检索结果-南通市图书馆

作者：杜婧西北农林科技大学

学位级别：硕士

基于梯度扩散薄膜技术评价土壤硒的生物有效性

作者：彭琴西北农林科技大学

学位级别：硕士

土壤中有效硒的含量关系其在环境中的迁移、转化及归趋,准确评价土壤中硒的生物有效性是农艺硒生物强化和硒污染地区风险评价的基础。常用的化学浸提易产生二次吸附和再分配,且浸提条件不统一,使得结果间缺乏可比性。梯度扩散薄膜技术(D... 详细信息

土壤中有效硒的含量关系其在环境中的迁移、转化及归趋,准确评价土壤中硒的生物有效性是农艺硒生物强化和硒污染地区风险评价的基础。常用的化学浸提易产生二次吸附和再分配,且浸提条件不统一,使得结果间缺乏可比性。梯度扩散薄膜技术(DGT)是一种新兴的被动采样方法,已用于土壤中重金属和部分类金属有效性的评价并取得了良好结果。本研究在明确了土壤硒的形态和价态与有效性关系的基础上,探讨了DGT测定土壤有效态硒含量的基础条件,并将DGT技术与单一浸提、连续浸提法与盆栽试验相结合,系统探究了DGT方法评估不同外源硒种类、植物种类、土壤类型中硒生物有效性的可靠性和准确性,明确了DGT测得的土壤有效硒的来源;通过DGT测得的数据和DIFS模型拟合,分析了外源亚硒酸盐(Se(IV))和硒酸盐(Se(VI))在不同土壤老化中生物有效性的变化,初步建立了基于DGT评价硒生物有效性的方法体系。得到的主要结果如下:1.明确了用于两种外源硒在土壤中硒生物有效性评价的硒形态和价态。植物生长影响外源硒处理土壤中硒的形态分布、转化和生物有效性。小白菜收获后,Se(VI)处理的土壤有效硒含量显著降低,而Se(IV)处理的土壤则只有轻微的下降;有机结合态硒在Se(IV)处理土壤中上升,而在Se(VI)处理土壤中却下降;Se(VI)处理的铁锰氧化物结合态硒含量随着作物生长增大。相关分析表明:交换态四价硒(EXC-Se4+)是Se(IV)处理土壤硒的主要形态,可用于评价Se(IV)处理土壤的硒的生物有效性;土壤可溶态六价硒(SOL-Se6+)是外源添加Se(VI)土壤中硒生物有效性的评价的指标。2.初步证明DGT能很好地表征Se(VI)处理土壤中硒的生物有效性。伴随不同作物对硒的动态吸收,DGT方法测得的Se(IV)处理的土壤硒含量与连续浸提法测定的硒形态动态趋势一致,随作物生长均无明显改变;而用DGT方法测得的Se(VI)处理土壤硒含量和SOL-Se6+含量均随作物硒吸收显著下降。统计分析表明,Se(VI)处理土壤DGT测定的有效硒主要来源于SOL-Se6+和交换态六价硒(EXC-Se6+),而Se(IV)处理的土壤SOL-Se4+很可能是DGT测定的有效硒的主要来源。Se(VI)处理中,紫甘蓝、西兰花和芥菜硒含量与土壤SOL-Se6+和EXC-Se6+呈显著正相关,而小麦硒含量仅与可溶态硒含量有关,与可交换态硒含量无关。与此不同,DGT测定的硒含量与四种供试植物硒含量均呈显著正相关。3.证实DGT可以准确地预测Se(VI)在不同土壤中的老化过程中硒的生物有效性的变化。伴随外源Se(IV)和Se(VI)在土壤中的老化,Se(IV)处理的3种供试土壤中的可溶态和可交换态硒含量占总硒比例均下降,而铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态逐渐升高;Se(VI)处理的栗钙土和黑土中仅可溶态硒含量显著下降,其余4种硒形态均升高,且逐渐趋向平衡。但Se(VI)处理的紫色土中老化100天各形态仍未达到平衡。DGT方法测得Se(IV)处理的栗钙土的有效硒含量显著高于黑土和紫色土,且有最短的响应时间和最快的解吸速率;而Se(VI)处理却以碱性的栗钙土DGT测得的硒含量最低。此外,DGT测得的Se(VI)处理的土壤有效硒含量显著高于同种土壤Se(IV)处理的有效硒。4.明确了DGT方法对外源添加Se(VI)土壤硒的生物有效性评价几乎不受土壤基本性质的影响。不同土壤同种硒处理有效硒的含量受土壤基本理化性质的影响相差明显,小白菜的地上部和根部硒含量也与此相一致,尤以Se(IV)处理各土壤间的差异显著。不同浸提方法与植物硒含量的相关分析表明,HAc溶液不宜用于预测Se(IV)处理的土壤中硒的生物有效性,而KH2PO4-K2HPO4缓冲溶液和AB-DTPA均可以预测植物硒吸收,但结果均受到土壤理化性质的影响。土壤中的碳酸盐含量会轻微地影响DGT方法评估Se(IV)处理土壤硒的生物有效性;DGT方法对外源添加Se(VI)土壤硒的生物有效性评价不受土壤基本性质的影响,且其对植物硒吸收的预测方程的决定系数高于传统的化学浸提法。因此,如果在大范围内评估不同类型土壤硒的生物有效性时,DGT技术是一种较优的选择。综上所述,DGT方法用于评价土壤硒的生物有效性基本可行,与其他化学浸提法相比,展现了明显的优势,它能更真实地模拟植物根系从土壤中吸收硒的动态过程,且适用于不同土壤硒有效性的评估,是一种具有发展前景的测定土壤有效硒含量的技术方法。

