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旱地农田定位试验中施用生物炭对土壤DOC的影响

旱地农田定位试验中施用生物炭对土壤DOC的影响

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨农田土壤污染与修复研讨会、第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：林颖曲东西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

生物炭作为一种新型环境功能材料,因其较高的农业利用价值而引起广泛关注和应用,其在土壤改良、稳定土壤有机碳库、增加土壤碳库存量、废弃生物质资源化以及污染土壤修复等方面发挥着重要作用,且被认为是土壤腐殖质中高度芳香化结构组... 详细信息

生物炭作为一种新型环境功能材料,因其较高的农业利用价值而引起广泛关注和应用,其在土壤改良、稳定土壤有机碳库、增加土壤碳库存量、废弃生物质资源化以及污染土壤修复等方面发挥着重要作用,且被认为是土壤腐殖质中高度芳香化结构组分的可能来源。近年来,随着土壤污染的逐渐加重以及食品安全问题的频出,农田土壤长期施用生物炭后的潜在风险也被逐渐关注,其对土壤溶解性有机碳的影响尚不清楚。针对以上科学问题,本研究通过长期定位试验,利用TOC 分析仪、三维荧光光谱及紫外-可见光谱技术,测定不同用量生物炭(1％,3％,5％)在5 年期间(2012 年,2015 年,2017 年)对旱地农田土壤溶解性有机碳(DOC),溶解性无机碳(DIC)和有机质组分的荧光光谱及紫外光谱特征的影响。结果表明：与对照处理相比,生物炭的添加总体上能够提高土壤DOC和DIC 含量,且随着添加量的增加而递增。当添加相同用量生物炭时,DOC 含量随着施用时间增加呈现显著降低的趋势,而DIC 含量呈现逐渐升高的趋势。对于土壤DOC 的芳香化程度,表现为随着年限延长而明显增大的趋势。在2012年,不同生物炭使用量处理之间的芳香化程度并无显著差异,而在2015 年和2017年,与对照处理相比,土壤DOC 的芳香化程度随着生物炭的添加而降低。而土壤DOC 的相对分子质量在不同使用年限之间呈下降趋势。随着生物炭添加量的增加,土壤DOC 的相对分子质量在不同使用年限处理间的差异减小。经三维荧光光谱鉴定,土壤DOC 主要由高分子量腐殖酸(C1)、低分子量腐殖酸(C2)、土壤富里酸(C3)和类色氨酸(C4)四种物质组成,其中以C1、C2 组分为主。整体而言,在对照及添加不同用量生物炭的条件下,除添加1％生物炭时C2 组分随施用年限增加而降低之外,C1 及C2 组分均随着施用年限的增加而逐渐增加,而C3 和C4 组分则显著降低。研究表明,生物炭的长期施入会引起旱地农田土壤溶解性有机碳的变化,DOC 组分变化总体趋势是大分子腐殖酸类物质在增加,而小分子氨基酸类物质在减少。通过本研究,以期完善生物炭环境行为和环境效应方面的内容,同时为生物炭的农业利用提供理论依据和数据支撑。

关键词：旱地土壤长期定位试验生物炭溶解性有机碳

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苯并三唑与铜复合污染对赤子爱胜蚓的铜富集和毒性效应研究

苯并三唑与铜复合污染对赤子爱胜蚓的铜富集和毒性效应研究

引用

中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨农田土壤污染与修复研讨会、第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：邢艳帅罗婧晗汪磊南开大学环境科学与工程学院天津 300350

苯并三唑被广泛的应用于防锈剂、防冻液、除冰剂以及洗涤剂等,其在土壤、地下水、地表水、沉积物、室内灰尘等环境介质中已被大量检出.已有研究表明苯并三唑可对水生鱼类动物表现出一定的致毒效应,但是其对陆生动物的毒性效应鲜有报道.... 详细信息

