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不同氮肥形态对李氏禾铬富集能力的影响

农业环境科学学报 2023年

作者：陈诗奇刘杰蒋旭升韩庆坤王路洋桂林理工大学环境污染控制理论与技术广西重点实验室

为了优化李氏禾（Leersia hexandra Swartz）铬修复时的施氮效率，通过盆栽试验，研究了5种氮肥形态（硝酸钙、尿素、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵）对李氏禾铬修复性能、生长指标和根系指标的影响。结果表明：与对照相比，施加的5种氮肥形... 详细信息

为了优化李氏禾（Leersia hexandra Swartz）铬修复时的施氮效率，通过盆栽试验，研究了5种氮肥形态（硝酸钙、尿素、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵）对李氏禾铬修复性能、生长指标和根系指标的影响。结果表明：与对照相比，施加的5种氮肥形态均促进了李氏禾生长，提高了根系活力，改变了根系形态特征，有利于提高李氏禾铬含量、铬累积量、富集系数和土壤铬去除率。施加硫酸铵的李氏禾生物量和根平均直径最大，分别为对照的5.54倍和1.51倍，其根系活力比对照增加108%；施加硝酸铵的李氏禾总根表面积和总根体积最大，分别为对照的2.17倍和1.99倍（P污染土壤修复效率。

关键词：氮肥形态铬污染李氏禾根系特征修复效率

留茬高度影响李氏禾对铬累积能力的效应及生理机制

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应用与环境生物学报 2022年

作者：丁志凡刘杰代德敏曹沐希刘泽蕙蒋旭升桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室

植物修复技术的实际工程应用常受到植物生长周期和生物量的制约。为提高李氏禾对铬污染的修复效率，对李氏禾进行刈割处理，研究0、40和80 μmol/L三个铬处理浓度下留茬高度（0、5和10 cm）对李氏禾生物量、铬累积量、可溶性糖含量、供... 详细信息

植物修复技术的实际工程应用常受到植物生长周期和生物量的制约。为提高李氏禾对铬污染的修复效率，对李氏禾进行刈割处理，研究0、40和80 μmol/L三个铬处理浓度下留茬高度（0、5和10 cm）对李氏禾生物量、铬累积量、可溶性糖含量、供碳潜力和再生叶片激素含量的影响。结果显示，在铬处理浓度为80 μmol/L，留茬高度为10 cm时，李氏禾两茬地上部生物量之和最高，地上部铬累积总量最高，较对照分别提高了28.9%和31.8%。刈割3 d后，茎部和根系的可溶性糖含量降低，且随着留茬高度的增加，可溶性糖含量减少，说明李氏禾在刈割初期通过消耗茎部和根系的可溶性糖使叶片再生。刈割30 d后，根系和茎部可溶性糖含量迅速提高，表明再生叶片通过光合作用重新累积可溶性糖并储存于茎部和根系。当留茬高度为10 cm时，供碳潜力最大。在铬处理浓度为40 μmol/L，留茬10 cm的李氏禾茎和根的供碳潜力较对照分别提高了28.7%和30.0%。再生叶片中玉米素（ZT）和吲哚丁酸（IBA）含量在留茬10 cm时最高，说明留茬10 cm的刈割更有利于叶片再生。上述结果表明，适当的刈割高度具有较高的供碳潜力和激素水平，能够有效促进地上部的再生，从而提升了李氏禾的铬修复效率。

关键词：李氏禾留茬高度铬累积量可溶性糖供碳潜力激素

辣椒根系影响下的农地土壤水分空间运动分异特征

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农业工程学报 2023年第13期39卷 141-150页

作者：杨婷陈晓冰许昊秦梓城刘思佳刘俊杰桂林理工大学广西岩溶地区水污染与用水安全保障协同创新中心桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室科教结合科技创新基地桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004

根系是土壤层中重要的组成结构,根土环境影响田间作物生长发育。为探究作物根系对农地土壤水分空间运动异质性的影响,进一步反映根土环境对农业生产的作用,该研究以辣椒为试验作物,于2022年9月20日—2022年9月23日开展野外染色示踪试验... 详细信息

根系是土壤层中重要的组成结构,根土环境影响田间作物生长发育。为探究作物根系对农地土壤水分空间运动异质性的影响,进一步反映根土环境对农业生产的作用,该研究以辣椒为试验作物,于2022年9月20日—2022年9月23日开展野外染色示踪试验,结合形态学图像解析技术与灰色系统理论,对作物根系影响下的农地土壤水分空间运动变化进行分析。结果表明:辣椒根系接近鱼尾形结构,根系体积相对较大,根系扎根深度和根系广度(根系形态)与根系结构相关程度高(P理论支撑。

关键词：根系土壤水分入渗农地形态染色示踪

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生物电化学系统从废水中回收氨的研究进展

工业水处理 2022年第1期42卷 15-20页

作者：罗昕怡石玉翠叶延超马丽丽游少鸿桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004

氨(NH;)是引起水生生物毒害的主要因素,又是工业生产肥料的重要原料,因此,从废水中回收氨成为了研究重点。相较于传统氨回收工艺,生物电化学系统(BES)在处理废水的同时可回收有用资源,降低了处理成本与能耗,从而受到广泛关注。首先,介绍... 详细信息