土壤中外源硒酸盐和亚硒酸盐的老化过程

作者：满楠西北农林科技大学

学位级别：硕士

土壤对外源硒的吸附行为影响其在土壤中的环境化学行为及其生物有效性，外源硒在土壤中的形态转化随时间有较大变化可以反应其老化的过程。因此，本文选择我国18种典型农田土壤作为受试对象，研究了解亚硒酸盐和硒酸盐的吸附解吸行为和... 详细信息

土壤对外源硒的吸附行为影响其在土壤中的环境化学行为及其生物有效性，外源硒在土壤中的形态转化随时间有较大变化可以反应其老化的过程。因此，本文选择我国18种典型农田土壤作为受试对象，研究了解亚硒酸盐和硒酸盐的吸附解吸行为和老化现象，探究其吸附解吸规律，及土壤中各硒形态随时间的变化趋势;总结土壤硒形态和价态和土壤理化性质之间的关系，主要得到以下结果： 1. Langmiur和Freundlich模型能够很好地描述硒浓度在0.15.82mg/kg范围内的吸附特性，3.14mg/kg硒浓度处理的实际吸附量高于Langmiur模型拟合的结果，但可用Freundlich模型进行拟合。土壤对亚硒酸盐的吸附量与土壤pH值呈显著负相关(P <0.05)，与无定形铁含量呈显著正相关(P <0.05);土壤有机质对硒浓度1.82mg/kg以上处理的硒吸附有间接影响;此外，土壤碳酸盐含量对硒吸附也有显著的间接影响。土壤与亚硒酸盐的结合强度仅与土壤pH值呈显著负相关(P <0.05)，而与其他土壤理化性质无关。 2.土壤硒解吸量表现为与吸附量大小相反，解吸率在1.82mg/kg时达到最大，硒的解吸率与土壤pH值显著正相关(P<0.05)，与无定型铁含量呈负相关(P<0.05);但其与Langmuir方程拟合得到的硒吸附强度K无显著相关，与最大吸附量显著负相关(P <0.05, n=18)。土壤中硒的固液分配系数(K值)与pH值成显著负相关(P <0.01)，不同pH值土壤的K值差异较大;土壤硒K值随外源硒浓度增加显著降低(P <0.05)，在1.82mg/L处理时达到最低，而在3.14mg/L硒处理时土壤硒的K值又升高趋势。亚硒酸盐在我国18种土壤中的吸附解吸行为主要受土壤pH、土壤无定形铁、有机质等的影响。 3.硒酸盐在我国18种土壤中的吸附解吸行为基本一致，不同理化性质的土壤对硒酸盐的吸附行为影响差异不大，在选取的我国除云南的赤红土和湖南的红壤外，其余的16种土壤中，其在外源初始硒浓度小于0.5mg/L时，土壤对硒的吸附量低于检出限，最大吸附量均约为18mg/kg，且吸附量均随硒初始浓度的增加而增大。在云南赤红土壤和湖南的红壤中，吸附量随初始浓度逐渐增大且且最大值分别为26.9和29.0mg/kg。 4.施入外源亚硒酸盐和硒酸盐后，不同土壤中各硒的形态存在差异。在施入亚硒酸盐时，水溶态的硒含量最低，大部分硒被土壤吸附，而可交换态及碳酸盐结合态则占到了总硒的60%左右，其次为铁锰氧化物结合态硒，占到了总硒的20%-40%，有机结合态及元素态硒占10%-20%。在施入硒酸盐时，土壤中硒主要以可交换态及碳酸盐结合态存在，但低于亚硒酸盐处理，且平衡时间更长，因此可溶态六价硒在部分土壤中有剧烈下降变化;铁锰氧化物结合态硒的含量随时间表现出略有升高，而有机结合态及元素态则为下降但其含量高于亚硒酸盐处理条件的含量。施入外源硒后土壤中各硒形态再141天时已基本达到稳定。土壤中各硒形态与土壤pH值、有机质、碳酸盐、无定形铁含量、阳离子交换量、电导率和黏粒均有不同程度的显著相关性。 5.在施入不同价态硒时，Uts值始终以辽宁棕壤最小，其中施入四价硒时最小值为1.04而施入六价硒时为0.36，前者是在141天时达到最小而后者则随时间逐渐较小;在施入不同外源硒时Uts值的最大值随处理天数有一定变化，在亚硒酸盐处理条件下，江西红壤的Uts值最大为17.4，其随时间呈先增大后逐渐平稳的趋势;在施入硒酸盐条件下，山东褐土在18天时有最大Uts值值为19.5，随后其值逐渐降低，而江西红壤的Uts值随时间波动增加，至后期其值达到17.4并保持平稳。施入亚硒酸盐和硒酸盐后，土壤中IR值均低于空白值且云南赤红壤中IR值高于其他土壤。

