土壤溶解性有机质及其表面反应性的研究进展

溶解性有机质（DOM）是土壤溶液中的一个重要的组成部分,在土壤化学和生物过程中起着十分重要的作用。虽然DOM在天然有机质中所占的比例并不高,但它将土壤中的矿物质、有机质联系在一起,并能调控环境污染物的迁移转化与归宿,因此国内外学者都很重视溶解性有机质对土壤环境中污染物环境行为影响的研究。综述了DOM的分类和分离技术,DOM的结构及其表征方法,DOM的表面反应性以及对有机污染物、重金属在土壤中吸附、迁移的影响等,并提出了有待于进一步研究的一些问题。     

生物炭对污染物的土壤环境行为影响研究进展

近年来,生物炭已成为农业、生态修复和环境保护领域的研究热点。一般认为,生物炭具有改善土壤质量、增加土壤碳汇、减少大气CO2浓度以及修复污染环境等功能。大量的生物炭施用到土壤后会改变土壤性质,影响重金属和有机污染物在土壤中的环境行为以及它们在环境中的归趋。本文就生物炭对土壤中重金属的吸附-解吸、在土壤中的形态转化、在土壤-植物系统中迁移行为、对有机污染物的吸附挥发及生物有效性进行了概述;在此基础上,扼要分析了当前生物炭应用存在的环境风险等问题,并从生物炭在土壤中的迁移转化及其归趋、生物炭的长期环境效应以及生物炭应用方向等方面进行了展望。     

陆地生态系统中水溶性有机物动态及其环境学意义

水溶性有机物(DOM)是陆地生态系统中最活跃的有机碳库,也是土壤圈层与相关圈层进行物质与能量交换的重要表现形式,它对重金属、养分元素和有机污染物的活化、迁移与生态毒性有较大影响,在农业土壤溶液中DOM浓度通常在10～80mgC·L^-1,湿地土壤中多数在25～50mgC·L^-1,与森林土壤剖面淋滤水中的DOM相近,但在某些微域土壤环境(如根际和有机肥施用点附近)中DOM浓度可高达200～1000mgC·L^-1,不同来源的DOM在土壤中的迁移性与降解性明显不同,含低分子量组分或亲水性组分较多的DOM不易被土壤吸持而易被微生物降解,pH值相对较高的土壤(如石灰性土壤)对DOM吸附较弱,但pH较低和含有大量氧化物的土壤(如红壤、赤红壤和砖红壤等)则对DOM的吸附较强,施用石灰、土壤淹水或干湿交替、温度升高等有利于土壤保持较高的DOM浓度,由于DOM-金属配合物的形成,DOM能明显促进土壤重金属活化和向下迁移,而且DOM中低分子量或亲水性组分所占比例越低活化作用越强,同样地,由于DOM具有两亲性质,也能明显提高疏水性有机污染物(如农药和持久难降解有机污染物)的水溶性,增加其对环境污染的风险,特别是含疏水性组分越多的DOM这种作用越强．可以认为,继续加强有关DOM在陆地生态系统中产生与消长规律,特别是DOM及其与污染物的配合物从陆地生态系统向水体迁移的机理及其通量的研究,对合理预测污染物的环境行为和科学地进行环境风险评估有重要意义。     

陆地生态系统中水溶性有机质的环境效应

目前水溶性有机质（Dissolved Organic Matter)已逐步成为陆地生态系统中的一个研究热点。系统地评述了陆地生态系统中DOM的组成特点及其环境效应。尽管关于陆地生态系统中DOM的研究还不完善,至今对其性质,组成和分类方法等问题看法不一,但现有结果已经表明DOM是一种十分活跃的重要化学组分,它对陆地生态系统中污染物质的溶解,吸附,解吸,吸收,迁移和生物毒性,微生物活动以及土壤形成过程等均有显著的影响。影响DOM在地生态系统中的环境效应的主要因素包括：DOM与污染物的络合作用,污染物溶解／沉淀作用,土壤对DOM的吸附作用,土壤质地,酸碱缓冲作用等。     