苯并三唑被广泛的应用于防锈剂、防冻液、除冰剂以及洗涤剂等,其在土壤、地下水、地表水、沉积物、室内灰尘等环境介质中已被大量检出.已有研究表明苯并三唑可对水生鱼类动物表现出一定的致毒效应,但是其对陆生动物的毒性效应鲜有报道.此外,尽管苯并三唑与铜的络合行为已得到工业应用,但其环境效应仍有待研究.我国部分区域重金属铜的土壤背景值较高,此外含铜农药、化肥的使用以及含铜污水的农田灌溉,也造成土壤铜污染的存在.本研究分别考察了苯并三唑、铜单一及复合暴露对赤子爱胜蚓的急性、亚急性毒性效应以及回避行为效应.回避行为结果表明铜、苯并三唑的EC50,48 h分别为1.47 和0.46 mmol·kg-1.急性毒理实验表明铜对蚯蚓急性毒性的LC50,7 d 和LC50,14 d 分别为9.91 和5.28mmol·kg-1;而苯并三唑对蚯蚓急性毒性的LC50,7 d 和LC50,14 d 分别为2.43 和1.76mmol·kg-1.铜与苯并三唑复合暴露下急性毒性和回避行为的结果表明,铜、苯并三唑的联合作用类型为拮抗作用.通过测定土壤水溶液中的自由态Cu2+浓度的变化发现,随着土壤中苯并三唑浓度的增加,铜的固液分配系数可显著提高,同时土壤水溶液中Cu2+浓度有显著下降,而且相关分析结果表明Cu2+浓度与蚯蚓死亡率呈现出良好的相关性.亚急性毒性实验结果表明,苯并三唑可提高蚯蚓对铜的富集,但同时降低蚯蚓体内的丙二醛水平,表现出对铜有解毒效应.通过差速离心法分析蚯蚓体内铜的亚细胞各组分变化发现,苯并三唑可促使铜在蚯蚓亚细胞惰性颗粒(D)组分中的含量水平提高,进而导致铜在蚯蚓体内总量的增加;苯并三唑对铜的解毒效应主要归功于苯并三唑可降低蚯蚓亚细胞细胞质基质组分中铜浓度的水平.

关键词：苯并三唑铜毒性复合暴露亚细胞组分

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矸石基NaY型沸石分子筛的合成、改性及在重金属复合污染土壤钝化修复中的应用

矸石基NaY型沸石分子筛的合成、改性及在重金属复合污染土壤钝化...

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：腾庭庭石栋奇卢新卫陕西师范大学地理科学与旅游学院

本研究以陕西韩城下峪口煤矿区煤矸石为原料,采用―焙烧活化-碱熔融-碱溶-陈化-晶化‖水热反应体系合成NaY型沸石分子筛,探讨最近合成条件。利用硫酸亚铁对合成的沸石分子筛进行改性,Fe-NaY型沸石。将合成及改性后的沸石用于Cr单一污染... 详细信息