氨(NH;)是引起水生生物毒害的主要因素,又是工业生产肥料的重要原料,因此,从废水中回收氨成为了研究重点。相较于传统氨回收工艺,生物电化学系统(BES)在处理废水的同时可回收有用资源,降低了处理成本与能耗,从而受到广泛关注。首先,介绍了BES回收氨的机理,并对其回收性能进行了评价;其次,阐述了BES回收氨过程中影响回收效率的主要因素;最后,讨论了今后可能面临的挑战,以便扩大规模并应用于实践。

关键词：生物电化学系统废水处理氨回收

高锰酸钾改性椰壳生物炭对水中Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除性能及机制

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环境科学 2023年第6期44卷 3278-3287页

作者：张凤智王敦球曹星沣刘桥京岳甜甜刘立恒桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541006 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541006 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541006

以高锰酸钾改性商业椰壳生物炭(MCBC)为吸附剂,探讨了它对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除性能及机制.当初始pH和MCBC投加量分别为5和3.0 g·L^(-1)时,Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除率均高于99%.Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除更符合准二级动力学模型,表明它们的去... 详细信息

以高锰酸钾改性商业椰壳生物炭(MCBC)为吸附剂,探讨了它对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除性能及机制.当初始pH和MCBC投加量分别为5和3.0 g·L^(-1)时,Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除率均高于99%.Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除更符合准二级动力学模型,表明它们的去除以化学吸附为主;Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)去除的控速步骤为快速去除阶段,而该阶段的速率取决于液膜扩散和颗粒内扩散(表面扩散).Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)主要通过表面吸附和孔隙填充附着在MCBC上,表面吸附的贡献更大;MCBC对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的饱和吸附量分别为57.18 mg·g^(-1)和23.29 mg·g^(-1),约为前驱体(椰壳生物炭)的5.74倍和6.97倍.Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的去除是自发的、吸热的,具有较为明显的化学吸附热力学特征.Cd(Ⅱ)通过离子交换、共沉淀、络合反应和阳离子-π相互作用附着在MCBC上;而Ni(Ⅱ)则是通过离子交换、共沉淀、络合反应和氧化还原反应被MCBC去除;其中,共沉淀和络合作用是Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)表面吸附的主要方式,且络合产物中无定形的Mn—O—Cd或Mn—O—Ni的占比可能会较高.研究结果将为商业生物炭在重金属废水处理中的实际应用提供重要的技术支持和理论依据.

关键词：高锰酸钾改性椰壳生物炭(MCBC) Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ) 吸附去除性能及机制

饱和砂土中DNAPL污染物迁移过程及数值模拟

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中国环境科学 2024年第1期44卷 386-395页

作者：肖鹏刘汉乐桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004

基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂... 详细信息

基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂向扩散,在垂向扩散至底部不透水层后,DNAPL在毛细力驱动下开始横向再分布扩散,最后在底部形成长期的“池状”污染源区;⑵通过对比验证数值模拟结果和实验结果,其垂向扩散相对误差范围为-2.96%~5.95%.横向扩散的相对误差范围为0.04%~23.41%.平面污染面积相对误差范围为0.03%~19.39%.表征横向扩散、垂向扩散与污染面积模拟值与实验值差异性的拟合决定系数R2分别为0.8827、0.9919、0.9832,模拟结果与实验值接近,模拟效果良好.结果说明了数值模拟Petrasim程序预测饱和多孔介质中DNAPL迁移行为和污染分布范围的可靠性与准确性.在野外环境中DNAPL泄露污染的污染范围评估与迁移行为预测方面具有广阔的应用前景.

关键词：重非水相液体污染物分布数值模拟饱和砂土

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秸秆还田对甘蔗地土壤优先流运动特征的影响

应用生态学报 2022年第1期33卷 141-148页

作者：吴晗陈晓冰姜波秦梓城刘思佳刘俊杰桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 广西环境污染控制理论与技术重点实验室科教结合科技创新基地广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004

秸秆还田措施可改变田间土壤环境,在一定程度上影响作物生长。为探究不同秸秆还田措施对田间土壤优先流的影响,以秸秆覆盖(CM)、秸秆焚烧覆盖(BM)和无秸秆覆盖(CK)3种处理方式下的甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合图像解析... 详细信息

秸秆还田措施可改变田间土壤环境,在一定程度上影响作物生长。为探究不同秸秆还田措施对田间土壤优先流的影响,以秸秆覆盖(CM)、秸秆焚烧覆盖(BM)和无秸秆覆盖(CK)3种处理方式下的甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合图像解析技术和生态学景观格局分析方法对广西不同秸秆还田措施下的甘蔗地土壤优先流运动特征进行研究。结果表明:在相同外部供水环境下,无秸秆覆盖甘蔗地土壤染色形态分化为指状和团块状,秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖均以团块状分化形态为主,其平均总染色面积比均显著高于无秸秆覆盖(26.0%)。无秸秆覆盖下表层染色面积比快速下降,在15~30 cm深度中秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖下水流运动范围快速减小,深层土壤中秸秆覆盖染色面积比变化速度最小。无秸秆覆盖下形状指数达15.54,优先流运动更集中,而秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖下甘蔗地平均近圆形指数为0.67,优先流弯曲程度更高,且平均邻近指数为0.87,水流连通性更好。无秸秆覆盖下平均基质流深度(3.52 cm)和边缘密度指数(11.51)均最小,但优先流比最大(73.2%),优先流空间发育程度最高。秸秆还田措施在一定程度上降低了甘蔗地土壤优先流现象,对蓄水保墒起到了积极作用。