超积累植物东南景天根际可溶性有机质对土壤锌吸附解吸的影响

采用盆栽和模拟试验研究了锌超积累植物东南景天根际土壤可溶性有机质(DOM)对土壤锌吸附解吸的影响.结果表明: 采用矿山土壤种植锌超积累植物东南景天后，根际土壤水溶性锌和乙酸铵提取态锌含量显著降低，而非根际土壤有效锌无明显变化.与不种植东南景天的对照土壤相比，根际土壤pH值降低了0.3个单位，有机质和DOM含量分别提高13.6%和20.9%.东南景天根际DOM对土壤锌吸附解吸的影响方式和程度与土壤类型有关.与对照DOM相比，在矿山土、黄筋泥和黄松土中，添加根际DOM使锌的最大吸附量(X_m)分别降低了17.8%、21.9%和27.7%，而非根际DOM对锌的最大吸附量没有影响.在3种供试土壤中添加根际DOM促进了锌的解吸，其中以黄松土最明显.东南景天根际DOM能降低土壤锌吸附容量，减少土壤对锌的吸附，促进吸附态锌的解吸，从而提高了根际锌的生物有效性.     

土壤中水溶性有机质及其对重金属化学与生物行为的影响

土壤水溶性有机质是陆地生态系统和水生生态系统中一种重要的、很活跃的化学组分,已成为环境科学、土壤学和生态学等学科的研究热点．土壤DOM对重金属化学与生物行为有重要影响。但其机理尚不清楚．文中从土壤性质、环境条件、人为因素等方面阐述了土壤DOM产生及影响因素,总结评述了DOM对重金属化学行为和生物有效性的影响,将DOM对重金属的影响机制归纳为络合机制、竞争吸附机制、酸碱缓冲机制．在此基础上,提出了DOM研究存在的问题及其展望．     

土壤微孔对有机物吸附/解吸的影响及其表征

土壤吸附是影响环境中有机化合物迁移、降解及生物有效性的重要过程,而微孔的存在是影响有机化合物慢吸附过程的重要因素之一,土壤孔隙结构(pore structure)及土壤微孔的研究对于理解发生在土壤中的吸附/解吸过程十分必要.综述了近年来土壤微孔对有机化合物吸附解吸行为影响的研究态势,包括土壤的孔隙结构及微孔的存在形式、微孔吸附有机化合物的吸附动力学和可能机理、土壤中微孔表征的技术方法、孔隙大小分布的计算以及对未来的研究展望,以期对土壤有机污染生物修复的深入研究提供理论依据.     

有机污染物的土壤微界面过程及其影响因素

土壤是环境的重要组成部分,是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的纽带。随着工农业生产的迅速发展,越来越多的有机污染物通过各种途径进入土壤环境。本文主要对有机污染物在土壤中的吸附-解吸、降解-积累、溶解-沉淀等微界面过程进行了较为系统的阐述,探讨了土壤有机组分、无机组分、植物和微生物等生态因子对有机污染物相关土壤微界面过程的影响;同时,结合国内外的研究现状和趋势,对今后土壤微界面过程的研究方向以及采用的方法手段进行了建议和展望。     

磺酰脲除草剂在土壤中的环境行为研究进展

概述了磺酰脲除草剂在土壤中的吸附与解吸附,降解与残留、迁移以及抑制土壤酶活性等环境行为,探讨了土壤pH值、不同土壤类型、土壤水分含量及有机质等环境行为过程的影响,引用分布活性模型来解释除草剂的解吸滞后现象,并对磺酰脲除草剂在土壤中的生物降解和非生物降解机理进行了探讨,并从生态毒性,吸附作用力以及降解模型方面对今后的研究进行了展望。     

LAS对菲在土壤(柱)中的迁移影响

随着环境科学发展,人们对多环芳烃化合物(ＰＡＨｓ)的研究越来越多[1]。以往对ＰＡＨｓ的研究主要是研究其在大气、水体、底泥中的分布及其分布和污染源距离的关系,而对ＰＡＨｓ在土壤中的迁移转化规律研究的较少[1]。我们在“七五”攻关课题中,曾研究过有机污染物在土壤、水、植物和大气中的存在状况,发现ＰＡＨｓ之一的菲在环境中有较高的检出[2]。本课题从环境条件对ＰＡＨｓ迁移过程的影响入手,重点研究在有表面活性剂(ＬＡＳ)的条件下,菲在土壤中的迁移及其影响因素,为进一步研究其它有机污染物在土壤中的迁移规律及机理,丰富污染化学…     