本研究以陕西韩城下峪口煤矿区煤矸石为原料,采用―焙烧活化-碱熔融-碱溶-陈化-晶化‖水热反应体系合成NaY型沸石分子筛,探讨最近合成条件。利用硫酸亚铁对合成的沸石分子筛进行改性,Fe-NaY型沸石。将合成及改性后的沸石用于Cr单一污染,以及Pb、Cd、Ni、Cu复合污染土壤的钝化修复处理,研究修复效果及机理。通过研究得到以下主要结论:(1)在活化温度800℃,碱熔融温度850℃,碱熔融质量比(Na2CO3/煤矸石)等于1.0,碱溶NaOH浓度为2mol/L,60℃下陈化12h,晶化温度105℃,晶化时间6h条件下,可合成结晶度高的NaY型沸石;(2)经硫酸亚铁FeSO4改性后,由于NaY型沸石与Fe2+相互作用,形成作用力较强的Fe-O键,导致NaY型沸石结构收缩,晶型体积缩小,同时在NaY型沸石表面形成多孔形状片层结构。NaY沸石在改性后,比表面积有所减小,而孔径有所增大,且改性后的孔径分布比改性前的孔径分布更加均匀;(3)浸出实验表明,合成的NaY型沸石混入单一Cr污染土壤中,可降低浸出液中Cr的浓度,对土壤中Cr起到钝化作用。NaY型沸石添加比例在0.1%-10%时,土壤中18.39%-57.47%的Cr可很好地稳定下来。改性后的Fe-NaY沸石与未改性沸石相比,在添加量相同%时,改性后Fe-NaY沸石对土壤中Cr的稳定效果更好。所合成的NaY型沸石及改性后的Fe-NaY型沸石对土壤中Cr的稳定钝化作用主要是改变了土壤中Cr的存在相态:添加了这两种稳定钝化剂后,土壤中Cr的弱酸可提取态显著降低,而可还原态显著提高。(4)对于Pb-Cd-Cu-Ni复合污染土壤,NaY型沸石对各重金属污染物的稳定效果呈现Pb>Ni>Cu>Cd特征。与NaY沸石相比,在添加比例相同的情况下,Fe-NaY型沸石对土壤中各重金属污染物的稳定效果均有不同程度的提高。NaY型沸石和改性后的Fe-NaY型沸石对各重金属的稳定主要是改变了各污染物在土壤中赋存状态。本研究成果为采煤固废的综合开发利用提供了思路和依据。

关键词：煤矸石 NaY型沸石土壤重金属化学钝化修复

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从电化学氧化角度分析螯合剂优化电动修复重金属污染土壤后出现金属聚集现象的机理

从电化学氧化角度分析螯合剂优化电动修复重金属污染土壤后出现金...

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：宋岳仓龙徐洪婷吴松周东美中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室

电动修复技术是一种新型土壤修复技术,主要通过对污染土壤施加直流电场使土壤中产生电渗流和离子电迁移等电动力学效应,从而将土壤中的重金属等污染物质输送出土壤,达到修复的目的。为增强修复效果,向土壤中施加螯合剂是电动修复技术中... 详细信息

电动修复技术是一种新型土壤修复技术,主要通过对污染土壤施加直流电场使土壤中产生电渗流和离子电迁移等电动力学效应,从而将土壤中的重金属等污染物质输送出土壤,达到修复的目的。为增强修复效果,向土壤中施加螯合剂是电动修复技术中一种常用的优化手段。其原理是因为螯合剂可与土壤中的重金属发生络合反应形成在较宽p H范围内易溶的金属螯合物。这些金属螯合物通常带负电可以通过电迁移的作用沿阳极方向输送出土壤。然而有不少文献指出,在螯合剂优化电动修复实验后易出现金属在土壤中某些特定区域发生富集现象。但对于何种机理导致这种富集现象学界尚虽未有明确统一的认识。我们针对这一问题开展了以下一些研究,并选用典型金属螯合物Pb-EDTA和Cd-EDTA作为研究对象。首先通过Visual MINTEQ软件模拟了不同p H条件下金属螯合物的形态。我们发现过低的p H条件(p H<2)所导致的质子化现象会使少量的金属从螯合物态脱络合而形成金属离子。另一方面,我们通过循环伏安法研究EDTA电化学降解过程发现,EDTA在阳极的电化学降解电位要低于阳极水电解电位。开展的电动修复Pb-EDTA和Cd-EDTA污染土壤的实验结果也显示金属的形态会在电动修复过程后发生变化。且Pb可以在土柱p H较低的区域产生聚集现象而Cd在土柱p H较高的地方产生聚集,这与不同金属离子由于水解能力不同而被土壤吸附沉淀的规律相吻合。以上实验说明,在电动修复过程中,金属螯合物会发生电化学氧化降解现象,并释放出金属离子,这些离子在电迁移的作用下会重新迁移回到土壤并再一次污染土壤并造成金属聚集。另外,我们针对金属螯合物在电动修复过程中被降解的现象测试了几种优化手段,分别是电解液p H控制以及在阳极施加阴或阳离子交换膜。实验解过表明,控制电解液p H为2可使更多阳极所释放的金属离子从土柱中穿出并迁移到阴极,且Cd的效果好于Pb的效果。控制电解液p H为10可使脱络合的金属阳离子在阳极发生沉淀削弱其再迁移到土壤所引起的聚集效应。使用阳离子交换膜虽然隔绝的了电极与金属-EDTA的接触但可能是由于离子交换膜的极化作用,仍有部分金属-EDTA发生降解造成了较明显的聚集现象。然而使用阴离子交换膜可使阴离子形态的金属螯合物穿过离子交换膜在电极发生氧化,但阴离子交换膜可限制阳极氧化所释放出来的金属离子再迁移回土壤,达到了较好的修复效果。

