太湖典型菜地土壤氮磷向水体径流输出与生态草带拦截控制

农业面源氮磷输出是导致太湖流域地表水富营养化主要原因之一,查明该地区农田土壤地表径流氮磷向水体迁移形态与通量,并实施径流控制,对水体富营养化治理具有重要现实意义。蔬菜地是太湖流域重要的农业种植方式。通过设置野外径流小区,观测了春夏季蔬菜地土壤氮磷径流输出,并探讨了生态拦截草带对径流中不同形态氮磷拦截效果。结果表明,2004年10月25日至2005年8月17日,菜地土壤氮磷径流输出总量分别为3 010.9和695.0 g.hm-2;其中颗粒态为主,分别占64%和75%。可溶态氮中,NH4 -N为主,占50%,可溶态磷中H2PO4-为主,占87%。生态拦截草带对径流氮和磷拦截效率分别为42%~91%,30%~92%。生态草带对颗粒态氮磷拦截效率大于可溶态。拦截草带可有效地控制蔬菜地土壤氮、磷通过径流向水体迁移。     

贵州万山汞矿区污染土壤中汞的形态分布特征

利用优化Tessier连续化学浸提法对贵州万山汞矿区污染土壤中汞的形态分布进行研究.结果表明,稻田土壤中汞主要以残渣态形式存在(79.65%),其次为有机结合态(19.97%)、氧化态(0.31%)、特殊吸附态(0.04%)和溶解态与可交换态(0.03%);除特殊吸附态外,其他各形态汞含量均随距污染源距离增加而降低,特殊吸附态汞在分析土壤中含量变化不明显;生物可利用性(溶解态与可交换态和特殊吸附态)汞占总汞比例较低,但在污染土壤中其含量明显高于未受污染地区.     

中亚热带常绿阔叶林凋落物分解过程中汞的动态变化及迁移机理

森林凋落物对于汞在林地土壤的生物地球化学循环中起到重要作用,为研究森林凋落物分解过程中汞的迁移转化特征,以重庆四面山风景名胜区典型林分(常绿阔叶林)作为研究对象。于2014年3月—2015年3月连续监测典型林分凋落物中各形态汞浓度和有机质变化量,同时监测周围土壤中汞浓度变化。结果表明:四面山典型林分凋落物分解过程中汞浓度整体上升,总汞浓度(初始浓度:78 ng/g)的增幅最高达53%,甲基汞浓度(初始浓度:0.32 ng/g)最高增幅达138%;在春季和夏季,水溶态和酸溶态两种活性态汞含量分别增加了851%和96%,在分解前期和末期,凋落物汞的中惰性汞比例最高,占比达75%。土壤腐殖质层中总汞和甲基汞浓度比较稳定。凋落物中活性态汞通过雨水淋洗进入土壤与有机质络合并发生甲基化/去甲基化过程,通过地表径流、地下径流进入水体。凋落物中C含量减少了22%,N含量增加了15%,总汞浓度与C/N比呈负相关,与N含量呈正相关。凋落物中微生物C、N含量整体增加,与汞浓度峰值同步,且夏季含量显著高于冬季含量(P0.05),说明微生物与凋落物固定汞和汞的甲基化过程密切相关。     

干湿交替条件下三峡水库消落带土壤汞形态变化

对三峡水库消落带干湿交替条件下土壤汞赋存形态变化、影响因素和生物可利用性进行了模拟研究.结果表明: 干湿交替条件下土壤汞会发生形态转化和释放,总汞含量逐渐降低,两次“淹水-落干”后总汞含量降低了28.9%.土壤中不同汞形态所占比例分别为:水溶态汞(Hg-w)6.1%～16.8%;交换态汞(Hg-e)5.8%～12.9%;碳酸盐结合态汞(Hg-c)4.5%～17.7%;腐植酸结合态汞(Hg-h)12.5%～29.9%;有机质结合态汞(Hg-o)5.3%～12.8%,残渣态汞(Hg-r)34.5%～51.6%.土壤中汞形态以残渣态(Hg-r)为主,干湿交替条件下其所占比例有降低的趋势,腐植酸结合态汞(Hg-h)则逐渐增加,生物可利用态汞(Hg-w、Hg-e、Hg-c和Hg-h之和)总体呈增加趋势,易被水生生物利用并进入食物链,可能会增加水库生态系统的汞生态风险.     