土壤溶解性有机质的特性与环境意义

土壤生态环境是一个复杂的多介质多界面体系,尽管关于土壤溶解性有机质 研究还不完善,但现有的研究表明,它是这一环境中最为活跃的化学组成之一。由于土壤溶解性有机质在C、N、P和S等营养元素的生物地球化学过程、成土过程、微生物的生长代谢过程、土壤有南分解和转化过程以及土壤污染物的迁移过程有着重要的作用,因此已成为土壤科学、生态科学和环境科学交叉领域的研究热点,本文从土壤溶解性有机质的提取方法、来源、组成、含量和影响因素、生物有效性及环境意义等方面的研究进展作了简要的论述,同时提出了未来的研究方向。     

森林生态系统DOM的来源、特性及流动

可溶性有机物质（Dissolved Organic Matter)是森林生态系统主要的可移动碳库及重要的养分库。系统综述了森林生态系统DOM的来源,组成,性质,季节动态;DOM释放与存留机制及影响因素,森林生态系统DOM的流动及干扰对DOM动态影响等,已有研究表明DOM的森林生态系统C、N、P循环,成土作用,污染物迁移等方面起着重要作用。今后森林生态系统DOM的研究应集中于以几方面：（1）确定森林生态系统中DOM源和汇;（2）评价森林水文条件对DOM释放与存留的调节作用;（3）探讨全球气候变化对森林生态系统DOM的影响;（4）可溶性有机氮（Dissolved Organic Nitrogen),可溶性有机磷（Dissolved Organic Phosphorus)动态与可溶性有碳（Dissolved Organic Carbon）动态的差别。     

水溶性有机物在水旱轮作土壤剖面中的分馏现象

水溶性有机物(DOM)是有机物质中最为活跃的组成部分,在陆地生态系统物质的迁移转化过程中起重要作用．通过田间试验和室内理化分析证明了DOM在土壤剖面迁移过程中存在明显的“分馏”现象,随着土层深度的增加,对照、施化肥和施污泥处理土壤DOM的浓度分别由145．8、117．7和114．8mg·kg^-1降到21．57、23．23和13．78mg·kg^-l;不施肥和施化肥处理的土壤DOM随着深度的增加,极性物质所占的比例分别由19．01％和18．47％增至34．97％与44．37％,呈上升趋势,而非极性组分所占比例相应降低;施污泥处理则出现相反的规律,极性组分由36．96％降到17．07％,非极性组分由63．04％增为82．93％．土壤DOM的生物降解率由上到下对照和施化肥处理分别由24．38％和24．00％增大到54．74％和53．81％,而施污泥处理的变化规律则相反,由53．19％降到30．75％．DOM的生物降解率与DOM中极性物质的含量呈正相关关系．紫外光谱进一步证实了这一结果．     

亚热带米槠林不同更新方式对土壤可溶性有机质降解性的影响

可溶性有机质(DOM)的生物降解性影响着土壤有机质的存留和释放,对深入认识森林土壤养分循环意义重大。为探究森林更新对土壤DOM降解特征的影响,选取亚热带地区米槠天然林(NF)、米槠次生林(SF)和米槠人工促进天然更新林(AR)土壤DOM溶液为研究对象,进行室内降解(42 d)试验。结果表明: 1)3种林分土壤可溶性有机碳(DOC)的降解率和易降解DOC的比例均为SF>AR>NF;可溶性有机氮(DON)和微生物生物量碳(MBC)是显著影响易降解DOC比例的因子;2)难降解组分占3种林分土壤DOC的大部分(72.3%～94.6%),其周转时间长,有利于稳定土壤有机质(SOC)的形成;3)土壤DOM最初的腐殖化指数(HIX_em)会影响易降解DOC的周转时间。DOM光谱结构随降解过程呈现动态变化,说明DOM中易降解组分被消耗完后,微生物会转而降解芳香类和疏水性物质以获取碳源。综上,米槠天然林更新为次生林和人促林后增加了易降解DOC的比例,提高了土壤DOM生物可降解性,不利于SOC的积累。     