关键词：电动修复重金属污染土壤电化学氧化

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含砷黄铁矿与As(Ⅴ)的吸附及氧化还原机理研究

含砷黄铁矿与As(Ⅴ)的吸附及氧化还原机理研究

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨农田土壤污染与修复研讨会、第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：邱国红洪俊刘立虎谭文峰冯雄汉刘凡华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070

黄铁矿氧化形成酸性矿山废水和酸性硫酸盐土壤,含砷黄铁矿氧化还将导致结构中砷的释放而污染河流和地下水,威胁生态环境和人类健康.作为亲硫元素,砷常以伴生矿赋存于硫化矿物中,分布广泛的硫化铁矿区土壤中往往砷含量高.硫化铁矿物主要...

黄铁矿氧化形成酸性矿山废水和酸性硫酸盐土壤,含砷黄铁矿氧化还将导致结构中砷的释放而污染河流和地下水,威胁生态环境和人类健康.作为亲硫元素,砷常以伴生矿赋存于硫化矿物中,分布广泛的硫化铁矿区土壤中往往砷含量高.硫化铁矿物主要有黄铁矿(FeS2)、四方硫铁矿(FeS)和磁黄铁矿(Fe1-xS)等,其中以黄铁矿最为常见.As以As(Ⅲ)和As(-Ⅰ)分别置换黄铁矿晶格Fe和S形成(Fe1-xAsx)S2和Fe(S1-xAsx)2,含量高达10 wt.％.黄铁矿吸附溶液中As(Ⅲ,Ⅴ)并与其进一步反应,影响晶体内和表面吸附砷的形态、毒性与生物有效性.因此,含砷黄铁矿与溶液As的吸附氧化行为及晶体内砷的释放过程一直是土壤学、矿物学与环境科学研究的重点和热点.因自然界含砷黄铁矿成分复杂且元素分布不均增加了对其环境化学行为研究的困难,为此,实验室水热合成出与自然界有相似表面氧化层的含砷黄铁矿,以XPS、XRD和X-射线吸收光谱等技术表征分析中间产物,系统考察其与水溶性As(Ⅲ,V)的吸附与氧化还原反应过程.As主要以As(Ⅲ)和As(-Ⅰ)分别取代黄铁矿晶体内Fe(Ⅱ)和S2(-Ⅱ),且高含量As(Ⅲ)促进了相应Fe(Ⅲ)含量增加,在黄铁矿表面有Fe(Ⅲ)-S和Fe(Ⅲ)-O生成.As的引入降低了黄铁矿结晶度.在缺氧条件下,黄铁矿与As(Ⅴ)的相互作用主要为吸附与氧化还原反应,生成单质S0和SO42-,并伴有As(Ⅲ)的释放,其反应机理与动力学受pH影响显著(图1).在pH为3.0–6.0的酸性溶液体系中,黄铁矿氧化主要为表面Fe(Ⅲ)起主导作用;在pH为7.0–11.0的中性及碱性溶液体系中,黄铁矿氧化主要为可溶性As(Ⅴ)起主导作用,且促进了铁氧化物的生成,有利于As(Ⅲ,Ⅴ)的吸附固定.上述结果可为认识硫化矿物在环境中的氧化还原行为提供基础认识,并为减缓其氧化所致的土壤酸化和砷污染提供一定的指导.

