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污泥土地利用对环境的影响

农业环境科学学报 2004年第6期23卷 1182-1187页

作者：张增强殷宪强西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院杨凌示范区陕西杨凌712100

污泥中含有丰富的有机质及氮、磷等养分,土地利用是污泥处理的重要途径之一。由于污泥的含水率很高,易腐烂发臭,且含有病原菌、重金属及毒性有机物等,在土地利用之前进行稳定化处理是必要的。在污泥的稳定化处理方法中以堆肥化处理较符... 详细信息

污泥中含有丰富的有机质及氮、磷等养分,土地利用是污泥处理的重要途径之一。由于污泥的含水率很高,易腐烂发臭,且含有病原菌、重金属及毒性有机物等,在土地利用之前进行稳定化处理是必要的。在污泥的稳定化处理方法中以堆肥化处理较符合我国国情。污泥的土地利用对土壤物理、化学及生物学性质有明显的改良作用,可促进植物生长,提高产量及品质。同时,由于污泥中的重金属及丰富的氮素,使用不当,可导致重金属在土壤与植物中的积累,过量的硝态氮可能污染地表与地下水。

关键词：污泥土地利用植物生长响应环境影响

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污泥堆肥施用对土壤与作物的影响研究

污泥堆肥施用对土壤与作物的影响研究

作者：殷宪强西北农林科技大学

学位级别：硕士

污泥中含有大量的有机物、重金属以及病原菌等，不加处理任意排放，会对环境造成严重的污染。近年来，我国城市污泥中的有害重金属含量已经明显下降，将污泥堆肥化处理后施用于园林绿地是较理想的土地利用方式，为了寻求污泥土地利用更... 详细信息

污泥中含有大量的有机物、重金属以及病原菌等，不加处理任意排放，会对环境造成严重的污染。近年来，我国城市污泥中的有害重金属含量已经明显下降，将污泥堆肥化处理后施用于园林绿地是较理想的土地利用方式，为了寻求污泥土地利用更广阔的途径，将污泥堆肥化处理后施用于蔬菜、作物是一个重要的研究内容。本试验在借鉴前人利用污泥的经验基础上，通过田间微区实验探讨污泥堆肥对作物的生物效应和土壤环境效应，寻求污泥堆肥作为肥料的最佳施入量，对污泥堆肥施用后土壤、植物中的重金属总量及土壤中重金属形态的分布情况进行研究，进一步说明重金属在土壤植物系统中的分布情况，结果如下：1．污泥堆肥施用后与化肥处理相比较油菜增产14.9%～28.3%，生菜增产5.5%～9.9%，小麦在污泥堆肥施用量为60t/hm2时增产12.54%，对于塿土来说，60t/hm2施用量增产效果比较明显，是较佳的施用量。2．施用污泥堆肥后促进了油菜、生菜及小麦体内氮、磷含量的增加，增加了表层土壤中全氮、全磷、碱解氮、速效磷及有机质的含量。3．污泥堆肥施用后引起了生菜、油菜、小麦植株中重金属在不同部位不同程度的累积，重金属进入植物体内主要分布在根系，其次才是茎叶，籽粒内含量往往最低，在利用污泥堆肥时，最好避开利用根部的植物。污泥堆肥施用未引起生菜和油菜叶内重金属超标，对于小麦，污泥堆肥施用量大于118t/hm2后超出国家卫生标准，叶中Cr，籽粒中Ni的含量和污泥堆肥的施用量间呈极显著正相关，在污泥堆肥的施用中存在的潜在隐患主要为Cr和Ni的累积污染。4．施用污泥堆肥后，土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的含量显著提高，其中Cu、Zn、Cd和Cr和污泥堆肥施用量的相关关系达到显著水平，Ni的含量增加较少，这与污泥堆肥中的重金属含量紧密相关。小麦收获后重金属的迁移现象表明，土壤中Cu、Zn、Pb和Cd迁移较小仅至20cm，这说明重金属在土壤中的淋溶相当缓慢，污泥堆肥的施用在短期内不会有大量的淋溶。5．污泥堆肥施用后重金属分配在不同的形态中，导致了各形态重金属含量的增加，主要增加了土壤中残留态重金属的含量。其余各形态中铁锰结合态居首，其次为有机结合态和碳酸盐结合态，可交换态的增加量最少，不同的重金属有所差异：Cd主要以铁锰氧化结合态和碳酸盐结合态存在，Zn和Pb以铁锰氧化结合态为主，碳酸盐结合态和有机结合态次之，Ni、Cu、Cr以铁锰氧化物结合态和有机结合态为主。6．从潜在有效态（可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机结合态）重金属占总量的比例来看，重金属的活性大小为Cd>Zn>Ni>Cu>Cr>Pb。从污泥堆肥施用后对土壤中重金属的活性影响看：Zn和Cr的活性提高分别为13%和1%，Pb和Cd的活性降低分别为9%和13%，Cu和Ni的活性基本无变化。7．污泥堆肥施用后土壤中的重金属有效态含量与污泥堆肥施用量的关系呈显著正相关，有效态的含量：Zn>Cu>Pb>Ni>Cd，这与污泥堆肥和土壤中的重金属含量密切相关。8．土壤重金属的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、有机结合态、残留态和全量均能不同程度影响到土壤中重金属的有效性。各形态对有效态的作用大小，不同的重金属有所差异，Cu：有机结合态>铁锰结合态>残留态>可交换态；Zn：铁锰结合态>有机结合态；Pb：碳酸盐结合态>有机结合态；Cd：铁锰结合态>残留态>碳酸盐结合态；Ni：铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态，其余各形态对有效态的贡献相对较小。