膨润土联合磷酸氢二铵原位钝化修复汞污染土壤田间试验

以贵州万山汞矿区污染农田为试验田,研究添加膨润土、磷酸氢二铵、膨润土+磷酸氢二铵混施对土壤中汞的形态分布以及四季菜心的产量和汞含量的影响。结果表明,与对照土壤相比,添加膨润土、磷酸氢二铵、膨润土+磷酸氢二铵混施都能增加四季菜心地上部分和根系的干重,而且膨润土+磷酸氢二铵混施处理的四季菜心可食部分和根系生物量最大,分别增加4.7和4.8倍。与对照相比,膨润土+磷酸氢二铵混施能显著降低四季菜心地上部分和根系汞含量,其他处理无明显降低趋势。土壤中添加3%膨润土+0.5%磷酸氢二铵的混施处理四季菜心中汞含量最低。通过分析修复前后土壤汞的形态变化特征发现,膨润土+磷酸氢二铵混施能显著降低土壤中的有效态汞(溶解态与可交换态和特殊吸附态汞)和铁锰氧化态汞含量,而有机结合态汞和残渣态汞含量无显著变化。本研究结果可为汞污染土壤修复提供一定技术指导。     

镉在土壤-香根草系统中的迁移及转化特征

以无植物组处理为对照,采用盆栽试验方式探讨不同Cd浓度胁迫条件下香根草根际土壤中重金属Cd的积累、迁移及转化特征。土壤Cd处理设4个浓度梯度,分别为0、2、20、80 mg/kg土壤干重。结果表明:(1)香根草可以显著降低土壤中生物有效态Cd和总Cd含量。(2)香根草各部分Cd积累量随处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,90 d时80 mg/kg处理组地上部分和根的Cd积累量分别高达180.42 mg/kg和241.54 mg/kg。(3)各浓度Cd处理下,富集系数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高。(4)香根草地上部分Cd含量小于根部,各处理转移系数均小于1。随着处理时间的延长,中低浓度处理组的转移系数稍有降低,高浓度处理组的转移系数则显著上升。(5)种植香根草使其根际土中残渣态的Cd转化为生物有效态Cd,提高Cd清除效率。研究结果表明,香根草能够有效地吸收土壤中的Cd,降低土壤中总Cd含量,提高土壤安全性,可作为Cd污染地区植物修复的备选物种。     

万山汞矿区表层土壤汞迁移

水土流失是土壤退化的根本原因,是最严重的生态环境问题之一。目前对喀斯特山区土壤侵蚀研究已经进入成熟阶段,但对以典型喀斯特山区为背景、汞污染严重地区因土壤侵蚀发生的汞迁移的研究却很少。本文基于GIS平台,借助通用土壤流失方程(RU-SLE)模型评估研究区侵蚀强度,对万山汞矿区(167.4km2)因土壤侵蚀造成的汞迁移进行了研究。结果表明,万山土壤侵蚀模数为0～600884t·km-2·a-1,微度侵蚀和剧烈侵蚀面积占全区总面积的76.6%,其中剧烈侵蚀对土壤总侵蚀量的贡献率达到90.5%。全区因土壤侵蚀发生的土壤汞(THg)流失量高达505kg·a-1,迁移速率为3.02kg·km-2·a-1。土地利用方式和坡度是影响汞流失的重要因素。旱地和灌木林最易发生汞流失,流失量分别为175和319kg·a-1。本研究不仅为当地治理水土流失、制定水土保持方案奠定了可靠的科学依据,也为当地环境汞污染治理提供了有力的数据支持。     

添加硫代硫酸铵对植物修复汞污染土壤的影响

由于汞污染土壤中汞的生物有效性非常低,限制了植物修复技术的应用。本试验通过室内盆栽模拟试验,研究了硫代硫酸铵添加到土壤后,对土壤中汞的生物有效性、印度芥菜生物量及其吸收土壤中汞的影响。结果表明,当硫代硫酸铵与土壤比例为1∶12.5(W/W)时,土壤中生物有效态汞含量最高,达0.51mg·kg-1,是对照的12.7倍。土壤中加入2g·kg-1硫代硫酸铵时,印度芥菜根、茎和叶片干重分别增加了0.23、0.98和1.22g,且印度芥菜根系、茎和叶片的总汞含量分别达到1.96、0.43和3.35mg·kg-1,是对照组的8、4和2倍。添加硫代硫酸铵后,土壤渗滤液中汞浓度增加,最高达2487ng·L-1。因此,添加硫代硫酸铵能提高汞污染土壤植物修复效率,但也能在一定条件下导致汞向地下流失。     

