摘要:纳米零价铁（nZVI）以及硫化纳米零价铁（S-nZVI）活化过硫酸盐（PS）降解土壤中的有机污染物是目前场地原位氧化修复技术的研究热点之一。苯系物（BTEX）是石化污染场地中典型的恶臭污染物，实现BTEX的高效去除并探究其降解机理有着重要的环境意义。本研究建立了以生物质炭负载硫化纳米零价铁（S-nZVI@BC）为活化剂的过硫酸盐氧化体系，探究不同条件下BTEX的降解效果，并与其他材料催化PS降解体系的效果进行了比较。同时基于化学探针实验、电子顺磁共振实验（EPR）及吹扫捕集-气质联用法（PT-GC-MS）测定的转化产物推测BTEX可能的降解途径。结果表明，S-nZVI@BC/PS体系在pH=3、S/Fe=1/4、Fe/C=1/2、材料投加量为0.01 g·g-1、PS浓度为30 mmol·L-1时对土壤中BTEX均有着95%以上的降解效果；S-nZVI@BC/PS 体系下苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的降解率在2 h内分别可达到96.7%、98.5%、96.9%、98.4%；S-nZVI@BC催化体系在所研究的五种不同催化剂体系表现最佳，即催化效果表现为：PS4˙-、HO˙及O2˙-三种活性自由基，且SO4˙-为反应过程中的主要活性物质；根据主要自由基及中间产物推测BTEX可能存在自由基加成及自由基抽氢两条降解途径。硫改性及生物质炭的负载有效提高了nZVI催化性能的稳定性，且S-nZVI@BC/PS可高效降解BTEX，该研究可为土壤中恶臭污染物高效降解技术的建立提供理论支撑。

摘要:土壤、水体中共存的镉（Cd）、砷（As）极易通过食物链危害人类健康，是亟待解决的全球性环境问题。通过共沉淀-物理混合法制备新型硅-铁改性生物质炭（CMSMB），并通过Cd、As复合污染水体吸附试验与土壤培养试验探究其修复能力与机理。结果表明，CMSMB对Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）复合污染修复效果优异，最大吸附容量分别为272.73和17.59 mg·g-1，两种元素在CMSMB表面的吸附过程同时存在拮抗和协同作用，其相对强弱取决于溶液中Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的浓度。拮抗作用主要源于Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）对羟基和芳环表面结合位点的竞争，而协同作用主要通过静电吸附、Cd-As共沉淀和三元表面络合物的形成实现。土壤培养20 d后，CMSMB的添加提高了土壤pH和可溶性有机碳含量，从而促进土壤中有效态Cd浓度的显著降低（降幅64.86%～74.25%），是CMSMB与土壤理化性质变化交互引起的静电吸附、沉淀、络合等机制共同作用的结果。而短期土壤培养下CMSMB对土壤As有效性影响不显著，有效态As浓度仅随培养时间增加而略有降低。综上所述，CMSMB是一种对Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）复合污染水体有着良好修复能力的环境功能材料，其在短期内能实现对复合污染土壤中Cd的钝化和抑制As有效性升高的趋势，可应用于矿尾水、农用地污灌水等镉砷复合污染污水及农用地土壤的修复，但其长期修复能力及修复所包含迁移转化和微生物组学机制，有待进一步探究和验证。

摘要:腐殖质（humic substance，HS）作为农业生产中土壤养分组成的重要指标，在维护土壤地力、碳储存、植物营养及生态环境稳定性等方面具有重大战略意义。然而，由于HS的天然提取源不足，导致HS市场供给需求逐年攀升。鉴于木质素与HS的结构相似，能否采用人工腐殖化方法，精准调控大分子木质素的氧化分解或其小分子衍生物的自由基耦合，生成可媲美甚至超越商业HS作用和功效的类HS产品？该创造性思路对实现我国农业连续增产增收具有极大的经济价值和应用前景。本文简述了天然HS的结构特征和多功能属性，探讨了人工腐殖化的最新理念、方式和机理，对比了人工腐殖化产物与天然HS的差异性，并总结了人工腐殖化产品在农业实践中的潜在应用和价值，旨在为研究者攻克木质素及其衍生物人工腐殖化的科技瓶颈提供理论支撑和技术指导。

