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不同钝化剂对土壤有机碳转化的影响及作用机制研究进展

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应用生态学报 2024年第8期35卷 2291-2300页

作者：高闻哲李廷强浙江大学环境与资源学院污染环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058

钝化剂可以使土壤重金属由活性态向稳定态转化,降低重金属的迁移和生物可利用性,实现重金属污染土壤的修复。有机碳是反映土壤质量和健康的重要指标,其转化过程对大气化学、全球碳循环起到决定性作用,受到利用方式、农艺措施和治理修复... 详细信息

钝化剂可以使土壤重金属由活性态向稳定态转化,降低重金属的迁移和生物可利用性,实现重金属污染土壤的修复。有机碳是反映土壤质量和健康的重要指标,其转化过程对大气化学、全球碳循环起到决定性作用,受到利用方式、农艺措施和治理修复活动的影响。钝化剂的施用一方面会改变土壤结构、团聚体组成和pH、阳离子交换率(CEC)等理化性质,影响土壤有机碳的动态变化;另一方面可以调控土壤微生物群落结构、多样性,改变有机碳转化酶的活性,从而影响土壤有机碳的转化。上述影响受到钝化剂种类、施用量及施用时间等多方面因素的调控。本文论述了不同钝化剂施用条件下,土壤有机碳组分及其变化情况,并探讨了钝化剂对土壤有机碳转化影响的作用机制。未来应基于作用机制,开发兼具固碳增汇与重金属钝化功能的新型钝化剂,并揭示钝化剂施用后土壤有机碳周转及稳定性有机碳的时空分布规律。

关键词：重金属钝化剂土壤有机碳碳转化

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油脂含量对易腐垃圾资源化利用站点渗滤液厌氧消化产甲烷的影响

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浙江大学学报(农业与生命科学版) 2024年

作者：唐航秦勇吴伟祥浙江大学环境与资源学院浙江大学长三角智慧绿洲创新中心

本研究针对易腐垃圾资源化利用站点渗滤液油脂含量高、波动大的特点，评估了油脂含量对渗滤液厌氧消化过程产甲烷效能、物质降解和微生物群落结构的影响。结果表明：在一定浓度范围内，油脂含量对易腐垃圾资源化利用站点渗滤液厌氧产甲... 详细信息

本研究针对易腐垃圾资源化利用站点渗滤液油脂含量高、波动大的特点，评估了油脂含量对渗滤液厌氧消化过程产甲烷效能、物质降解和微生物群落结构的影响。结果表明：在一定浓度范围内，油脂含量对易腐垃圾资源化利用站点渗滤液厌氧产甲烷没有直接的抑制作用，随着油脂从1 g/L提升至15 g/L，单位化学需氧量（chemical oxygen demand, COD）累计产甲烷量从81.36 mL/g提升至91.29 mL/g。但油脂降解周期长，在前6 d主要水解成长链脂肪酸，随后才进一步降解为挥发性脂肪酸并转化为甲烷，导致短停留时间（6 d）内高含油渗滤液产气不佳并存在长链脂肪酸抑制风险。油脂含量主要对厌氧产甲烷过程中细菌群落结构产生影响，在第6天时颤螺旋菌科（Oscillospiraceae）相对丰度随油脂含量提升（由1 g/L至15 g/L）由1.20%显著提升至17.92%，在渗滤液油脂降解产甲烷过程中发挥着关键作用。这些发现将为易腐垃圾资源化利用站点含油渗滤液处理技术的开发提供重要的理论参考。

关键词：易腐垃圾渗滤液油脂含量厌氧消化长链脂肪酸微生物群落结构

土壤重金属无机钝化剂及其有机改良化钝化剂对稻田镉钝化和温室气体排放的影响

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环境科学学报 2024年第5期44卷 435-445页

作者：邹彤林强陈志琴连加攀杨肖娥浙江大学环境与资源学院污染环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058

为探究土壤重金属无机钝化剂及其有机改良化钝化剂对稻田镉钝化和温室气体排放的综合影响,本研究通过水稻盆栽实验,实施了空白对照组、施加1%无机钝化剂(石灰∶海泡石=1∶1)组、施加1%无机钝化剂和0.5%生物炭组以及施加1%无机钝化剂和0... 详细信息