铜陵新桥矿区周边农田土壤汞含量分布特征及其污染评价

为了解矿业活动对农田土壤Hg富集的影响,采集铜陵市新桥矿区周边村庄(新建村、叶湖村、新湖村、湖城村)农田土壤样品.应用原子荧光光度计测定土壤总汞(THg)及各形态汞含量,采用地累积指数法评价污染水平.结果表明:新桥矿区周边农田土壤中总汞的平均浓度为(0.137±0.078) mg·kg^-1,超过铜陵市土壤背景值.4个村庄的土壤总汞平均浓度为新建村(0.221 mg·kg^-1)>新湖村(0.118 mg·kg^-1)>叶湖村(0.115 mg·kg^-1)>湖城村(0.096 mg·kg^-1).其中新建村不同形态汞的平均含量顺序为残渣态(0.036 mg·kg^-1) >碱溶态(0.031 mg·kg^-1) >过氧化氢溶态(0.022 mg·kg^-1)>酸溶态(0.020 mg·kg^-1)>水溶态(0.012 mg·kg^-1).分析表明,距矿区远近是影响农田土壤汞含量分布的主要因素,受污染的新桥河流加大了该地区农田土壤汞污染程度,而有机质影响总汞及过氧化氢溶态汞在土壤中的积累和转化.土壤汞污染地累积指数为新建村(1.559)>新湖村(0.654)>叶湖村(0.616)>湖城村(0.356),其中新建村农田土壤汞污染达到中度污染水平,需加以重视.     

硒对土壤中汞形态及其生物有效性的影响

利用连续浸提法研究了硒对稻田土壤中汞的形态分布及其生物有效性的影响。结果显示:加硒前后土壤中汞均以有机结合态、元素态和硫化物态为主,这三者占土壤总汞含量的90%以上,而生物有效态汞(包括模拟胃酸提取态和水溶态)仅占土壤总汞含量的0.27%。加硒对土壤中有机结合态和元素态汞的影响最为显著,随着硒添加浓度的增加,有机结合态汞的相对含量呈逐渐下降的趋势,而元素态汞相反,但土壤中其他形态的汞含量变化不显著。加硒可有效降低土壤中无机汞和甲基汞的生物有效性。结合土壤中汞形态及其生物有效性的变化可以推测:有机结合汞是维持土壤中生物有效态汞的重要补偿来源,当其转化成更为惰性的元素汞后,影响有机结合态汞与生物有效态汞之间的平衡,可能是导致土壤中汞生物有效性降低的主要因素。     

Mercury in the soil at the mouth of the Angara and Belaya interfluve (Irkutsk region)

The results of investigation of soils in the mouth of the Angara and Belaya interfluve within the zone of influence of a chemical plant in Usol’e-Sibirskoe are considered. Estimations of the degree, scale, and character of the areal distribution of mercury, as well as sulfate and chloride ions are given. The prevalence of surface run off of mercury over soil run off is given. The main fields of anomalous concentrations of mercury and anions occur in the industrial zone of a chemical plant. A correlation of mercury with organic carbon and sulfate ion for the humus horizons and with oxides of iron and aluminum, manganese, titanium, and phosphorus for the mineral horizons of the studied soils was established.     

风车草和香根草在人工湿地中迁移养分能力的比较研究

为研究风车草（Cyperus alternifolius）和香根草（Vetiveria zizanioides）迁移养分的能力,建立17.0 m²风车草潜流式人工湿地和13.3 m²香根草潜流式人工湿地处理猪场废水,在四个季节末测定植物生物量和组织氮、磷、铜、锌含量.结果表明,香根草地下部生物量大于风车草,地上部生物量则是风车草大于香根草.风车草年地上部收获量为3406.47 g·m^-2,比香根草的1483.88 g·m^-2高2.3倍;风车草的氮含量为22.69 mg·g^-1,比香根草的15.44 mg·g^-1高7.25 mg·g^-1;风车草的磷含量为6.09 mg·g^-1,比香根草的5.47 mg·g^-1高0.62 mg·g^-1.植株含铜、锌量风车草略比香根草高.风车草每年迁移N 68.72 g·m^-2和P 18.49 g·m^-2,香根草迁移N 8.93 g·m^-2和P 3.69 g·m^-2.风车草人工湿地每年由植物迁移的氮、磷、铜、锌比香根草高4～7倍.     

