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腐殖酸对土壤铅镉吸附、赋存形态及生物可给性的影响 被引量：26
1
作者 罗梅 柏宏成 +1 位作者 陈亭悦 魏世强 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1191-1202,共12页
腐殖酸(HAs)对重金属土壤环境行为及其生物有效性的影响与其组分分子量大小关系密切.通过3种in vitro试验方法(PBET、SBRC、IVG)探讨了HAs不同分子量组分(F1:<5kDa、F2:5-10kDa、F3:10-30kDa、F4:>30kDa)对土壤镉(Cd)、铅(Pb)生... 腐殖酸(HAs)对重金属土壤环境行为及其生物有效性的影响与其组分分子量大小关系密切.通过3种in vitro试验方法(PBET、SBRC、IVG)探讨了HAs不同分子量组分(F1:<5kDa、F2:5-10kDa、F3:10-30kDa、F4:>30kDa)对土壤镉(Cd)、铅(Pb)生物可给性的影响,同时结合批量等温吸附实验、化学连续提取形态分级方法,分析了土壤Cd、Pb吸附和形态转化与生物可给性的关系.结果表明:土壤对Cd、Pb吸附能力既受HAs添加量的影响,也受到HAs分子量大小的影响.HAs添加量为0.2%C-1%C条件下,<5kDa分子量组分促进了土壤对Cd、Pb的吸附,且随着HAs添加量的增加,促进作用更强.而>10kDa的其他组分则降低了土壤吸附Cd、Pb的能力.在本试验HAs添加量范围内,不同组分均促进了土壤中酸提取态Cd向残渣态转化,且低分子量组分对其促进作用更强.土壤Pb 2+主要以可还原态的形式存在,占57%-89%,随着HAs组分分子量的增加,酸交换态Pb占比逐渐下降,HAs的添加促进了活性态Pb向难利用态Pb转化,从而降低了Pb 2+活性.3种in vitro方法生物可给性测定结果表明,<5k和5-10k组分均提高了胃、肠阶段土壤Cd、Pb生物可给性(BACd、BAPb),而其余组分则使土壤Cd、Pb生物可给性降低.Cd、Pb生物可给性取决于Cd、Pb在土壤中转化平衡后的赋存形态,酸交换态占比高生物可给性相应也越高,土壤对重金属的吸附固定难以反映生物可给性. 展开更多
关键词 腐殖酸 镉 铅 形态 生物可给性
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设施种植下不同类型土壤微生物群落的响应机制 被引量：8
2
作者 李雨桐 刘坤 +1 位作者 柏宏成 汪军 《环境影响评价》 2022年第1期85-89,96,共6页
本研究采集西南紫色土区、华南红壤区两种设施菜地土壤样品(ZP、HP),并以其周边荒地土壤样品为对照(ZU、HU),通过16S rRNA基因测序,结合主要理化性质和邻苯二甲酸酯(PAEs),探讨不同类型设施土壤微生物群落组成差异及其驱动机制。结果表... 本研究采集西南紫色土区、华南红壤区两种设施菜地土壤样品(ZP、HP),并以其周边荒地土壤样品为对照(ZU、HU),通过16S rRNA基因测序,结合主要理化性质和邻苯二甲酸酯(PAEs),探讨不同类型设施土壤微生物群落组成差异及其驱动机制。结果表明,与荒地相比,设施种植显著提高了土壤有机质和PAEs含量;4种土壤微生物群落多样性和组成显著不同,多样性指数顺序为ZP>ZU>HU>HP,其优势门分别是变形菌门(Proteobacteria,26.8%)、变形菌门(Proteobacteria,29.2%)、绿弯菌门(Chloroflexi,36.8%)和放线菌门(Actinobacteria,41.7%);差异分析表明设施土壤存在较高丰度的芽孢杆菌和罗丹诺杆菌等PAEs降解菌,是PAEs污染土壤生物修复的重要来源;冗余分析和相关性分析显示,土壤有机质是导致不同类型土壤微生物群落差异的驱动因素。 展开更多
关键词 设施菜地 紫色土 红壤 微生物群落 邻苯二甲酸酯
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宏基因组揭示紫色土中邻苯二甲酸酯去除的微生物学机制 被引量：1
3
作者 李雨桐 余海 +3 位作者 刘坤 柏宏成 汪军 朱正杰 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1830-1839,共10页
邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为目标污染物,分别设置含... 邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为目标污染物,分别设置含量为0、5、10和20 mg·kg^(-1)的单一污染土壤,避光培养90 d,利用宏基因组技术探究其去除的微生物生态学机制.结果表明,DBP和DEHP在土壤中的降解动态均符合一级动力学降解模型,半衰期介于17.0~38.2 d之间,5 mg·kg^(-1)的DBP降解速率最快,依次快于10 mg·kg^(-1)的DEHP、5 mg·kg^(-1)的DBP、5 mg·kg^(-1)的DEHP以及20 mg·kg^(-1)的DBP和DEHP.第7 d和15 d的土壤样品间细菌群落结构存在显著差异,放线菌门相对丰度随时间不断提升,且与DBP或DEHP半衰期呈反比.物种共现网络分析筛选出变形菌门的Pandoraea属为群落中的关键物种,可以用来指示DBP和DEHP污染程度.KEGG功能注释结果表明,Pandoraea在群落中负责酯键水解、苯甲酸降解、群体感应、ABC转运和双组分系统等功能,可以促进邻苯二甲酸酯上下游降解、细胞通讯和其它降解菌的生长繁殖,以此维持群落结构的稳定.由此可见,紫色土中,DBP和DEHP的去除效率取决于初始含量和自身性质,放线菌门的细菌在降解中扮演重要角色,Pandoraea在促进邻苯二甲酸酯降解和调节降解菌群结构和功能的稳定中均发挥关键作用. 展开更多
关键词 宏基因组 邻苯二甲酸酯(PAEs) 细菌群落 网络分析 关键物种
