样品的分析,该方法具有操作简单、节省试剂和避免了造成二次污染的可能且测定结果准确可靠.     

持久性有机污染物对环境的影响及对策

概述了《斯德哥尔摩公约》中规定的12种持久性有机污染物及六六六、多环芳烃等持久性有机污染物,以及持久性有机污染物对土壤、水体、农产品及大气的污染状况,并在借鉴国内外先进经验的基础上,根据中国的国情提出了5项对策.     

丛枝菌根影响土壤-植物系统中重金属迁移转化和累积过程的机制及其生态应用

丛枝菌根真菌(AMF)是在自然和农业生态系统中广泛存在的一类专性共生土壤微生物,能够与80%左右的陆地植物建立共生关系。AMF从宿主植物获取碳水化合物以维系自身生长;作为回报,AMF能够帮助植物从土壤中吸收矿质养分和水分。很多研究表明,AM共生体系对于植物适应各种逆境胁迫(如贫瘠、干旱、环境污染等)具有重要作用。在土壤重金属污染情况下,AMF能够通过多种途径影响植物对重金属的吸收、累积和解毒过程,并对植物产生保护效应。本文围绕AM对土壤-植物系统中重金属迁移、转化和累积过程的影响机制,系统评述了金属元素种类及污染程度、宿主植物和AMF种类,以及土壤理化性质等因素对AM植物吸收累积重金属的影响,并从AMF对土壤-植物系统中重金属行为的直接作用(包括菌丝吸收和固持,以及改变根际重金属形态等),及AMF改善植物矿质营养促进植物生长从而间接增强植物重金属耐性两方面讨论了AM增强植物重金属耐性的机理,系统总结了相关研究领域的前沿动态。最后,对菌根技术在农田和矿区重金属污染土壤生物修复中的应用前景进行了展望。     

青藏高原持久性有机污染物研究现状与展望

自21世纪以来,对地球上最大、最高的高原——青藏高原上持久性有机污染物的含量、传输途径和归宿的了解已逐步深入,回顾了关于青藏高原持久性有机污染物研究的主要成果。高海拔山区的观测技术和多尺度模型是产出这些成果的关键突破口,而第三极持久性有机污染物观测网填补了青藏高原地区持久性有机污染物数据的空白,为系统阐明南亚持久性有机污染物的排放特征,明确印度季风驱动下持久性有机污染物输入青藏高原的过程与范围以及揭示青藏高原高寒生态系统对部分持久性有机污染物的富集程度提供了基础。植被、土壤和冰川是持久性有机污染物的重要汇。由于青藏高原临近国家是持久性有机污染物的排放源地,使得持久性有机污染物可通过远距离大气传输和“冷捕集”作用在青藏高原环境中富集。因此未来需要开展长期监测,准确量化新型污染物对青藏高原生态环境的影响,阐明气候变化和人类活动共同影响下青藏高原环境变化的趋向。最后,考虑到跨境传输是青藏高原持久性有机污染物污染的主要原因,因此还应在持久性有机污染物排放法规方面积极开展全球/区域合作,以减少持久性有机污染物的迁移及其对青藏高原的不利影响。     

吸附对土壤水环境中有机污染物生物降解过程的影响研究

在土壤水环境系统中,吸附作用是影响有机污染物生物降解过程的主要制约因素。污染物的吸附性越强,则其存在于土壤水溶液的重量百分比就越小,生物降解可能性也就越低。本文建立了定量描述吸附作用对有机污染物在土壤颗粒内部传输过程影响的数学模型。通过模型计算发现,有机污染物的土壤-水吸附分配系数Kd越大,则其从土壤颗粒内部传输到外部水溶液的速率就越小,总的降解速率也就越低。     