介质阻挡放电降解微污染水源水中腐殖酸的研究

作者：任景俞西北农林科技大学

学位级别：硕士

腐殖酸(humic acid,,HA)广泛存在于天然水体中。研究表明,HA是大骨节病的病因之一,饮用水源水中HA含量升高,会增加当地居民患大骨节病的概率;同时,在饮用水的消毒过程中,HA会与氯反应产生致癌的消毒副产物,严重危害人体健康。然而,传统... 详细信息

腐殖酸(humic acid,,HA)广泛存在于天然水体中。研究表明,HA是大骨节病的病因之一,饮用水源水中HA含量升高,会增加当地居民患大骨节病的概率;同时,在饮用水的消毒过程中,HA会与氯反应产生致癌的消毒副产物,严重危害人体健康。然而,传统的HA去除方法,无法满足高效且无二次污染的要求,不适宜应用在饮用水源水的处理中。因此,亟需开发一种高效且无二次污染的水中HA的去除方法。高压放电等离子体技术是一种高级氧化技术,它具有操作简单、去除效率高、无二次污染等特点。其中,介质阻挡放电(DBD)因其具有放电均匀稳定、电极不易腐蚀等优点,近些年来得到了广泛的关注与研究。基于此,本论文提出通过DBD去除水源水中的HA,主要围绕DBD对水中HA的降解特性、降解机理以及DBD与活性炭(AC)联用去除水中HA等方面展开研究。主要研究内容如下:1.通过考察放电电压、通气流量、溶液初始p H、溶液初始浓度、共存阴阳离子对HA降解效果的影响,研究了DBD对HA的降解特性。结果表明,在放电电压为19.6 k V、通气流量为160 L/h、溶液初始浓度为30 mg/L、溶液初始p H为6.5的实验条件下,放电处理40 min,HA的降解率达到89.4%。提高放电电压有利于HA的降解;增加通气流量和溶液初始p H对HA的降解呈现先促进后抑制的影响;增加溶液初始浓度不利于HA的降解;Cu、CO和Cl对HA的降解具有明显的抑制作用;在处理的前5 min,Fe的存在促进了HA的降解,但处理5 min后,HA的浓度基本不再变化;SO和NO对HA降解的影响可忽略不计。2.通过投加羟基捕获剂、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、特征紫外吸光度(SUVA)、特征值比值、傅里叶红外光谱(FTIR)、激发-发射矩阵荧光光谱(EEM)、扫描电镜(SEM)等手段,研究了DBD对HA的降解机理。结果表明,DBD降解HA过程中羟基自由基被产生,并且参与了HA的降解;放电处理后,HA的C-H键被打开,含氧官能团含量增加,显色基团和芳香度逐渐减少;HA的表面基团与活性物质反应后发生联桥效应使得HA表面变得均匀平坦;同时,HA从大分子有机物逐渐转化为小分子有机物,最终被矿化为CO和H2O。3.采用DBD-AC联用处理水中HA。通过考察AC对HA的吸附等温线、吸附动力学和AC对HA的吸附效果,研究了AC对HA的吸附特性;分析了AC和DBD联用对HA的降解效果,并借助主要活性物质测定、FTIR、SEM等手段,探讨了联合体系对HA的降解机理。研究发现,AC对HA的吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学符合准一级吸附动力学模型;AC投加量的增加能提升HA的吸附量;相比于单独DBD处理,DBD-AC联用可以明显增加HA的降解率;FTIR结果表明,联用体系处理HA后,AC的C-O键、-OH键、C=C双键均有所减少;SEM观察发现,AC吸附HA后,表面孔洞结构减少,形貌更加均匀。