香根草对土壤中几种重金属离子富集能力的比较研究

用组织培养的香根草无菌苗作为试验材料,进行香根草对Cd、Cr、Pb和Ni四种重金属离子的富集能力比较试验,分别测定了香根草体内的重金属含量、香根草与重金属元素的相关性、香根草对重金属的富集系数和根系滞留率.结果表明：香根草对四种重金属离子都具有较高的富集能力.其中,香根草植物体中元素总含量表现为Ni＞Cr＞Pb＞Cd,在茎叶和根中的分含量,均表现为根＞茎叶;香根草与重金属元素的关系中,Cd的相关性最显著;富集系数与重金属浓度呈负相关,以Ni最为明显;从滞留率的角度来看,以Cr在香根草根系的滞留率最大,但对同一种重金属来说,随浓度的变化,香根草根系对它的滞留率却几乎是恒定的.     

香根草体细胞胚胎发生的细胞学特点与形成条件

香根草是一种优良的生态环境治理植物,但也存在着一些局限性。为了对香根草进行遗传改良,选育出性状更优、抗性更强的新品种,开展了香根草离体培养研究。离体培养采用了两种外植体,一是带腋芽的节,二是由器官发生方式所产生的无菌不定芽。基本培养基为MS,根据不同的目的附加不同种类或配比的生长素与细胞分裂素。观察到香根草的外植体的离体发育途径,有器官发生和体细胞胚胎发生两种,依培养基中所含细胞分裂素或生长素的种类和用量不同而异。结果表明,香根草的这两种离体发育途径的植株再生能力均可以长期保持。细胞学的研究显示,香根草离体发育的启动可在外植体的表皮细胞或薄壁细胞中进行,这些细胞逐渐发育成为胚性细胞。胚性细胞分裂活跃,经二细胞、四细胞而发育成为多细胞的胚性细胞团。由显微观察可知,香根草的体细胞胚胎发生是单细胞起源的,成熟的体细胞胚具有单子叶植物典型的胚胎结构。在分化培养基的作用下,体细胞胚组织上所有的胚状体可以出芽而形成再生植株。所建立的香根草体细胞胚胎发生的植株再生体系,完全适用于遗传转化等生物工程方法对离体培养要求。此外,还观察到一些一般只有在双子叶植物才出现的鱼雷形体细胞胚,这是体细胞胚胎发生中的异常现象。认为这种异常胚是离体培养所引起的。     

河岸美人蕉和香根草的生长繁育及其腐烂规律

以河岸带中的美人蕉、香根草为对象,研究了河岸带生态恢复过程中植物的生长及其作用。结果表明:美人蕉和香根草二者对水深的耐受性均不强,不适合在深水中生长与繁殖;与美人蕉相比,香根草对水深的耐受性更强;美人蕉不适合在水深>20cm的水域生长;美人蕉地上的生物量比地下高27.5%,香根草地上的生物量比地下高79%;通过收割美人蕉分别带走美人蕉所固定的全部氮、磷的59%和55%,收割香根草带走香根草所固定的全部氮和磷的57%;经过130d的浸泡,美人蕉、香根草质量损失率分别为31.89%和19.8%,全氮、全磷的损失美人蕉分别为49.43%和77.30%,香根草分别为47.54%和86.06%;植物浸泡释放有机物、氮和磷,但水中COD、NH4 -N和TP浓度并不持续增加。     

Meat‐eating enhances larval development of Anthracophora rusticola Burmeister (Coleoptera: Scarabaeidae), which breeds in bird nests

The scarab beetle Anthracophora rusticola Burmeister breeds in the nests of carnivorous birds including the honey buzzard Pernis apivorus (Linnaeus), Chinese goshawk Accipiter soloensis (Horsfield), oriental stork Ciconia boyciana Swinhoe and great cormorant Phalacrocorax carbo (Linnaeus). Although larvae of the beetle probably feed on animal matter (e.g. remnants of birds' food) in the nests of these birds, the effect of eating flesh on the growth of larvae has not been investigated. Laboratory experiments clearly showed that the development was faster, survival rate higher and body heavier just before pupation in larvae fed dried chicken meat with humus soil than in those fed only humus soil. We also investigated feeding behaviors of larvae of the beetle. A piece of chicken meat placed on the surface of humus soil was pulled under the soil by the larva, mostly at night. Video recordings made during the night showed that larvae came to the humus soil surface and ate the dried chicken meat or tried to take the meat under the soil. Our laboratory observations suggest that larvae in nature stay under the humus accumulated in bird nests during the daytime, and then come up to the surface mostly at night to actively seek and eat remnants of the birds' food.     