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三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响 被引量：9
4
作者 刘高云 柏宏成 +1 位作者 叶碧莹 魏世强 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1844-1854,共11页
为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组... 为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HM>CS>PM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg^-1时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg^-1,满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg^-1时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。 展开更多
关键词 有机物料 土壤 CD 水稻 Cd赋存形态
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天然有机质不同分子量组分对紫色土镉吸附-解吸的影响 被引量：6
5
作者 叶碧莹 柏宏成 +1 位作者 刘高云 魏世强 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1963-1972,共10页
环境中广泛分布的天然有机质(NOM)对重金属土壤环境行为具有重要影响。为深化对NOM调控重金属土壤环境行为的认识,本文采用批量平衡试验方法,研究了NOM不同分子量组分(F0,未分级NOM;F1,<5000;F2,5000~10 000;F3,10 000~30 000;F4,>... 环境中广泛分布的天然有机质(NOM)对重金属土壤环境行为具有重要影响。为深化对NOM调控重金属土壤环境行为的认识,本文采用批量平衡试验方法,研究了NOM不同分子量组分(F0,未分级NOM;F1,<5000;F2,5000~10 000;F3,10 000~30 000;F4,>30 000)对紫色土Cd吸附-解吸的影响,分析了NOM效应与其组成和性质的关系。结果表明,添加NOM及其组分(0.1%、0.2%、0.5%C)均增加了土壤对Cd的吸附性能,与未添加NOM对照相比,土壤Cd吸附量增加6.25%~61.22%,而解吸率降低16.22%~56.52%;NOM组分添加量越高,对土壤Cd吸附能力的增加作用越显著;等添加量条件下(0.5%C),F1、F3、F4组分土壤Cd的吸附量明显高于F0,而F2的作用则相反,其中F1处理的土壤Cd吸附量较F0高约37.98%,解吸率降低了约38.63%,而F2则使土壤Cd吸附量降低了约6.68%,解吸率增加18.02%;随NOM组分分子量的增加,其C、H元素含量增加,而O含量减少,O/C、(N+O)/C元素比值降低,反映出高分子量组分氧化程度更低,极性更弱。研究表明,NOM组分对土壤Cd吸附的影响与其分子量大小的变化并不存在线性依存关系,低分子量组分F1可能主要通过影响土壤pH而改变对Cd的吸持能力,而高分子量组分则还受其结构复杂性的影响。 展开更多
关键词 天然有机质 分子量 土壤 CD 吸附-解吸
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几种有机肥对紫色土Pb有效性和形态的调控效应 被引量：3
6
作者 李顺奇 刘洁 +3 位作者 陈杰 王璐瑶 柏宏成 魏世强 《农业资源与环境学报》 CAS 北大核心 2019年第1期79-88,共10页
采用完全组合试验设计,比较了果壳有机肥(NM)、猪粪有机肥(PM)、污泥有机肥(SM)、腐殖土有机肥(HM)和蚯蚓土有机肥(EM)在不同用量下对不同污染程度土壤[外源添加(CH3COOH)2Pb溶液]中有效Pb的影响,并探讨了土壤有效Pb变化与Pb形态转化的... 采用完全组合试验设计,比较了果壳有机肥(NM)、猪粪有机肥(PM)、污泥有机肥(SM)、腐殖土有机肥(HM)和蚯蚓土有机肥(EM)在不同用量下对不同污染程度土壤[外源添加(CH3COOH)2Pb溶液]中有效Pb的影响,并探讨了土壤有效Pb变化与Pb形态转化的联系。结果表明,施用有机肥能降低轻度、中度和重度污染土壤中有效Pb的含量,且随着有机肥用量增加降幅增大,其中在中度和重度污染程度土壤中尤为显著。各有机肥中以SM、PM处理的效果最为突出,其土壤有效Pb含量较对照分别降低24.22%～36.10%和19.33%～35.48%。5种有机肥处理土壤有效Pb含量都随时间呈现先上升后下降的变化趋势,在培养至10 d达到峰值,此后逐步降低并在60 d后趋于稳定,其变化动态与Pb各形态转化动态具有一致性。经有机肥处理后,轻度污染土壤中,碳酸盐结合态铅(Carb-Pb)含量降低5.36%～12.91%,有机结合态铅(OM-Pb)含量稍有上升,残渣态铅(Res-Pb)含量增加18.92%～45.47%;在中度污染土壤中,Carb-Pb含量稍有下降,Res-Pb含量显著增加24.30%～38.04%;在重度污染土壤中,Carb-Pb含量无显著变化,OMPb和Res-Pb含量都有大幅增加,其增幅分别为14.46%～41.06%和29.02%～56.29%。土壤中Carb-Pb对有效Pb具有显著正向贡献,而OM-Pb和Res-Pb表现为显著的负向贡献。研究表明,有机肥主要通过降低Carb-Pb含量而大幅增加OM-Pb和Res-Pb含量,使得土壤Pb的有效性显著降低。 展开更多
关键词 有机肥 土壤 PB 有效性 化学形态
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