秦皇岛休闲农业旅游发展现状分析

作者：陈洪宇西北农林科技大学

学位级别：硕士

休闲农业旅游是一种新型旅游形式,是休闲旅游与农业生产相结合的综合性产业。休闲农业主要利用自然生态环境资源,结合农业生产资源、农业文化,发展观光、休闲、旅游的一种农业生产经营形态。休闲农业在使游客获得休闲体验、了解农业文... 详细信息

休闲农业旅游是一种新型旅游形式,是休闲旅游与农业生产相结合的综合性产业。休闲农业主要利用自然生态环境资源,结合农业生产资源、农业文化,发展观光、休闲、旅游的一种农业生产经营形态。休闲农业在使游客获得休闲体验、了解农业文化的同时,开发了农业资源,调整了农业结构,改善了农业环境,增加了农民收入。发展休闲农业对农业、旅游业等方面都有重要意义,尤其对解决“三农”问题意义重大。秦皇岛市具有天然的自然资源、稀缺的生态环境、独特的民俗文化,伴随着京津冀协同发展,合理的开发休闲农业旅游是拓展秦皇岛市农业功能,提高农民收入,优化和调整农村产业结构,带动发展相关产业,改善农村环境,增加农民就业机会等方面有很强的促进作用。但在开发过程中,同时存在着人才匮乏,管理混乱,产品同质化严重,基础设施简陋等问题。本文采用文献调查、专家访谈和比较研究等形式,介绍国内外休闲农业的发展概况及休闲农业的相关理论进行总结,分析秦皇岛休闲农业旅游的现状及其发展优势,探讨其发展过程中出现的问题,应用SWOT分析方法对秦皇岛休闲农业进行了研究,提出适合秦皇岛市休闲农业旅游发展的对策和建议,主要研究结论如下：(1)通过对国外比较发达国家和和国内发展比较成熟的城市进行介绍和分析表明,休闲农业在发展的过程中应当在政府的帮助和干预下,进行适度开发,注意发挥休闲农业的功能性,注意引入多元化的投资途径,注意实体建设和创意营销策略的实施。(2)在现有对休闲农业旅游的研究基础上,对休闲农业进行界定：拥有的农业资源为前提,在旅游内容方面,在旅游的主题之上,进行、合理的设计、施工、管理的科学化、进行农产品和旅游的融合以及农艺和旅游观赏的有效结合,将农村以及农业的作用充分展现出来,满足消费者的度假、健身、观光等多种复合型娱乐和体验要求的旅游形式。(3)通过对秦皇岛市休闲农业SWOT的分析得出：秦皇岛的自然条件优越、农业资源丰富、区位条件便利、乡土文化浓郁、旅游资源多样。休闲农业的发展还属于初级阶段,要想良好的发展基础在于科学规划、发展相关产业,利用政府的政策支持,调动调配好资金,发展有创意、体验强的。提出四种战略,即发展战略、扭转战略、多元化战略、保守战略。(4)发展秦皇岛休闲农业的主要对策：秦皇岛市休闲农业的发展应发挥政府引导、科技带动、项目推动等方面的积极作用;完善政策机制,引进高素质人才为休闲农业的发展提供智力支持;开发有特色、有文化的旅游产品,突出项目的体验性,促进休闲农业与文化产业融合发展;强化旅游管理部门的职能,优化发展环境,构建休闲农业发展的支撑体系;推动休闲农业旅游与秦皇岛“智慧旅游”工程相融合。

石灰性土壤中不同硝化抑制剂的抑制效果及其机理探讨

作者：张妹婷西北农林科技大学

学位级别：硕士

尿素作为农业生产中广泛应用的氮肥,研究其在土壤中的转化过程具有重要的意义。尿素施入土壤后,在脲酶的作用下水解,其水解产物除增加土壤中的铵态氮以外,其余通过硝化及反硝化作用、氨挥发、淋失与径流等途径损失,不仅造成肥料的大量浪... 详细信息