为探究土壤重金属无机钝化剂及其有机改良化钝化剂对稻田镉钝化和温室气体排放的综合影响,本研究通过水稻盆栽实验,实施了空白对照组、施加1%无机钝化剂(石灰∶海泡石=1∶1)组、施加1%无机钝化剂和0.5%生物炭组以及施加1%无机钝化剂和0.5%发酵菌糠组4个处理,监测不同处理对镉钝化、温室气体排放、作物产量和土壤质量的影响.结果表明:无机钝化剂显著降低了糙米镉含量43.4%(p研究表明,稻田施用无机钝化剂是一种保守且无碳排影响的修复方式,施用生物炭改良钝化剂是一种高效、多效但具低甲烷排放风险的修复方式.

关键词：重金属钝化水稻甲烷二氧化碳无机钝化剂生物炭发酵菌糠

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钙铁助剂对粉煤灰熔融性和结晶行为的影响机理

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燃料化学学报（中英文） 2024年第1期52卷 1-8页

作者：王冀郭航昊路广军渠永平马志斌中北大学化学与化工学院山西太原030051 山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006 中北大学材料科学与工程学院山西太原030051

利用粉煤灰制备高强度无机纤维是实现其高值化利用的重要路径,由于粉煤灰硅铝含量较高,可通过添加钙铁助剂降低均质化过程中原料熔融温度,避免降温拉丝过程中结晶行为。本工作研究了空气气氛下不同含量及比例钙铁助剂对煤灰熔融性及结... 详细信息

利用粉煤灰制备高强度无机纤维是实现其高值化利用的重要路径,由于粉煤灰硅铝含量较高,可通过添加钙铁助剂降低均质化过程中原料熔融温度,避免降温拉丝过程中结晶行为。本工作研究了空气气氛下不同含量及比例钙铁助剂对煤灰熔融性及结晶行为的影响机理。结果表明,空气气氛下氧化钙(CaO)与氧化铁(Fe_(2)O_(3))不存在协同助熔效果,CaO的助熔效果优于Fe_(2)O_(3)。高温下Fe_(2)O_(3)未与硅铝组分生成低熔点矿物,而添加CaO有利于将难熔的莫来石转化为钙长石,使得粉煤灰熔点大幅度降低;然而,当CaO添加量超过30%时,生成了大量的钙黄长石,使得粉煤灰熔点迅速升高。降温过程中,铁元素以赤铁矿形式析出,析晶温度相对较低;而钙元素以钙长石形式析出,析晶温度相对较高,不利于无机纤维制备过程中纺丝操作。当CaO含量为32.46%时,粉煤灰熔点最低,且降温过程中无晶体析出,因此,在粉煤灰基无机纤维制备过程中应选择钙基助剂调控熔融性和结晶行为。

关键词：粉煤灰无机纤维钙铁助剂熔融性结晶行为

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土壤微生物碳泵概念体系2.0

应用生态学报 2024年第1期35卷 102-110页

作者：朱雪峰孔维栋黄懿梅肖可青罗煜安韶山梁超中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室沈阳110016 中国科学院青藏高原研究所北京100101 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 中国科学院生态环境研究中心北京100085 浙江大学环境与资源学院杭州310058 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

土壤微生物在陆地生态系统元素循环中扮演着关键角色,对土壤健康、粮食安全和全球气候变化发挥着重要的调节作用。土壤微生物同化代谢产物对土壤碳储存与有机质维持的贡献不容忽视。近年来,以微生物代谢和死亡残体生成过程为核心提出的... 详细信息