关键词：污泥堆肥土壤作物氮磷有机质重金属重金属形态

pH对粘土矿物胶体在饱和多孔介质中运移的影响

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环境科学学报 2012年第2期32卷 419-424页

作者：孙慧敏殷宪强王益权西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业部黄土高原农业资源与环境修复重点开放实验室杨凌712100

环境pH值条件的变化是影响土壤胶体运移的重要因素之一.本文选取土壤体系中常见的两种不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为主要实验材料,通过室内模拟实验和数学模型分析的手段,分别研究了不同pH值条件下,两种无机胶体在多孔... 详细信息

环境pH值条件的变化是影响土壤胶体运移的重要因素之一.本文选取土壤体系中常见的两种不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为主要实验材料,通过室内模拟实验和数学模型分析的手段,分别研究了不同pH值条件下,两种无机胶体在多孔介质中的迁移规律.结果表明:高岭石胶体受溶液的pH条件影响强烈,随着pH的变化,ξ电位及颗粒粒径大小发生明显变化,不同的pH条件下的穿透曲线差异明显.在酸性条件下,高岭石胶体回收率显著降低,而蒙脱石胶体基本不受pH影响;利用HYDRUS-1D模型拟合结果与测定数据之间非常匹配,说明利用该模型模拟饱和条件下胶体在多孔介质中的迁移完全可靠.

关键词： pH 高岭石蒙脱石穿透曲线 HYDRUS-1D

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雏鸡早期死亡原因分析及其防范措施

养禽与禽病防治 2008年第2期 19-20页

作者：陈吕华殷宪强宁夏石嘴山市大武口区农牧中心 753000 宁夏石嘴山市动物疾病预防控治中心

鸡的育雏前期（0～4周龄）体温调节机能不完善，体增重快，羽毛生长快，消化能力差，活泼而胆怯，群居性强，代谢旺盛；对饲料的营养要求高而对疾病的抵抗能力却非常弱，常常发生各类疾病而死亡。据统计，鸡场死亡率住3％～8％，农家养... 详细信息

鸡的育雏前期（0～4周龄）体温调节机能不完善，体增重快，羽毛生长快，消化能力差，活泼而胆怯，群居性强，代谢旺盛；对饲料的营养要求高而对疾病的抵抗能力却非常弱，常常发生各类疾病而死亡。据统计，鸡场死亡率住3％～8％，农家养鸡5％-10％。现将某鸡场雏鸡死亡原因统计分析列于表l。从表中可见，由于严格隔离，疫苗及防病药物的合理应用，育雏期间鸡新城疫、马立：克氏病、鸡传染性法氏囊病等急性传染病（表中的三大传染病）的发生基本被控制住了，但因管理不善斯发生的普通病则成为雏鸡的主要死亡原因，以致带来很大经济损失、针对上述原因，生产中可采取如下的相应措施。