尿素作为农业生产中广泛应用的氮肥,研究其在土壤中的转化过程具有重要的意义。尿素施入土壤后,在脲酶的作用下水解,其水解产物除增加土壤中的铵态氮以外,其余通过硝化及反硝化作用、氨挥发、淋失与径流等途径损失,不仅造成肥料的大量浪费,还成为环境中氮污染的主要途径。近年来,许多国家已经将硝化抑制剂应用到实际生产中来减少氮素损失,通过硝化抑制剂的施用来调控氮素的转化,减缓硝化过程的进行,是实现氮肥高效管理与利用的有效手段,特别是在减少硝酸盐淋溶损失和氮氧化物排放方面具有显著作用,其在提高氮肥利用率、减轻环境污染方面已显示了广阔的应用前景。本文通过研究不同硝化抑制剂在石灰性土壤上的抑制效果及其机理,比较了不同种类、不同浓度的硝化抑制剂的抑制效果,并探讨了硝化抑制剂在酶学和微生物学上的抑制机理,旨在选择石灰性土壤上较理想的硝化抑制剂,为进一步提高氮素利用率,减少环境污染提供依据。结果表明: 1.硝化抑制剂DMPP、DCD和AM能够有效延缓尿素的水解、显著抑制土壤中NH4+-N的氧化作用,能够较长时间保持较高的NH4+-N含量,使得硝化作用延滞了358d,降低了NO3-淋溶及NO2--N累积的可能性。各抑制剂处理明显向后推迟了NO3--N的释放高峰期(硫脲除外),对硝化作用有明显的抑制作用,提高了尿素的利用率。各处理的硝态氮、铵态氮、电导率和pH之间有显著的相关性,土壤硝态氮含量随EC值的增大而增大、随pH值的增大而减小,而土壤铵态氮与EC值和pH值的变化较硝态氮变化趋势相反。各硝化抑制剂的抑制能力强弱顺序为DMPP≈DCD>AM(p<0.05),本试验条件下,TU未表现出抑制效果。 2.土壤铵态氮含量随硝化抑制剂DMPP和DCD用量的增多而增大,亦即硝化抑制率随硝化抑制剂施用量的增加而增大。DCD施用量相对高的处理的土壤NH4+-N含量显著高于或者NO3--N含量显著低于DCD施用量少的处理(p<0.01)。对于不同浓度的DMPP处理,在培养的前17 d里高浓度的DMPP对硝态氮的生成有更好的抑制作用。而同等用量的硝化抑制剂相比较,DMPP的硝化抑制率显著高于DCD处理(p<0.05),较低浓度的DMPP就可提供持续稳定、经济环保的硝化抑制作用。 3.硝化抑制剂DMPP、DCD、AM和TU对土壤中的脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶均有不同程度的影响,并且通过影响土壤不同酶活性的变化而对该过程中氮素的转化起作用。通过土壤不同酶活性与氮素含量之间的相关和显著性分析,说明土壤亚硝酸还原酶与土壤氮形态关系密切,土壤亚硝酸还原酶活性越高,土壤铵态氮含量也越高,硝态氮含量则越低。 4.土壤中氮的硝化作用是土壤微生物调控的生物化学过程,酶活性的大小源于土壤微生物代谢和活动的结果。对土壤氨氧化菌数量的直接测定结果表明:硝化抑制剂DMPP是通过对土壤氨氧化菌群落的直接快速且强烈地抑制来实现其硝化抑制作用的,并且0.5%DMPP处理在培养前期的抑制效果更高。建议在石灰性土壤中以0.5%DMPP作为氮素抑制剂。

硒酸盐对两种不同价态砷在土壤—植物体系中的解毒作用

作者：李亚楠西北农林科技大学

学位级别：硕士

砷是土壤中危害最大、污染最严重的污染物之一,对动植物都有很高的毒性。进入土壤中的砷会抑制植物的正常生长,甚至通过食物链影响人体健康。已有研究证实:外源施加适量硒能缓解阳离子重金属对植物的胁迫作用,但砷为阴离子金属,硒对砷... 详细信息