土壤微生物在陆地生态系统元素循环中扮演着关键角色,对土壤健康、粮食安全和全球气候变化发挥着重要的调节作用。土壤微生物同化代谢产物对土壤碳储存与有机质维持的贡献不容忽视。近年来,以微生物代谢和死亡残体生成过程为核心提出的土壤微生物碳泵概念体系得到了广泛关注,它主要描述了以土壤异养微生物代谢为驱动的土壤有机碳形成和稳定化过程,是目前陆地生态系统碳固存的重要机制体系与研究热点。本文对该体系的研究进展进行了梳理,并提出了引入自养微生物固碳通道与结合土壤矿物碳泵概念的土壤微生物碳泵概念体系2.0,以期丰富和完善现有的微生物介导的陆地生态系统土壤碳循环与固持机制,为实现我国“双碳”目标提供理论支撑。

关键词：土壤微生物碳泵微生物死亡残体自养微生物矿物碳泵碳循环

铬还原菌Microbacterium ***-H4的还原性能和机制探究

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环境科学学报 2024年第4期44卷 285-295页

作者：陶澳敏陈杰陈璐西陆凌云徐婷婷金锐何云峰浙江大学环境与资源学院杭州310058 杭州博盛环保科技有限公司杭州310010

从某铬污染土壤中分离出来的铬还原菌Microbacterium ***-H4具有较高的Cr(Ⅵ)还原能力,本研究对其在不同培养条件下对Cr(Ⅵ)的还原性能和还原机制进行了探究.结果表明:菌株CR-H4在较宽的初始pH(7~10)、温度(20~40℃)和Cr(Ⅵ)浓度(50~400... 详细信息

从某铬污染土壤中分离出来的铬还原菌Microbacterium ***-H4具有较高的Cr(Ⅵ)还原能力,本研究对其在不同培养条件下对Cr(Ⅵ)的还原性能和还原机制进行了探究.结果表明:菌株CR-H4在较宽的初始pH(7~10)、温度(20~40℃)和Cr(Ⅵ)浓度(50~400 mg·L^(-1))范围条件下均能生长良好,并能有效还原Cr(Ⅵ).100 mg·L^(-1 )Fe^(3+)和Cu^(2+)的存在增强了菌株CR-H4的还原效率,而Zn^(2+)、Ni^(2+)、H_(2)PO_(3)^(-)则抑制了其还原能力.甘油、乳酸钠和葡萄糖均能作为电子供体促进CR-H4对Cr(Ⅵ)的还原.此外,细胞变性结果表明,CR-H4对Cr(Ⅵ)的去除主要通过酶还原而非吸附作用.细胞质组分对Cr(Ⅵ)的去除率为44.8%,显著高于细胞膜组分,表明Cr(Ⅵ)的还原主要发生在细胞内,由胞内还原酶介导.还原48 h后的Cr主要以可溶性Cr(Ⅲ)形式分布在细胞外悬浮液(94%)中,少量在细胞内累积(6%).以上研究结果可为Cr(Ⅵ)污染环境的微生物修复应用提供理论依据.

关键词： Cr(Ⅵ) 生物还原微杆菌还原性能还原机理

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生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁吸附除锑研究

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水处理技术 2024年第5期50卷 41-46页

作者：闫敏琪杨勇杨淳轲史惠祥浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058 嘉善求是环境检测有限公司浙江嘉兴314108

为提升晶态铁系金属氧化物的吸附容量、提高对印染废水中高溶解度和稳定性的Sb(OH)_(6)^(-)去除效果,制备生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁,探究其吸附效果与联用生物炭负载提升吸附容量的机理。吸附实验表明,在初始pH为7.0±0.5、温度2... 详细信息

为提升晶态铁系金属氧化物的吸附容量、提高对印染废水中高溶解度和稳定性的Sb(OH)_(6)^(-)去除效果,制备生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁,探究其吸附效果与联用生物炭负载提升吸附容量的机理。吸附实验表明,在初始pH为7.0±0.5、温度25℃、初始锑浓度200μg/L条件下,吸附剂除锑的最优条件为锰铁比0.3、负载比0.2、投加量0.3 g/L,此时模拟废水中锑含量可降至38μg/L,在更低投加量、更温和pH、室温条件下有更高的吸附容量。且吸附剂的循环使用性能较好,经三个吸附-脱附循环后吸附量仍达86%。吸附容量机理研究发现,生物炭负载提升吸附容量的机理为缓解团聚、提高吸附剂表面带正电强度、增强其对Sb(OH)_(6)^(-)的离子交换吸附作用。