关键词：死亡原因分析雏鸡鸡传染性法氏囊病急性传染病防范早期体温调节机能统计分析

玉米秸秆腐解过程物质组成以及胡敏酸的动态变化Ⅱ胡敏酸性质及组成变异

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干旱地区农业研究 2001年第4期19卷 11-15页

作者：王旭东关文玲殷宪强西北农林科技大学陕西杨凌712100

通过腐解试验 ,对玉米秸秆腐解过程腐殖物质中胡敏酸与富里酸的比值 ( H/F)、胡敏酸的性质、组成变化进行了研究。结果表明 ,在腐解的前期 ( 0 d～ 90 d) ,随腐解进行 ,H/F增大 ,胡敏酸酚羟基含量较高 ,羧基含量较低 ,结构较复杂。在腐... 详细信息

通过腐解试验 ,对玉米秸秆腐解过程腐殖物质中胡敏酸与富里酸的比值 ( H/F)、胡敏酸的性质、组成变化进行了研究。结果表明 ,在腐解的前期 ( 0 d～ 90 d) ,随腐解进行 ,H/F增大 ,胡敏酸酚羟基含量较高 ,羧基含量较低 ,结构较复杂。在腐解的中期 ( 90 d～ 2 1 0d) ,H/F减小 ,胡敏酸结构趋于简单 ,羧基含量明显增加 ,酚羟基含量明显下降。在腐解后期( 2 1 0 d～ 360 d) ,H/F增大 ,胡敏酸结构趋于复杂 ,羧基和酚羟基的变化趋缓。玉米秸秆腐解形成胡敏酸以组分 5、4、3为主 ,组分 1、2为次 ,不同组分随腐解时间变化趋势不同 ,胡敏酸性质及其组分的变化证实胡敏酸的形成前期以木质素衍生为主。

关键词：玉米秸秆腐解试验胡敏酸酒精沉淀分级动态变化组成变异富里酸

介质粗糙度和铅污染对粘土矿物胶体运移的影响

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农业环境科学学报 2012年第12期31卷 2361-2366页

作者：孙慧敏殷宪强王益权西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室陕西杨凌712100

土壤胶体在多孔介质中的运移受多种环境因素的影响,其中胶体特性和介质条件是决定胶体运移过程的关键因素。选取土壤体系中不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为实验材料,通过胶体对铅的吸附实验,制得被铅污染的胶体,利用室内... 详细信息

土壤胶体在多孔介质中的运移受多种环境因素的影响,其中胶体特性和介质条件是决定胶体运移过程的关键因素。选取土壤体系中不同结构类型的粘土矿物胶体高岭石和蒙脱石作为实验材料,通过胶体对铅的吸附实验,制得被铅污染的胶体,利用室内砂柱模拟实验,分别研究了水洗和烘烤处理得到的表面粗糙度不同的石英砂介质条件下,污染与未污染的四种特性胶体在多孔介质中的迁移规律。结果表明:铅的存在降低了高岭石胶体和蒙脱石胶体在饱和多孔介质中的流动性;介质表面粗糙度会显著影响蒙脱石胶体的运移过程,而对高岭石胶体基本无影响;胶体粒径大小是决定胶体运移过程是否受介质表面影响的主要因素。

关键词：多孔介质表面粗糙度铅胶体运移

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砒砂岩对Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

环境科学学报 2014年第10期34卷 2491-2499页

作者：温婧朱元骏殷宪强张兴昌西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 中科院水利部水土保持研究所杨凌712100

以红、白和灰3种不同颜色的砒砂岩作为吸附剂,通过研究不同吸附剂用量、pH和离子强度(IS)等外界条件对砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的影响,以及吸附动力学和等温吸附特征,应用动力学与热力学吸附模型,结合红外光谱(FTIR)分析,探讨砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)... 详细信息

以红、白和灰3种不同颜色的砒砂岩作为吸附剂,通过研究不同吸附剂用量、pH和离子强度(IS)等外界条件对砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的影响,以及吸附动力学和等温吸附特征,应用动力学与热力学吸附模型,结合红外光谱(FTIR)分析,探讨砒砂岩吸附Pb(Ⅱ)的机理.结果表明,砒砂岩具有较强的吸附性,能够有效吸附Pb(Ⅱ),其吸附效果受铅浓度、吸附剂用量及pH、离子强度(IS)的影响强烈,即:随pH的增大,吸附量提高,但随离子强度的增大,吸附量却降低.3种颜色的砒砂岩对Pb(Ⅱ)的吸附均在30 min内达到平衡,吸附速率大小表现为灰色>白色>红色,其吸附过程符合准二级动力学模型.在试验浓度范围内,Freundlich和D-R模型能够较好地模拟砒砂岩对Pb(Ⅱ)的等温吸附特性,3种砒砂岩均是以非均匀孔隙或表面为主要吸附位.结合吸附模型和FTIR表征,吸附机理以静电吸附、离子交换为主,辅以部分化学吸附和一部分化学沉淀综合起作用.

