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《胶体态及溶解态有机质对土壤镉吸附的影响》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2023-03-02

  • 有机肥源有机质是土壤重金属环境归趋的重要外源影响因素。除溶解性有机质外,外源细颗粒态有机质对土壤重金属吸附特征的影响还缺乏研究。本研究以紫色土坡耕地、冬水田和水旱轮作田土壤为对象,通过吸附动力学试验和等温吸附试验,探索猪粪源胶体态有机质(COM,10~0.45 μm)和溶解态有机质(DOM,<0.45 μm)及其不同初始浓度对土壤镉(Cd)吸附行为的影响。结果表明,准二级动力学方程能更好地描述三种利用方式土壤对Cd的动态吸附(R2>0.90),Langmuir模型能更好地拟合Cd的等温吸附(R2>0.95),供试土壤对Cd的吸附均为强烈的非线性(Freundlich模型非线性指数<0.42)化学吸附。三种利用方式土壤对Cd的吸附强度(Qe、Qm、Kf)顺序为：水旱轮作田＞冬水田＞坡耕地,与土壤pH、有机质和粉粒含量正相关。猪粪源DOM比COM具有更大的抑制土壤Cd吸附的效应且二者均对水旱轮作田土壤吸附Cd的影响最明显。土壤Cd吸附量对猪粪源COM和DOM初始添加浓度(0~100 mg.C.L-1)的响应呈现较快(<30 mg.C.L-1)降低和平稳非显著增加的特征。对于重金属污染的耕地土壤,在施用外源有机肥时,应同时注重外源DOM和COM对土壤中重金属的潜在活化效应,尤其是降雨径流中重金属的动态变化。

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  • 《生物炭、粪肥和沼液施用对农田土壤中胶体磷粒径分布及组成的影响》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-04-11
    • 生物炭、粪肥和沼液等有机肥长期施用可有效提高农田土壤磷素水平，但目前关于上述有机肥施用对土壤胶体磷的内在影响机制缺乏深入了解。本研究在浙江省生物炭、粪肥和沼液等有机肥施用的农田土壤中采集了12种土壤样品，利用超速离心和超滤方式对胶体磷亚级组分进行有效分离后，开展了纳米胶体磷（NCP：1-20 nm）、细胶体磷（FCP：20-220 nm）、中胶体磷（MCP：220-450 nm）粒径分布及组成特征研究，阐明了生物炭、粪肥和沼液施用对农田土壤中胶体磷粒径分布及组成的作用机制（图1）。 本研究验证了课题组先前关于土壤胶体磷在区域尺度上具有空间分布格局特征的研究结论，进一步明确了胶体磷释放是施用有机肥的土壤中磷素运移的关键过程（图2）；通过分析比较土壤中纳米胶体、细胶体和中尺寸胶体磷的含量及成分差异，获得了土壤胶体磷亚级组分形成的主要决定因素（图3），揭示了不同外源碳输入策略对土壤胶体磷亚级组分含量的影响机制，为农田磷素流失精准阻控提供了重要依据。 摘要图 图1 有机肥施用土壤中胶体磷亚级组分释放机制 图2 土壤溶液中总溶解磷（TDP）在（A）溶解无机磷（DPi）和溶解有机磷（DPo；以TDP的%计）；（B）胶体磷（Pcoll）和真溶解态磷（TSP）分布（均以TDP%计）；胶体磷在不同粒径范围内：（C）全部粒径尺寸1-450 nm、（D）纳米胶体颗粒（NC，1-20 nm）、（E）细胶体颗粒（FC,20-220 nm）、（F）中胶体颗粒（MC，220-450 nm）中的无机（Picoll）及有机（Pocoll）磷分布（均以Pcoll%计） 图3 胶体磷（Pcoll、Picoll、Pocoll）与其他胶体（OCcoll、Fecoll、Alcoll、Mgcoll、Cacoll、Sicoll和Mncoll）在纳米（NC；1 − 20纳米），精细-（FC；20 − 220纳米）和中等尺寸（MC；220 − 450nm）上（A）Pearson相关系数（B）主成分分析（PCA）以及（C）模型精度剖析 文章结论 胶体颗粒作为土壤磷素迁移的关键载体，增加了磷素在土-水界面的潜在流失风险； 相比于粪肥和沼液施用土壤，生物炭的输入有效降低了土壤中的胶体磷含量，其具体机制有待进一步探索； 在三种不同粒径尺寸的胶体颗粒中，有机碳始终是胶体磷形成的主要决定因素，但其他胶体成分的作用重要性在胶体磷不同亚级组分中有所不同； 纳米胶体磷与Ca相关，中尺寸胶体磷与Mn/Fe/Al相关，而细胶体磷与Ca/Mn/Fe/Al均相关。
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  • 《水稻土溶解性有机质与Cu2+结合过程及机制研究》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2023-03-02
    • 农业土壤中Cu的迁移转化对生物体健康产生重要影响，然而，水稻土中的溶解性有机质(DOM)与Cu的结合过程和机制还不清楚。本研究通过动态光散射、三维荧光、同步荧光以及X射线光电子能谱(XPS)等方法，探究水稻土中DOM的粒径、光谱和结构特征及其与Cu2+的结合过程及机制。结果表明，土壤DOM的SUVA254值为(3.25±0.07) L·(mg·m)-1低于4，其亲水性较高同时芳香性偏低，并且其芳香结构中含有较多的含氧官能团。水稻土DOM的构成以类富里酸和类腐殖酸为主，Cu2+与类腐殖酸络合稳定常数(logKM=5.07)高于类富里酸(logKM=4.81)。表明稻田土壤DOM中的类腐殖酸组分与Cu2+优先结合，尤其以短波类腐殖酸其中的酚基、羟基和酚羟基等含氧基团对Cu2+的添加表现得更为敏感。另外，DOM表面疏松的介孔结构、负电荷和羟基、酚羟基以及氨基等官能团对Cu2+吸附起到关键作用。该研究有助于进一步认识水稻土中的DOM与Cu2+之间的微观作用机制，为水稻土中Cu2+的迁移转化提供新的视角。
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