关键词：锑印染废水吸附生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁

全球重要农业文化遗产桑基鱼塘时空格局演变和驱动因素

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2024年第2期50卷 200-208页

作者：周然游诗雪黄璐王珂浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058 中国计量大学经济与管理学院浙江杭州310018 浙江大学新农村发展研究院浙江杭州310058

浙江省湖州市南浔区是目前桑基鱼塘保留最完整、规模最大的区域之一,该地的桑基鱼塘系统被列入全球重要农业文化遗产。随着社会经济发展、消费需求改变、农业现代化生产,桑基鱼塘系统的生产方式、经济及服务价值等发生了重大变化。本文... 详细信息

浙江省湖州市南浔区是目前桑基鱼塘保留最完整、规模最大的区域之一,该地的桑基鱼塘系统被列入全球重要农业文化遗产。随着社会经济发展、消费需求改变、农业现代化生产,桑基鱼塘系统的生产方式、经济及服务价值等发生了重大变化。本文利用遥感影像、社会经济等数据对1975—2019年南浔区桑基鱼塘的时空格局演变和驱动因素进行了研究,主要结果如下:1)从规模变化上看,鱼塘快速扩张,桑园明显减少,水田剧烈萎缩,桑基鱼塘规模明显减小,基塘比例严重降低;从形态变化上看,鱼塘呈集聚化、规模化趋势,桑园和水田呈破碎化趋势,且鱼塘逐渐脱离传统桑基鱼塘系统布局特色而独立存在。2)2012—2019年,鱼塘养殖的经济效益远高于蚕桑养殖和水稻种植,是导致桑园、水田明显萎缩及鱼塘大规模扩张的主要驱动力。因此,通过全球重要农业文化遗产的建立来进一步加强桑基鱼塘系统的保护与传承是非常必要的,也是支撑湖州市南浔区农业可持续发展的重要举措。

关键词：桑基鱼塘系统全球重要农业文化遗产时空格局经济效益

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强化金银花修复镉砷复合污染土壤的螯合剂和有机酸施用效果

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1408-1415页

作者：张雅睿徐峰黄益宗保琼莉魏祥东铁柏清李皓民孙志华李卓晴农业农村部环境保护科研监测所天津300191 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100035 湖南农业大学资源环境学院长沙410128

针对Cd和As污染土壤的植物修复效率低的问题,采用螯合剂和有机酸辅助金银花萃取土壤Cd和As,以提高植物修复效率。通过大田试验研究了不同螯合剂(乙二胺四乙酸(EDTA)、皂素(SAP))和有机酸(柠檬酸(CA)、苹果酸(MA))对金银花提取农田土壤Cd... 详细信息

针对Cd和As污染土壤的植物修复效率低的问题,采用螯合剂和有机酸辅助金银花萃取土壤Cd和As,以提高植物修复效率。通过大田试验研究了不同螯合剂(乙二胺四乙酸(EDTA)、皂素(SAP))和有机酸(柠檬酸(CA)、苹果酸(MA))对金银花提取农田土壤Cd和As的影响。结果表明:施用螯合剂和有机酸对金银花的生长和产量没有产生任何不良影响;不同螯合剂和有机酸对金银花各器官Cd和As含量影响不同;与空白(CK)处理相比,施用EDTA显著提高了金银花茎部的Cd含量72.4%;EDTA、SAP、CA和MA使金银花根系As含量分别显著提高54.0%、87.3%、133.3%和39.7%;金银花茎Cd的富集系数是13.1~23.3,EDTA处理比CK处理显著提高了茎Cd的富集系数56.4%,CA和MA分别使茎As富集系数显著提高了116.7%和143.3%;4种螯合剂和有机酸处理对根际土壤Cd和As含量影响均显著,其中MA处理降低效果最显著,分别使土壤Cd和As含量比CK降低了32.5%和31.3%。研究结果可为Cd和As复合污染农田的植物强化萃取提供理论参考。

关键词：重金属金银花螯合剂有机酸植物修复植物萃取