砷是土壤中危害最大、污染最严重的污染物之一,对动植物都有很高的毒性。进入土壤中的砷会抑制植物的正常生长,甚至通过食物链影响人体健康。已有研究证实:外源施加适量硒能缓解阳离子重金属对植物的胁迫作用,但砷为阴离子金属,硒对砷在土壤-植物体系中的解毒作用机制尚不清楚。因此,本研究选用十字花科植物小白菜为供试材料,通过土培盆栽试验,研究了外源硒与两种价态砷复合处理对小白菜生长、硒砷吸收转运、生理代谢及光合作用的影响,并从土壤硒、砷形态转化方面探究了硒砷复合作用对土壤硒、砷生物有效性的影响机制,旨在揭示外源施入硒酸盐缓解土壤-植物体系中砷胁迫的作用机制。得到的主要结果如下:1.低浓度硒(0.5 mg/kg)与60 mg As/kg砷酸盐复合处理与对应的单施砷酸盐处理相比,小白菜株高、地上和地下部生物量增加,但低浓度硒(0.5 mg/kg)与100 mg As/kg砷酸盐复合处理中,小白菜各生长指标(根长、株高、生物量)较对应单施砷酸盐处理显著下降;与此不同,低浓度硒(0.5 mg/kg)与亚砷酸盐复合处理小白菜各生长指标较对应的单施亚砷酸盐处理均呈下降趋势。与砷的种类无关,高浓度硒(2.5mg/kg)与砷复合处理对小白菜生长的影响均表现为协同毒害作用。2.硒砷复合处理影响小白菜对砷的吸收与转运。硒与30、60 mg As/kg亚砷酸盐复合处理抑制了小白菜对砷的吸收,而硒与100 mg As/kg亚砷酸盐复合处理却促进了小白菜对砷的吸收;硒与砷酸盐复合处理促进了小白菜地下部对砷的吸收;此外,施硒抑制了两种砷从小白菜地下部向地上部的转运。与砷的种类无关,硒砷复合处理小白菜地上和地下部硒含量较单施硒处理均显著增加,且硒的转运系数(TF)较对应的单施硒处理显著升高,说明砷促进了小白菜对硒的吸收和转运。3.硒与亚砷酸盐复合处理产生协同毒害效应,导致小白菜过氧化指标(电解质外渗率、超氧阴离子自由基、丙二醛)和脯氨酸含量较对应的单施砷处理上升,抗氧化指标(谷胱甘肽过氧化酶)、硝酸还原酶活性及光合作用指标(叶绿素SPAD值、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO浓度)均较单施砷处理下降。低浓度硒(0.5mg/kg)与60 mg As/kg砷酸盐复合处理,小白菜抗氧化指标(谷胱甘肽过氧化酶)、硝酸还原酶活性及光合作用指标较单施砷处理显著升高,从而缓解了砷的毒害,表现为小白菜过氧化指标和脯氨酸含量较单施砷处理降低,说明适量施硒缓解了砷酸盐对小白菜的毒害作用;高浓度硒(2.5mg/kg)与砷酸盐复合处理小白菜过氧化指标和脯氨酸含量较对应的单施砷处理升高,说明高浓度硒与砷酸盐复合处理对小白菜产生了协同毒害作用,亦即硒对砷酸盐的毒害或解毒作用取决于硒的浓度。4.与砷的种类无关,砷与低浓度硒(0.5 mg/kg)复合处理提高了土壤硒的生物有效性,土壤可溶态硒占总硒比例较对应单施硒处理显著提高了5.79%～11.96%;而砷与高浓度硒(2.5 mg/kg)复合处理,土壤中可溶态硒、可交换态硒和有机结合态硒占总硒比例较对应单施硒处理显著下降,说明砷降低了土壤硒的生物有效性。与此相反,硒砷复合处理提高了土壤砷的生物有效性,表现为土壤易溶态砷、铝结合态砷、钙结合态砷占总砷比例较对应单施砷处理分别增加了3.83%～6.15%、4.63%～11.14%、1.89%～9.63%,而残渣态砷占总砷比例较对应单施砷处理显著降低,施硒促进了土壤砷向更易被植物吸收的形态转化。综上所述,低浓度硒与中低浓度砷酸盐复合处理增加了土壤硒的生物有效性,促进植物对硒的吸收转运,改善小白菜的生理代谢和光合作用,从而缓解砷了的毒害作用;硒与亚砷酸盐复合处理提高土壤砷的生物有效性,对小白菜产生协同毒害作用。因此,实际应用中应综合考虑施硒浓度和土壤中砷的种类和浓度。

外源硒酸盐在不同土壤中的运移行为研究

作者：冯璞阳西北农林科技大学

学位级别：硕士

硒酸盐作为作物吸收硒的主要形式,其进入土壤后的运移在很大程度影响其生物有效性,而硒的运移又受到吸附解吸作用及土壤理化性质等的影响。因此,本文用柱实验探讨了6种土壤中硒酸盐的淋溶特点及淋溶前后不同深度土壤各形态硒含量的变化... 详细信息

硒酸盐作为作物吸收硒的主要形式,其进入土壤后的运移在很大程度影响其生物有效性,而硒的运移又受到吸附解吸作用及土壤理化性质等的影响。因此,本文用柱实验探讨了6种土壤中硒酸盐的淋溶特点及淋溶前后不同深度土壤各形态硒含量的变化,并采用批实验的方法研究了全国18种不同理化性质土壤对硒酸盐的吸附解吸行为,探讨了土壤理化性质对吸附解吸的影响;旨在为外源硒酸盐施入土壤后有效性的评价提供依据。得到以下主要结果:1.6种不同土壤的穿透曲线(BTCS)显示,随着SeO淋溶液浓度的增大,溶质的起始出流时间、出现峰值的时间均减短。SeO达到峰值所需时间与土壤p H(P黑土≈紫色土>红壤。模拟降雨条件下土壤SeO的淋洗率均大于50%,小于90%,说明土壤对SeO吸附可逆,运移能力强。添加了外源硒酸盐并平衡30天后,土壤硒主要以可溶态存在(62%3.31%),铁锰氧化物结合态最少(0.4%.52%)。经雨水淋溶后,6种土壤硒主要以残渣态为主,形态分布向稳定形态转化,硒有效性降低。经雨水淋溶后,土壤硒各形态间的分布较淋溶前土壤的差异很大(Uts值:2.612.72);淋溶后IR值均很高(0.68.85),有效性明显降低,SeO运移较明显,环境风险较高。4.土壤对硒的吸附解吸因土壤理化性质的不同差异很大。18种土壤对SeO的吸附均是一个先快后慢的过程,在24 h达到吸附平衡;二级动力学方程为描述SeO吸附的最佳模型(R2>0.976),18种土壤对SeO吸附大多符合Freundlich模型(R2>0.842);土壤对SeO吸附量与p H值(P<0.01)、碳酸盐含量(P<0.05)呈负相关,而与无定型铁、铝含量(P<0.01)及有机质含量(P<0.05)呈正相关;18种土壤对SeO吸附的固液分配系数(Kd值)均很低(0.99 L·kg-18.18 L·kg-1);土壤SeO解吸率均大于80%,表明吸附是可逆的;土壤吸附SeO的低Kd值和高解吸率反映了硒酸盐易迁移淋溶的特性,这应当在区域环境硒的评价和调控中受到关注。土壤理化性质影响硒酸盐的吸附解吸及运移行为,经雨水淋溶后土壤硒各形态间的分布向稳定形态转化,有效性明显下降,硒酸盐易迁移,环境风险较高,应当在区域环境硒的评价和调控中受到关注。