青藏高原持久性有机污染物的研究进展

由于青藏高原特殊的地理条件,对研究持久性有机污染物 (POPs) 的迁移与转化等地球化学过程有着独特的意义。平均海拔高于4 000 m,高山冷凝效应在高原上得到集中体现。大面积的人迹罕至的环境,POPs的分布很少受到人为二次影响。高原地区特有的多冰川的存在,完整地记录了POPs的沉降历史。随着近年来对青藏高原POPs的监测和研究工作的开展,研究者逐渐认识到对高原POPs研究的重要性和认识的不足之处。本研究就目前为止对高原地区POPs的研究现状进行综述,着重介绍对青藏高原不同环境介质中POPs的监测及研究成果,同时总结了高原POPs的物质来源与迁移等研究成果,并根据研究现状提出了展望。     

北极大气中典型持久性有机污染物对海冰变化的响应

近年来,北极变暖速度几乎是全球平均速度的两倍,海冰加速消融被认为会使沉积的持久性有机污染物（POPs）重新释放进入大气。本文利用近30年的大气POPs浓度数据和北极海冰数据,比较了有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）在北极Alert、Zeppelin、Stórhöfði和Pallas这4个站点的变率,结合互相关分析,探讨POPs对海冰变化的响应。结果发现,在周围多为浮冰区的Zeppelin站点,OCPs（特别是HCB和α-HCH）在2009年后与海冰变化显著负相关,而在其他站点显著性较低或无显著相关性。PCBs在Stórhöfði和Pallas站点,超前海冰变化,可能与长距离输送和土壤的二次释放有关,而在Zeppelin站点出现了和DDTs类似的滞后海冰变化的现象。本研究表明,不同类型的POPs对海冰变化的时空响应不同,海冰消融不一定导致大气POPs浓度增大。

     

AMAP评估报告解读:气候变化对北极地区持久性有机污染物和新污染物的影响

气候变化显著影响北极地区的海陆环境,进而影响北极地区典型污染物的来源、传输与环境归趋。北极监测与评估计划(AMAP)近期发布的AMAP 2020评估报告《北极地区持久性有机污染物(POPs)和新污染物(CEACs):气候变化的影响》指出:(1)气候变暖导致北极冰冻圈内长期储存的污染物重新释放和再分配,北极地区随人类活动加剧产生新污染物排放;(2)气候变暖增强了POPs长距离迁移潜力,海洋“生物泵”过程的强化增加了POPs在深海水域的沉积存储;(3)气候变化产生自然环境变化与生物生态变化,进而影响北极食物网的污染物赋存状态和当地居民的暴露水平。该评估报告显示,气候变化对POPs和CEACs的影响十分复杂,相关机制仍有待深入研究。未来需要将更多具有POPs性质的化学品纳入监管,继续开展国家监测项目,加强跨学科交流与活动以及政府、学校、北极本地居民间的合作。     

难降解有机污染物在土壤中释放的动力学模型研究

运用多孔介质溶质运移理论及水力学原理,建立了土壤中难降解有机污染物释放的动力学模型,并对其模型进行了解析求解,运用实验数据对模型进行了验证。计算结果表明：所建动力学模型能很好地反映土壤中难降解有机污染物释放的真实过程,准确地描述土壤固相释放时液相难降解有机污染物浓度变化的规律,为准确预测和预报污染物在土壤中的扩散状况以及环境污染的治理、防止二次污染提供了可靠的理论依据。     

人类世的地球化学标志——沉积物中的持久性有机污染物

确定人类世地层标志物是选取全球层型剖面和点（GSSP）的重要前提。目前水系沉积记录作为人类世GSSP的候选表现出显著优越性。水系沉积物中的持久性有机污染物（POPs）可以连续、高分辨率地反映人类活动影响和强度变化,通过横向对比全球POPs历史变化可以获取潜在标志物的高速增长起点。本次研究收集了3类POPs的69套数据,通过分析数据的时间趋势重建其沉积记录,以求获得全球范围内各类POPs的增长特征。全球沉积记录显示20世纪40~60年代间不同类型的POPs开始展现出不同程度的快速增长,其中多环芳烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）可以作为潜在的标志物指示沉积物中化学地层的界限,有机氯农药（OCPs）中只有滴滴涕（DDTs）具备这种特性。同时,这3类POPs的沉积记录可以反映人类能源消耗、农业生产和工业品商品制造等方面活动,作为标志物体现人类多种活动营力在地球系统中留下的证据。