关键词：砒砂岩吸附铅

黏土矿物胶体对氧化石墨烯和As(Ⅴ)在多孔介质中迁移的影响

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农业环境科学学报 2020年第8期39卷 1683-1691页

作者：孟庆涛周时姜延吉殷宪强中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

为探究不移动的黏土矿物胶体对氧化石墨烯与砷在多孔介质中迁移的作用,通过一系列柱试验研究了氧化石墨烯(GO)、As(Ⅴ)和GO-As(Ⅴ)混合液在不同黏土矿物胶体(高岭石胶体和蒙脱石胶体)、pH、离子强度(IS)和流速下的迁移行为。结果表明,... 详细信息

为探究不移动的黏土矿物胶体对氧化石墨烯与砷在多孔介质中迁移的作用,通过一系列柱试验研究了氧化石墨烯(GO)、As(Ⅴ)和GO-As(Ⅴ)混合液在不同黏土矿物胶体(高岭石胶体和蒙脱石胶体)、pH、离子强度(IS)和流速下的迁移行为。结果表明,流速的增大会增加GO和As(Ⅴ)在饱和多孔介质中的迁移率;离子强度的增加降低了GO和As(Ⅴ)在饱和多孔介质中的迁移率;增加pH也会增加GO和As(Ⅴ)在饱和多孔介质中的迁移率。此外,相比单独迁移,GO-As(Ⅴ)协同迁移中GO和As(Ⅴ)的迁移率均有增加。不移动的蒙脱石胶体相比于高岭石胶体对GO和As(Ⅴ)的阻滞能力更强,可能是蒙脱石层间存在的阳离子提供了较高岭石更多的正电荷。

关键词：氧化石墨烯高岭石蒙脱石 As(Ⅴ) 迁移

氧化石墨烯和五价砷在改性多孔介质中的共迁移特征

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农业工程学报 2020年第17期36卷 142-148页

作者：孟庆涛管多姜延吉孙慧敏殷宪强王农中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

砷是农田土壤重金属污染的主要元素之一,在砷污染农田土壤的修复过程中往往忽视纳米颗粒能够使结合态的砷重新释放,导致有效态砷浓度升高,探究土壤中黏土矿物对氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和五价砷(As(V))在多孔介质中迁移行为的影响... 详细信息

砷是农田土壤重金属污染的主要元素之一,在砷污染农田土壤的修复过程中往往忽视纳米颗粒能够使结合态的砷重新释放,导致有效态砷浓度升高,探究土壤中黏土矿物对氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和五价砷(As(V))在多孔介质中迁移行为的影响,对进一步完善农田土壤砷修复理论以及提高农作物产量、保护人体健康具有重要意义。该研究利用蒙脱石和高岭石改性石英砂,通过砂柱迁移试验系统地研究了GO、As(V)和GO-As(V)在填加0%、10%、30%和50%的蒙脱石和高岭石改性石英砂柱中的迁移行为。研究结果表明,随着高岭石和蒙脱石改性石英砂填加比例的增加,GO和As(V)的迁移能力均呈降低趋势,且GO和As(V)在不同条件下的迁移曲线均存在显著差异(P<0.05);GO在50%高岭石和蒙脱石改性石英砂柱中的回收率相对于石英砂柱分别下降了14%和17%,As(V)分别下降了15%和12%;在共迁移试验中,GO和As(V)在石英砂柱中回收率分别上升至99%和100%。分析表明,As(V)在蒙脱石改性石英砂柱中的迁移能力大于高岭石改性石英砂,而GO与之相反;当GO和与As(V)共迁移时,二者在介质中的迁移能力均大于其单独迁移。本研究表明GO、As(V)释放到土壤后,能够加速As(V)的迁移,造成土壤砷污染的扩大化。

关键词：重金属土壤水氧化石墨烯高岭石蒙脱石五价砷迁移