水溶性有机质对土壤吸附菲的影响

研究了来源于稻草腐熟物的外源水溶性有机质(DOM)和土壤本身固有的内源DOM对有机碳含量不同的3种土壤吸附菲的影响.结果表明,不同处理土壤对菲的吸附曲线均为线性,其吸附系数(K_d)与土壤有机碳含量(f_oc)正相关.去除内源DOM后,黄棕壤、红粘田和黑土吸附菲的K_d值增加了7.08%～21.4%,增加量(ΔK_d)和增加幅度与f_oc正相关,表明土壤中存在的内源DOM抑制土壤对菲的吸附.而外源DOM对土壤吸附菲的影响与其浓度密切相关.在供试浓度范围(0～106 mg DOC·L^-1)内,红粘田吸附菲的K_d值随加入外源DOM浓度的提高先增大后减小.外源DOM浓度为28 mg DOC·L^-1时,红粘田吸附菲的K_d值增加了19.5%;而当外源DOM浓度≥52 mg DOC·L^-1时,则明显抑制菲的吸附.内源和外源DOM对土壤吸附菲的影响,主要与DOM和菲在溶液中的结合作用、在土壤中的累积吸附效应等有关.     

渗滤液溶解性有机物对土壤Cd、Pb有效性的影响

在Cd、Pb污染土壤中,通过生物盆栽试验,研究了2种不同填埋年龄的垃圾渗滤液溶解性有机物(DOM)对黑麦草生长的影响及其对重金属Cd、Pb吸收的影响.鲜样、水阁样分别为填埋年龄0和12年的垃圾渗滤液.结果表明,垃圾渗滤液DOM施入土壤,残留在土壤中的DOM平均浓度为对照的1.39倍(鲜样)和1.47倍(水阁样).2种垃圾渗滤液DOM处理的土壤水溶态Cd、Pb和交换态Cd、Pb均在前期呈波动变化,到后期则上升.在Cd污染土壤中,鲜样和水阁样垃圾渗滤液DOM处理土壤水溶态Cd、交换态Cd分别高出对照37.44%、4.81%,48.97%、14.94%;在Pb污染土壤中,鲜样和水阁样垃圾渗滤液DOM处理土壤水溶态Pb、交换态Pb分别高出对照8.56%、7.22%,18.99%、11.47%.鲜样和水阁样垃圾渗滤液DOM处理黑麦草总Cd浓度分别高于对照19.59%和104.4%,总Pb浓度分别高36.03%和44.66%;但两处理的黑麦草总生物量下降14.03%～52.24%.因此,垃圾渗滤液DOM进入污染土壤后,有利于土壤重金属生物有效性的提高和植物体内重金属的累积,却抑制植物的生长, 尤以填埋年龄长的垃圾渗滤液DOM影响更大.     

Effects of vegetation restoration on content and spectroscopic characteristics of dissolved organic matter in eroded red soil

为了解植被恢复对侵蚀红壤可溶性有机质含量及结构特征的影响, 以福建省长汀县河田镇植被恢复后的侵蚀红壤及对照裸地为研究对象, 对两试验地0-60 cm深土壤中可溶性有机质的含量及光谱学特征进行了比较研究。结果表明: 侵蚀红壤植被恢复后, 土壤可溶性有机碳含量显著提高, 在土表到60 cm深度的6个10 cm土层中, 植被恢复土壤可溶性有机碳含量分别提高为对照裸地相应土层的5.6、4.7、4.6、3.1、2.4及2.2倍。可溶性有机氮含量在两试验地之间的差异在各土层中不一致。植被恢复各土层侵蚀红壤可溶性有机质的芳香化指数显著高于对照裸地, 荧光发射光谱腐殖化指数略高于对照裸地, 植被恢复后的侵蚀红壤与对照裸地间荧光同步光谱腐殖化指数无明显差异。荧光同步光谱图中, 两试验地侵蚀红壤可溶性有机质的吸收主要为类蛋白质及芳香性脂肪族荧光基团的吸收。傅里叶红外光谱结果显示, 与对照裸地相比, 植被恢复后的侵蚀红壤土壤可溶性有机质中官能团种类更多, 且含有更多芳香碳及羧基碳。两试验地土壤可溶性有机质均表现为芳香化及腐殖化程度随土层的加深而降低。相关性分析显示, 土壤可溶性有机质的芳香化及腐殖化指数与土壤碳氮总量有极显著正相关关系。总之, 侵蚀红壤经植被恢复后, 土壤可溶性有机碳含量及可溶性有机质的芳香化指数显著提高, 可溶性有机质的腐殖化指数略有增大, 可溶性有机质结构更复杂, 更不易被分解, 因此有利于土壤肥力的恢复。