外源硒对镉污染土壤中硒、镉形态转化及其生物有效性的影响

作者：刘杨西北农林科技大学

学位级别：硕士

土壤中重金属镉的毒害作用会抑制作物生长,适量施硒能缓解镉对植物的胁迫作用,有关硒镉相互作用对植物硒、镉吸收和转运的影响已有很多研究,但有关不同外源硒种类及用量对镉解毒作用的差异及其机理尚不清楚。且现有的大多数研究多采用... 详细信息

土壤中重金属镉的毒害作用会抑制作物生长,适量施硒能缓解镉对植物的胁迫作用,有关硒镉相互作用对植物硒、镉吸收和转运的影响已有很多研究,但有关不同外源硒种类及用量对镉解毒作用的差异及其机理尚不清楚。且现有的大多数研究多采用外源添加镉的污染土壤为研究对象,有关对外源硒对自然镉污染土壤的镉形态及有效性的影响尚未见系统报道。因此,本研究选用自然镉污染土壤及十字花科植物小白菜为供试材料,利用盆栽试验研究了不同外源硒对小白菜生长及硒、镉吸收的影响,探究了外源硒施入对镉污染土壤中硒、镉形态转化及其生物有效性的影响,旨在为实际生产中施入外源硒达到作物富硒降镉的目标提供科学依据。得到的主要结果如下:1.外源施硒可以显著降低小白菜对镉的吸收,但是不同外源硒对小白菜镉吸收的影响不同,生长35天和生长70天的小白菜地上部的镉浓度均随施入硒量的增大呈先增加后降低的趋势,以施入0.5 mg/kg的硒酸盐或1 mg/kg亚硒酸盐对镉吸收的抑制作用最大。总体来讲,1 mg/kg的亚硒酸盐处理较同等浓度的硒酸盐在降低小白菜地上部镉积累效果更明显,且在小白菜生长70天作用效果显著大于35天。小白菜各部位的硒浓度随外源硒施入浓度的增加而增大,且不同种类外源硒对不同生长时期对小白菜硒吸收的影响不同:亚硒酸盐处理生长70天的小白菜地上部和地下部的硒浓度与生长35天的处理间无较大差异;而硒酸盐处理的小白菜地上地下部的硒浓度随生长时间的延长均呈降低趋势。2.外源硒的添加可以缓解土壤镉对小白菜生长的胁迫作用,且同一外源硒对小白菜的生长变化的影响与小白菜的生长时期无关。亚硒酸盐处理小白菜株高、地上部生物量、地下部生物量均显著大于未施硒处理,且低浓度(≤1 mg/kg)的亚硒酸盐处理的小白菜的SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间CO浓度及生物量和株高显著高于未施硒处理。对于硒酸盐处理,低浓度(≤1 mg/kg)处理促进了小白菜的生长,但高浓度(2.5 mg/kg)处理对小白菜的生长产生毒害作用,表现为其株高、地上部和地下部生物量、净光合速率、气孔导度等显著低于未施硒对照处理。3.施硒影响着镉污染土壤中镉的形态分布,土壤中可交换态镉占总镉的比例显著低于未施硒处理对照,且碳酸盐结合态镉的比例升高,导致土壤中镉的有效性降低,从而降低了小白菜对镉的吸收。亚硒酸盐处理的土壤中硒主要以可交换态和铁锰氧化物结合态的形式存在,硒酸盐处理的形态主要为可溶态。随着小白菜生长时间的延长,亚硒酸盐处理的土壤有效态硒的含量逐渐增加,而残渣态硒则随生长时间的延长逐渐降低。而酸盐处理土壤中可溶态硒占总硒的比例随生长时间的延长呈显著下降趋势,但可交换态硒占总硒的比例则呈显著增加趋势。因此,外源施硒影响土壤中硒、镉的形态转化,降低小白菜对镉的吸收,亚硒酸盐较硒酸盐、低浓度(≤1 mg/kg)硒较高浓度(2.5 mg/kg)硒对镉解毒作用更为显著,高浓度硒酸盐与土壤中镉存在协同胁迫作用。因此应综合考虑施硒种类和价态,以达到镉污染土壤的安全利用及作物“富硒降镉”的目的。