Mercury translocation in and evaporation from soil. III. quantification of evaporation of mercury from podzolized soil profiles treated with Hg Cl

Mercury evaporation from undisturbed iron‐humus podzol lysimeters was measured over 3 months after treatment with HgCl₂ spiked with radioactive ²⁰³Hg. The relative evaporation rate from HgCl₂ treated soils followed the sum of two exponential functions. Because evaporation asymptotically approaches zero with time, the integral of the fit curve represents the evaporative loss in percent of atmospheric deposition. For the soil investigated, about 5% of atmospheric Hg deposition was reemitted into the atmosphere. It is hypothesized that mercury evaporation can decrease the leaching of mercury in and from soil significantly; this effect is probably increasing with decreasing rain acidity or soil acidity. Mercury deposited as soluble salt remains susceptible to reemission to air for 300 d after incorporation into the soil matrix. Indications are found that Hg evaporation from soils in geological background areas predominantly derives from recent atmospheric Hg deposition and not from geological sources.     

牧草覆盖对坡面土壤矿质氮素流失的影响

利用室内模拟降雨试验,探讨了降雨、地表径流以及土壤矿质氮素有效作用深度（effective depth of interaction, EDI）的确定方法,研究了牧草覆盖对土壤矿质氮素EDI和地表流失的影响.结果表明,牧草覆盖增加了地表径流与表层土壤的相互作用,导致水土混合体深度增加,较深土层的土壤矿质氮通过溶解和解吸作用、对流 扩散作用等方式进入到地表径流中,矿质氮EDI增加.覆盖度越大,EDI值越大.与裸地相比,60％、80％和100％覆盖度处理中径流矿质氮平均浓度分别增加了34.52％、32.67％和6.00％,地表径流量分别减少了4.72％、9.84％和12.89％,侵蚀泥沙量分别减少了83.55％、87.11％和89.01％.60％和100％覆盖度处理的矿质氮地表流失总量分别为裸地处理的95.73％和84.05％,而80％覆盖度处理则为裸地处理的109.04％.草地植被对矿质氮素地表流失有“双重效应”：加剧了矿质氮向地表径流中的释放,使径流养分浓度高于裸地浓度;不同程度地减少了地表径流量和泥沙量及其养分含量.两种效应共同决定了土壤矿质氮素的地表流失量.     

汞矿山环境汞污染研究进展

汞矿山开采对周边环境的汞污染一直受到关注,尽管全球多数汞矿山已经相继停产、闭坑,但这些废弃的汞矿山仍然通过采矿所遗留的尾矿等固体废弃物、坑道废水和污染的土壤等对当地的环境和居民健康产生着持续的影响和危害.本文总结了环境样品中各形态汞的分析方法,评述了全球范围内汞矿的分布以及汞矿山开采和冶炼过程所造成的环境影响,提出了对于污染治理和风险评价的展望.     

牧草覆盖对坡面土壤矿质氮素流失的影响

利用室内模拟降雨试验,探讨了降雨、地表径流以及土壤矿质氮素有效作用深度（effective depth of interaction,EDI）的确定方法,研究了牧草覆盖对土壤矿质氮素EDI和地表流失的影响．结果表明,牧草覆盖增加了地表径流与表层土壤的相互作用,导致水土混合体深度增加,较深土层的土壤矿质氮通过溶解和解吸作用、对流-扩散作用等方式进入到地表径流中,矿质氮EDI增加．覆盖度越大,EDI值越大．与裸地相比,60％、80％和100％覆盖度处理中径流矿质氮平均浓度分别增加了34．52％、32．67％和6．00％,地表径流量分别减少了4．72％、9．84％和12．89％,侵蚀泥沙量分别减少了83．55％、87．11％和89．01％．60％和100％覆盖度处理的矿质氮地表流失总量分别为裸地处理的95．73％和84．05％,而80％覆盖度处理则为裸地处理的109．04％．草地植被对矿质氮素地表流失有“双重效应”：加剧了矿质氮向地表径流中的释放,使径流养分浓度高于裸地浓度;不同程度地减少了地表径流量和泥沙量及其养分含量．两种效应共同决定了土壤矿质氮素的地表流失量．