     

碳同位素技术在土壤碳循环研究中的应用

碳在土壤中的储量和存储时间是陆地生态系统碳库中最大和最长的,而土地利用方式会影响到土壤碳储量及其循环周期,因此有效的土地利用管理可使土壤成为一个碳汇。土壤储存碳的过程就是土壤有机碳动态平衡的变化,因此认识土壤有机碳的动态变化是揭示土壤碳循环过程及其调控机制的重要方面。首先介绍了碳的一种稳定性同位素(13C)和放射性同位素(14C)在生态系统长期动态过程的重建(如C3/C4植被的历史格局)、土壤有机碳周转周期等方面的应用,探讨了同位素示踪技术在土壤有机碳来源、周转周期、土壤CO2通量的变化和组分区分、同位素富集等研究领域的应用,归纳了土壤碳循环研究中的基本问题,提出了未来土壤碳循环同位素示踪的主要研究方向。     

土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展

土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分，其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。理解土壤有机碳蓄积过程对生物、物理和人为因素的响应，把握关键的控制因子是准确预测土壤有机碳在全球变化情景下对大气CO 2的源／汇方向及准确评估碳收支的关键。综述了土壤有机碳主导影响因子的研究进展，并针对陆地碳循环特点，提出未来土壤有机碳研究应加强土壤有机碳过程与状态的定量化、土壤有机碳分解对环境因子的敏感性、氮沉降对土壤有机碳的影响、土壤有机碳对气候变率的响应及其反馈作用，以及土壤有机碳动态的综合模拟 5个方面的研究，为准确评估陆地碳收支提供依据。     

长期定量施肥对土壤有机碳储量和土壤呼吸影响

利用1989年在河南省封丘县潮土上建立的用于研究有机肥（用小麦秸秆和饼肥沤制）和化学肥料对土壤有机碳和土壤生产力影响的长期定位试验，于2002年6月至2003年6月在玉米—小麦轮作期内对土壤呼吸进行了研究。试验包括化肥氮磷钾（NKP）、氮磷（NP）、氮钾（NK）、磷钾（PK）、有机肥（OM）、一半化学氮肥和一半有机氮（1/2OM）以及不施肥（CK）7个处理。试验结果表明：以有机肥或以化肥形式配合施用NPK不但可以极大提高土壤生产力，而且有益于增加土壤有机碳储量。有机肥对土壤有机碳含量的提高作用显著高于化肥。玉米生长期的土壤呼吸占全年呼吸量的56%～59%，小麦生长期只占32%～37%。土壤有机碳储量和土壤呼吸量与有机物质的投入有关。综合考虑经济效益（籽粒产量）和环境效益（全球变化），最佳的肥料配比是有机肥料和无机肥料配合施用，寻求合理可行的有机肥和化肥配合比率是实现农业土壤生产功能和环境功能协调统一的关键。     

硫酸银催化容量法快速测定土壤中的有机碳

在硫酸溶液中，以Ag2SO4为摧化剂，加入过量K2Cr2O7标准溶液氧化土壤中的有机碳，然后用FeSO4标准溶液滴定剩余的K2Cr2O7标准溶液，返滴定法测定有机碳含量。实验测得S为0．0186(n＝15)，RSD％为3．60(X^-＝0．518％)；到定土境和水系沉积物等国家标准物质中有机碳的含量，相对误差小于11．5％。     

土壤呼吸研究进展

根据近些年国内外文献资料,综合分析介绍了土壤呼吸的研究进展情况:土壤呼吸是个复杂的生物化学过程;土壤释放的CO_2具有一定的时空特性;土壤呼吸受多种因素影响,不但受生物因素(植被净初级生产力和凋落物及微生物等)影响,还受环境因素(温度、土壤水分、气候等)的影响,近年来人类活动改变了土地利用和土地覆被,很大程度上影响了土壤呼吸;土壤呼吸通量是直接测定从土壤表层释放的CO_2通量,测定方法也逐渐由静态气室法向动态气室法完善;作者认为,土壤呼吸及其影响因素之间的数量关系,区域及全球土壤呼吸释放CO_2总量和C减排对策是未来的研究方向。     