铜、铬单一及复合体系在两种黏土矿物中吸附的差异及其机理研究

作者：刘娟娟西北农林科技大学

学位级别：硕士

目前，含铜农药和饲料添加剂的大量使用，以及采矿、电镀、制革等行业废水的排放，使得土壤中Cu-Cr复合污染日益严重。铜以金属阳离子的形式存在，而铬以金属阴离子酸根(Cr6+)或者氢氧化物(Cr3+)的形式出现，当两者共存于土壤中时，必... 详细信息

目前，含铜农药和饲料添加剂的大量使用，以及采矿、电镀、制革等行业废水的排放，使得土壤中Cu-Cr复合污染日益严重。铜以金属阳离子的形式存在，而铬以金属阴离子酸根(Cr6+)或者氢氧化物(Cr3+)的形式出现，当两者共存于土壤中时，必然会对其各自在土壤中的迁移、转化产生影响。黏土矿物广泛存在于地表岩石和土壤中，矿物对重金属离子的吸附，不仅影响其生物有效性，而且对其在环境中的迁移转化与归宿起着重要调控作用。但有关Cu-Cr复合污染的研究较少，且有关不同类型黏土矿物对于Cu2+和Cr3+或Cr2O72在Cu-Cr复合体系中吸附差异及其机理的研究鲜有报道。本研究拟从两种不同的黏土矿物入手，研究不同吸附时间、重金属浓度、pH、离子强度、腐殖酸含量等因素，对重金属铜、铬(Ⅲ、VI)单一及复合体系吸附行为的影响及差异，旨在搞清土壤中重金属的环境化学行为并为土壤中重金属复合污染的修复提供依据。得到以下主要结论： 1.两种黏土矿物对铜、铬在单一及复合体系的吸附均q蒙脱石> q高岭石，对单一体系铜、铬的吸附大小为qCr(Ⅲ)> qCu(Ⅱ)> qCr(VI)。 2.对比单一及复合体系中，两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附行为在不同价态铬下均为qCu>qCu Cr，表明铬(Ⅲ、VI)存在均会抑制两种矿物对Cu(Ⅱ)的吸附。且Cr(VI)对高岭石吸附Cu(Ⅱ)的抑制作用较强，而蒙脱石却受Cr(Ⅲ)抑制强烈。两种复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附多表现为qCu Cr(VI)> qCu Cr(Ⅲ)。 3.两种黏土矿物对单一及复合体系Cr(VI)的吸附行为多表现为qCr(VI)> qCr(VI) Cu，表明Cu(Ⅱ)也会抑制两种矿物对Cr(VI)的吸附。但在pH≥6.0或0.1mol L1NaCl时，Cu(Ⅱ)对蒙脱石吸附Cr(VI)有促进作用。此外，增大离子强度和腐殖酸含量均会减弱Cu(Ⅱ)对Cr(VI)的抑制作用。高岭石对Cr(Ⅲ)的吸附在不同pH和离子强度下为qCr(Ⅲ) pH>离子强度。 6.动力学结果表明，高岭石和蒙脱石对单一及复合体系中铜、铬的吸附是一个先快后慢的过程，90%的吸附在快速吸附阶段完成，且在120min达到吸附平衡。二级动力学方程为描述铜、铬吸附的最佳模型。发生在矿物的边缘和表面膜扩散作用是影响吸附速率的限速步骤。 Freundlich和Langmuir等温线能较好地表征两种黏土矿物对铜、铬的吸附。 7.蒙脱石对重金属的吸附机理除离子交换吸附和化学吸附外，还可深入到其层间。而高岭石其层间是靠氢键结合，仅吸附在矿物表面。不同pH下，蒙脱石和高岭石对铜、铬的吸附以离子交换为主，配位作用为辅。不同离子强度时，高岭石吸附Cu(Ⅱ)为非专性吸附，而蒙脱石却为专性吸附;但Cr(VI)和Cr(Ⅲ)分别以专性吸附和非专性吸附的方式被两种黏土矿物吸附。腐殖酸主要通过配位交换作用被高岭石吸附，而蒙脱石主要靠阳离子键桥、疏水性作用和氢键等弱作用力吸附腐殖酸，故腐殖酸对高岭石吸附影响较大。