关键词：

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农田土壤锑污染生态风险评价方法初探

农田土壤锑污染生态风险评价方法初探

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：钟倩云何孟常北京师范大学环境学院/水环境模拟重点实验室

锑是环境中普遍存在的、非植物必须的微量元素,已被美国国家环保局(1979年)及欧盟列为优先污染物。我国是产锑大国,锑产量约占世界总量的80%,由于大量金属矿的开采、冶炼、化石燃料的燃烧,锑及其化合物的广泛使用等,致使土壤、水体及空... 详细信息

锑是环境中普遍存在的、非植物必须的微量元素,已被美国国家环保局(1979年)及欧盟列为优先污染物。我国是产锑大国,锑产量约占世界总量的80%,由于大量金属矿的开采、冶炼、化石燃料的燃烧,锑及其化合物的广泛使用等,致使土壤、水体及空气中锑的含量升高,对生态环境和人类健康造成极大的风险。蔬菜、粮食等作物对锑的富集,通过食物链直接或间接摄入,会对人体造成不利影响。锑污染农田土壤的生态风险评价对于风险管理、污染防治及其农业利用风险控制都具有重要意义。生态风险评价在美国和欧洲等发达国家各种污染场地的风险评估中已得到广泛的应用。国外大多数国家和地区都制定了各类建设用地土壤环境标准,但目前仍缺乏完整的、合理的农田土壤重金属污染的生态风险评估方法。对于生态风险评价的基准,美国、英国、荷兰等制定了土壤生态筛选值,我国的农田土壤生态风险筛选值目前在征求意见阶段。目前国内外采用的土壤重金属污染评价方法有很多,且由于评价目的、评价尺度等的不同,评价方法和指标都有很大不同。国内外常用的评价方法大致可分为指数法和模型法,指数法主要有单因子指数法、综合污染指数法、地累积指数法等;模型法主要有:富集因子法、Hakanson潜在生态风险指数法、物种敏感性分布法(Species Sensitivity Distributions,SSDs)等。近年来也有研究人员提出了一些新的土壤生态风险评价方法,如提出利用生态系统服务的概念对土壤的生态风险进行评价;基于环境因素的新的综合生态风险评价指数等。通过对各国发布的生态风险评价指南及科研文献中使用的各种生态评价方法的研究发现,各评价指标均有其优势和局限性,具体如何才能更科学、合理地对农田土壤重金属生态风险进行评价,还需要进一步研究,这也是未来的研究重点。农田土壤锑污染的生态风险评价,不能局限于某一方法,可采用化学、生物、毒理学等方法。除理论研究外,本研究还将通过对土壤中锑污染对植物的生物效应进行研究,筛选土壤锑污染的生物标志物,并建立土壤中锑的植物暴露及毒性效应量化表征方法和毒害预测经验模型,为锑污染土壤风险评价提供基础数据和科学依据。结合理论和实验研究结果,以及农用地利用类型等实际情况,借助其他工具对农田锑污染进行综合评价分析,并根据评价结果给出具体的降低风险、风险管理等的建议。

关键词：生态风险评价方法锑农田土壤研究进展

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生物炭添加对土壤磷素有效性及酶活性的影响

生物炭添加对土壤磷素有效性及酶活性的影响

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：殷丹阳周垂帆福建农林大学林学院

杉木作为我国南方重要的速生用材树种之一,在我国林业生产中占据重要地位,近年来由于多代连栽造成杉木人工林有效磷不足,林地土壤地力衰退问题日益严峻,同时大量植物资源得不到充分利用而被弃之。故利用杉木采伐剩余物为材料制备生物炭... 详细信息