典型黑土中有机质和养分元素的变化分析

依据2003-2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果, 选择黑土类型土壤样本6553件, 研究典型黑土中有机质及养分元素碳、氮、硫、磷、钙、钾、铁、镁、锌、铜、钼、锰、硼的变化特征. 发现典型黑土中有机质结构性元素碳、氮、硫、磷以及铜、镁、铁、钙元素的含量变化与有机质的变化具有正相关性. 养分元素含量的变化与成土母质和土壤类型关系密切, 如锰在黑土中含量普遍偏高. 中国土壤以及松辽平原土壤的宏观背景是典型黑土中钾偏高和钼、硼偏低. 生物气候带是影响有机质和某些养分元素变化的重要因素. 温带-寒温带的气候条件影响着土壤的物理性质和化学性质, 如粒级、黏粒性、酸碱性, 进而影响元素含量的变化.     

广州珠江西航道,流溪河有机污染特征与感潮作用

珠江西航道和流溪河在广州市区上游，为广州市主要水源区。由于感潮作用，受市区严重污染的水体因涨潮上溯而上游传输。严重影响上游水质。因此，弄清感潮作用对广州水源区水质的影响程度和范围，对水源保护与利用有重要意义。本研究从下游到上游，对水源区底泥中有机物特征进行了分析，结果表明：（１）从上游到上游，受感潮作用影响逐渐减小，污染程度逐渐减轻；（２）水源区有机物特征呈有规律变化。从靠近城市的下游到远离城市的     

山东省典型褐土有机碳演变模拟中的不确定性来源研究

准确把握土壤有机碳（SOC）时空演变规律对全球气候变化政策的制定具有重要意义。模型是预测区域SOC动态的常用手段,然而,由于模型模拟单元内输入参数需通过现有的少量数据上推获取,必然导致其存在不确定性,这往往增加模拟结果的不确定性。本研究以山东省济南市历城区的长期监测点验证CENTURY模型的适用性;并以山东省典型褐土为例,在区域尺度上通过全局敏感性分析,定量化山东省SOC模拟结果对模型输入参数的敏感性。结果表明,山东省典型褐土中SOC呈增长趋势,SOC密度从1987年的1.9kgC/m2增长到2007年的2.9kgC/m2;模拟SOC对于各输入参数的敏感性不同,且随着时间而变化;秸秆收获比例和有机肥施用量的总敏感性指数最高（分别为0.37和0.20）,是主要的不确定性来源;农田管理调查应强调秸秆还田和有机肥施用量,以减小模拟结果的不确定性。     

有机包裹体在生油盆地研究中的应用

在搜集国内外有关资料的基础上,结合笔者的研究体会,较系统地介绍了有机包裹体在盆地构造演化史、储层成岩史、有机质演化史以及盆地古地温和生油热历史的恢复方面的最新研究成果,在盆地断裂构造、岩相古地理、层序地层学的研究等方面和在油气演化程度、运移期次、运移通道、油气源性质的确定以及烃源岩和储集岩的区分方面的最新研究成果,以及在根据有机包裹体的丰度特征进行储层评价、根据有机包裹体的类型特征评价油气藏、根据有机包裹体的成分特征确定油气勘探深度、根据有机包裹体的成分特征预测勘探远景区以及根据包裹体的流体势图确定油气圈闭部位等方面的最新研究成果。并同时对某些应用方面的可靠性、局限性、存在问题及发展方向进行了简要阐述。     

金属矿床成矿流体有机质的一种新来源:烃源岩晶胞有机质

金属矿床有机质的来源问题是探讨生物成矿作用的重点和难点之一.赋存于石炭系的南京栖霞山多金属矿床,其成矿流体中的有机质与下扬子区上、下古生界烃源岩吸咐有机质以及海相原油均存在较大差异.特别是表现在有机质族组成、三环萜的w(C