关键词：甘蔗地秸秆还田景观格局优先流

岩溶湿地与稻田土壤团聚体细菌群落结构的比较

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环境科学 2022年第8期43卷 4353-4363页

作者：冷蒙靳振江肖筱怡熊丽媛李雪松桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004

研究湿地系统中的土地利用变化对土壤团聚体中细菌群落结构的影响,可以为阐明土地利用变化对湿地土壤团聚体稳定性的影响机制提供理论依据.以会仙岩溶湿地和稻田为研究对象,利用高通量测序技术和生态网络分析对土壤团聚体(大团聚体0.25~... 详细信息

研究湿地系统中的土地利用变化对土壤团聚体中细菌群落结构的影响,可以为阐明土地利用变化对湿地土壤团聚体稳定性的影响机制提供理论依据.以会仙岩溶湿地和稻田为研究对象,利用高通量测序技术和生态网络分析对土壤团聚体(大团聚体0.25~2 mm、微团聚体0.053~0.25 mm和粉、黏粒<0.053 mm)细菌群落结构进行研究.结果表明:(1)微团聚体在稻田中占29.64%,显著高于其在天然湿地中的占比(22.20%).(2)门水平上,绿弯菌门在稻田土壤大团聚体、微团聚体和粉、黏粒中的相对丰度分别为7.97%、 8.56%和7.40%,显著高于其在天然湿地这3种粒径团聚体中的相对丰度(4.93%、 4.81%和3.76%);目水平上,厌氧绳菌目在稻田这3种粒径团聚体中的相对丰度分别为2.35%、 3.03%和2.65%,显著高于其在天然湿地这3种粒径团聚体中的相对丰度(0.92%、 0.91%和0.43%).(3)生态网络分析显示,稻田微团聚体和粉、黏粒网络的节点数、边数和平均邻居数均高于天然湿地,并且在这两种组分中网络的平均连通度更大,特征路径长度更短;稻田大团聚体网络具有更长的特征路径长度、更高的模块性.结果表明,天然湿地改变为稻田后,土壤团聚体细菌群落结构改变,稻田微团聚体和粉、黏粒中细菌群落具有更高的物质循环和信息传递的效率,而稻田大团聚体细菌网络紧密性低,模块性高,其细菌群落结构更稳定.

关键词：岩溶湿地稻田土壤团聚体细菌群落生态网络

岩溶与非岩溶区水稻土团聚体细菌群落结构和功能类群比较

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环境科学 2022年第7期43卷 3865-3875页

作者：肖筱怡靳振江冷蒙李雪松熊丽媛桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004

研究岩溶与非岩溶区土壤团聚体中微生物群落结构和功能类群异同,可以为揭示岩溶区土壤有机微生物与团粒结构稳定之间的互作机制提供理论依据.以岩溶与非岩溶稻田的耕层土壤为研究对象,采用湿筛法将团聚体分为大团聚体(0.25~2 mm)、微团... 详细信息

研究岩溶与非岩溶区土壤团聚体中微生物群落结构和功能类群异同,可以为揭示岩溶区土壤有机微生物与团粒结构稳定之间的互作机制提供理论依据.以岩溶与非岩溶稻田的耕层土壤为研究对象,采用湿筛法将团聚体分为大团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)和粉、黏粒组分(环境有利于团聚体的形成;(2)岩溶区3个粒径团聚体的酸杆菌门、变形菌门、酸杆菌(Gp3、Gp4和Gp6)和鞘氨醇单胞菌属等相对丰度均高于非岩溶区.岩溶区微团聚体中的绿弯菌门的相对丰度(6.13%)显著高于粉、黏粒组分(2.79%);(3)共现网络分析表明,变形菌门和酸杆菌门为3个粒径团聚体中的关键类群.岩溶区微团聚体中细菌正相关边(65.5%)最高,相互关系多为协同关系;(4)岩溶区土壤3个粒径团聚体中化能异养类菌(15.52%、15.30%和16.89%)和需氧化能异养类菌(14.62%、14.38%和15.97%)为最优势功能类群,且相对丰度均显著高于非岩溶区.岩溶区大团聚体几丁质分解类菌相对丰度(0.46%)显著高于粉、黏粒组分(0.39%).结果表明,岩溶区的土壤环境能提高团聚体稳定性,且岩溶区的3个粒径团聚体中的细菌群落结构、关键类群和功能类群也与非岩溶区的有显著差异.

关键词：岩溶区稻田土壤团聚体细菌群落关键类群功能类群