杉木作为我国南方重要的速生用材树种之一,在我国林业生产中占据重要地位,近年来由于多代连栽造成杉木人工林有效磷不足,林地土壤地力衰退问题日益严峻,同时大量植物资源得不到充分利用而被弃之。故利用杉木采伐剩余物为材料制备生物炭,将不同制备温度及添加量的生物炭与土壤混合培养80天测定土壤有效磷及酶活性等指标,分析其施入后对杉木林土壤酶活性和磷素的变化特征,并探讨了两者间关系以及不同生物炭处理的影响。结果表明不同生物炭处理对土壤酶活性及磷素的影响差异较大,杉叶炭提高土壤有效磷和全磷的能力大于树干炭,高温炭大于低温炭,不同添加量对土壤磷素的影响对杉叶炭处理的土壤差异更明显,各个处理随时间的变化影响不大;生物炭添加抑制了土壤酸性磷酸酶的活性,FL600处理显著提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶活性,树干炭处理显著提高土壤α-葡萄糖苷酶的活性但长期培养活性降低。采用单独土壤酶活性和土壤酶活性与土壤全磷,有效磷复合开展的主成分分析筛选出三个主成分,生物炭各处理的综合得分的排序表明树干炭能显著提高土壤酶活性,600℃制备的杉叶炭3%的添加量处理对提高土壤酶活性及有效磷的综合能力最高;利用偏相关分析得出对土壤有效磷影响最大的前三种酶分别是脲酶,过氧化氢酶和土壤β-葡萄糖苷酶,对土壤全磷影响最大的前三种酶分别是脲酶,土壤β-葡萄糖苷酶和过氧化氢酶。结果表明树干炭添加显著提高了土壤酶活性,杉叶炭提高土壤有效磷及全磷的能力高于树干炭,生物炭添加处理有助于提高土壤酶活性及改善土壤磷素利用状况。

关键词：杉木人工林土壤有效磷酶活性生物炭主成分分析

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矸石基NaY型沸石分子筛的合成、改性及在重金属复合污染土壤钝化修复中的应用

矸石基NaY型沸石分子筛的合成、改性及在重金属复合污染土壤钝化...

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨农田土壤污染与修复研讨会、第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：腾庭庭石栋奇卢新卫陕西西师范大学地理科学与旅游学院西安 710119

本研究以陕西韩城下峪口煤矿区煤矸石为原料,采用"焙烧活化-碱熔融-碱溶-陈化-晶化"水热反应体系合成NaY 型沸石分子筛,探讨最近合成条件.利用硫酸亚铁对合成的沸石分子筛进行改性,Fe-NaY 型沸石.将合成及改性后的沸石用于Cr... 详细信息

本研究以陕西韩城下峪口煤矿区煤矸石为原料,采用"焙烧活化-碱熔融-碱溶-陈化-晶化"水热反应体系合成NaY 型沸石分子筛,探讨最近合成条件.利用硫酸亚铁对合成的沸石分子筛进行改性,Fe-NaY 型沸石.将合成及改性后的沸石用于Cr 单一污染,以及Pb、Cd、Ni、Cu 复合污染土壤的钝化修复处理,研究修复效果及机理.通过研究得到以下主要结论：(1)在活化温度800℃,碱熔融温度850℃,碱熔融质量比(Na2CO3/煤矸石)等于1.0,碱溶NaOH 浓度为2 mol/L,60℃下陈化12 h,晶化温度105℃,晶化时间6 h 条件下,可合成结晶度高的NaY 型沸石;(2)经硫酸亚铁FeSO4 改性后,由于NaY 型沸石与Fe2+相互作用,形成作用力较强的Fe-O 键,导致NaY 型沸石结构收缩,晶型体积缩小,同时在NaY型沸石表面形成多孔形状片层结构.NaY 沸石在改性后,比表面积有所减小,而孔径有所增大,且改性后的孔径分布比改性前的孔径分布更加均匀;(3)浸出实验表明,合成的NaY 型沸石混入单一Cr 污染土壤中,可降低浸出液中Cr 的浓度,对土壤中Cr 起到钝化作用.NaY 型沸石添加比例在0.1％-10％时,土壤中18.39％-57.47％的Cr 可很好地稳定下来.改性后的Fe-NaY 沸石与未改性沸石相比,在添加量相同％时,改性后Fe-NaY 沸石对土壤中Cr 的稳定效果更好.所合成的NaY 型沸石及改性后的Fe-NaY 型沸石对土壤中Cr 的稳定钝化作用主要是改变了土壤中Cr 的存在相态：添加了这两种稳定钝化剂后,土壤中Cr 的弱酸可提取态显著降低,而可还原态显著提高.(4)对于Pb-Cd-Cu-Ni 复合污染土壤,NaY 型沸石对各重金属污染物的稳定效果呈现Pb>Ni>Cu>Cd 特征.与NaY 沸石相比,在添加比例相同的情况下,Fe-NaY 型沸石对土壤中各重金属污染物的稳定效果均有不同程度的提高.NaY型沸石和改性后的Fe-NaY 型沸石对各重金属的稳定主要是改变了各污染物在土壤中赋存状态.本研究成果为采煤固废的综合开发利用提供了思路和依据.

关键词：煤矸石 NaY型沸石土壤重金属化学钝化修复

来源：评论

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不同生物炭对污染土壤中油菜镉吸收的影响

不同生物炭对污染土壤中油菜镉吸收的影响

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：张又弛范家俊孙健侯艳伟蔡超中国科学院城市环境研究所华侨大学化工学院环境科学与工程系

镉是我国农田土壤主要污染物之一,其对农业安全生产以及人类健康的威胁广受关注。化学钝化技术是土壤重金属污染治理的重要技术,应用广泛,该技术的关键是高效的钝化剂。生物炭孔隙结构发达,表面官能团丰富,对重金属离子具有较强吸附作用... 详细信息

镉是我国农田土壤主要污染物之一,其对农业安全生产以及人类健康的威胁广受关注。化学钝化技术是土壤重金属污染治理的重要技术,应用广泛,该技术的关键是高效的钝化剂。生物炭孔隙结构发达,表面官能团丰富,对重金属离子具有较强吸附作用,是潜在优质土壤修复材料。但是生物炭制备原料多样化,不同类型生物炭理化性质各异,对重金属呈现不同吸附效果。不同原料制备的生物炭对土壤中重金属污染的修复效果差异及其机制尚未探明,高效、低成本、环境友好的生物炭基钝化剂仍有待研发。本研究利用猪粪、水稻秸秆和稻壳为原料制备三种生物炭,选取镉污染农田,构建田间小区实验体系,探讨不同生物炭对污染土壤中作物吸收镉的影响。小区实验设置生物炭施用梯度为0 t/ha(CK),1.8t/ha(C1)和3.6 t/ha(C2);作物品种选用油菜。种植一个月后,采集油菜和土壤样品,进行分析测试。实验结果表明:三种生物炭理化性质各不相同。猪粪生物炭、水稻秸秆生物炭和稻壳生物炭的碳含量分别为20.5%,41.7%和42.2%;p H分别为9.87,10.69和10.04;比表面积大小顺序为:水稻秸秆炭>猪粪生物炭>稻壳生物炭;孔隙体积大小顺序为:猪粪生物炭>水稻秸秆炭>稻壳生物炭。三种不同生物炭输入污染土壤后均会提高土壤p H值和总有机碳含量;猪粪生物炭和水稻秸秆生物炭会增加土壤阳离子交换量,但施用稻壳生物炭对土壤阳离子交换量影响较小。施用生物炭可降低土壤有效态镉浓度,降低幅度依次为猪粪生物炭>水稻秸秆生物炭>稻壳生物炭。同时生物炭也会导致油菜镉吸收量降低,猪粪生物炭和水稻秸秆生物炭比稻壳生物炭更能有效降低油菜镉吸收。与对照组相比,猪粪生物炭处理下油菜可食部位镉含量从0.74±0.05 mg/kg降至0.52±0.08mg/kg(C1)和0.50±0.03 mg/kg(C2),水稻秸秆炭处理下油菜可食部位镉含量降至0.51±0.09 mg/kg(C1)和0.51±0.02 mg/kg(C2),但稻壳生物炭处理下油菜可食部位镉含量仍超过0.66 mg/kg。生物炭对油菜镉吸收的调控作用可能受多种因素影响,其中生物炭吸附镉离子的性能及其对土壤理化性质的作用是两个关键因子。综上所述,生物炭制备原料差异显著影响其在农田土壤镉污染修复中的施用效果。本研究结果将为开发适用于土壤重金属污染治理的高效生物炭基修复材料提供科学支撑。

关键词：生物炭镉污染土壤油菜制备原料田间实验

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典型锑矿区污染土壤中微生物群落结构研究

典型锑矿区污染土壤中微生物群落结构研究

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中国土壤学会土壤环境专业委员会第十九次会议暨“农田土壤污染与修复研讨会”第二届山东省土壤污染防控与修复技术研讨会

作者：王宁宁何孟常北京师范大学环境学院/水环境模拟国家重点实验室

锡矿山锑矿区位于湖南省冷水江市,是我国锑矿开采的主要产地,被誉为―世界锑都‖。该地区锑矿以辉锑矿为主,伴生砷污染,矿山活动、矿石开采、冶炼过程导致该地区土壤遭到严重锑、砷复合污染。严重的锑砷复合污染会破坏土壤生态系统平衡... 详细信息

锡矿山锑矿区位于湖南省冷水江市,是我国锑矿开采的主要产地,被誉为―世界锑都‖。该地区锑矿以辉锑矿为主,伴生砷污染,矿山活动、矿石开采、冶炼过程导致该地区土壤遭到严重锑、砷复合污染。严重的锑砷复合污染会破坏土壤生态系统平衡,进而影响土壤中微生物群落结构,而重金属对生物的环境毒性主要取决于生物有效态浓度。生物有效态锑、砷对微生物群落多样性及结构组成影响缺乏研究。因此,本研究通过野外调查、采样和实验室样品分析,研究了湖南锡矿山锑矿区土壤基本理化性质及土壤锑、砷污染状况,利用梯度扩散薄膜技术（DGT）检测了土壤中的生物有效态锑、砷浓度（SbDGT,As DGT）。并通过高通量测序分析了土壤微生物中细菌、真菌、古菌群落结构多样性。实验结果表明,该区域严重受重金属锑、砷复合污染,锑浓度最高可达4587 mg/kg,砷的最高浓度可达400 mg/kg,SbDGT最高浓度为876 ug/L,AsDGT最高浓度为31 ug/L。对于微生物群落结构,细菌的群落多样性最高,其中Proteobacteria,Acidobacteria,Chloroglexi,Bacteridetes,Actinobacteria,Gemmatimonadetes,和Cyanobacteria在门分类水平上占细菌序列的80%;真菌的多样性较低,主要以Ascomycota,Basidiomycota门为主,占真菌序列的50%以上;而古菌的多样性最低,几乎全部属于Thaumarchaeota,Euryrchaeota或者Archaeanclassified门类。锑尤其是生物有效态锑对于细菌的多样性影响最大,锑污染最严重的区域细菌的群落多样性最高,说明锑极大地刺激了土壤中细菌群落的多样性。相对于细菌群落结构,真菌和古菌多样性主要受砷污染影响,高浓度的砷污染区域,真菌和古菌的多样性显著增高,真菌和古菌Shannon指数和Simpson指数倒数均和土壤中砷的浓度成正相关。冗余分析（RDA）表明pH和Sb,As浓度是影响细菌群落的主要环境因子,而土壤呼吸作用、pH、TC、（r=0.60,p=0.001;r=0.42,p=0.002;r=0.42,p=0.002）是影响真菌群落结构的主要环境因子,pH、AsDGT和TAs（r=0.75,p=0.001;r=0.22,p=0.044,r=0.20,p=0.066）是影响古菌群落结构的主要环境因子。

关键词：锑矿区生物有效态锑、砷微生物群落结构多样性

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