摘要:近年来，关于微生物残体在土壤有机质积累和转化过程中的作用越来越受到研究者的关注。土壤有机质中微生物残体的数量和组成比例变化与土壤有机质的形成、容量大小及周转特征密切相关。对目前土壤微生物残体研究方面的相关进展进行了梳理和总结，在明确土壤微生物残体的来源及其重要性的基础上，介绍了土壤微生物残体定量和转化的表征方法，阐述了微生物残体在土壤有机质积累转化过程中的作用及其主要影响因素，探讨了微生物残体在土壤中的稳定机制，提出了微生物通过同化代谢作用驱动细胞残体积累进而促进土壤有机质积累和稳定过程中亟待探讨的科学问题。期望为进一步探究陆地生态系统土壤有机质周转与微生物过程的相互作用机理提供一定的思考。

摘要:水力、风力、冻融作用等多营力叠加的复合土壤侵蚀是东北黑土区土壤侵蚀的重要特征，但目前该地区复合土壤侵蚀研究还相当薄弱，进而影响黑土复合侵蚀防治措施的精准实施。采用室内风洞试验和模拟降雨试验相结合的方法，分析前期地表风蚀作用对黑土坡面水蚀的影响。结果表明：（1）前期地表风蚀作用使坡面产流时间明显滞后，但其显著增加了坡面水蚀量（P<0.05），且坡面径流和水蚀强度均随前期风蚀作用的风速增加而增加。（2）前期地表风蚀作用对后期坡面水蚀产生了明显的正向效应，地表风蚀作用对坡面水蚀的贡献随前期风蚀作用的风速增大而显著增加，且雨强较小时前期地表风蚀作用对后期坡面水蚀的影响更加明显。在50和100 mm·h-1两种降雨强度下，9、12和15 m·s-1风速的风蚀作用对坡面水蚀量的贡献率分别为24.2%、45.4%、80.3%和17.5%、26.3%、46.3%。（3）地表风蚀作用增加坡面水蚀的主要原因一方面是前期风蚀作用使土壤抗侵蚀能力指标（地表土壤抗剪强度和土壤硬度）减小；另一方面是风蚀过程中的风沙颗粒运动冲击、摩擦地表，使坡面形成了风蚀凹痕微形态，改变了后期坡面水蚀过程的径流路径，加快了坡面径流汇集，增加了坡面径流流速和减少了水流阻力，从而增加了坡面径流侵蚀力和搬运能力；此外，前期风蚀作用也为后期坡面水蚀过程提供了侵蚀物质。本研究结果不仅丰富了复合土壤侵蚀理论，也为黑土区土壤侵蚀防治提供了科学依据。

摘要:糖醇是许多植物的光合作用初产物，在植物体内具有多种生物学效应，作为配体合成的糖醇螯合肥能促进钙、硼等营养元素在植株韧皮部迁移，该特性使其在农业生产中备受关注，但是糖醇螯合肥在我国的发展仍处于初始阶段，其科学研究远滞后于实际应用，根源在于当前的研究侧重糖醇螯合肥的作物效应，较少关注施用糖醇螯合肥对土壤环境及根际、叶际微生物造成的生态影响。同时，既往的研究通常忽略糖醇配体在生物体内的作用，且应用的糖醇螯合肥多为混合物，难以明确是糖醇、糖醇螯合物或按一定比例合成的混合物对作物生长起到关键作用。此外，由于糖醇螯合物的螯合机理不明，难以利用有效手段对其进行定性与定量分析，也阻碍了糖醇螯合肥的肥效机理研究。基于此，本文简要阐述了糖醇螯合技术及糖醇螯合肥的优势，并概述了糖醇配体在植物体内的生物学效应，通过当前糖醇螯合肥的应用现状指出糖醇螯合肥应用研究和开发中的不足，旨在为糖醇螯合肥的发展提供技术依据与发展方向。

摘要:生物质炭是一种利用废弃生物质材料在缺氧或厌氧环境中热化学转换制备的多孔级富碳固体材料。因其吸附能力强，制备原料来源广泛，生产成本低且环境友好等优点受到学术界越来越多的关注。探究生物质炭对有机污染物的吸附机理和规律，对于评估其环境行为和应用价值至关重要。着重综述了目前研究报道的生物质炭吸附有机污染物的吸附机理，包括分配作用、表面吸附作用和孔隙截留等。一般低温生物质炭对非极性有机物的吸附机制以分配作用为主，这种非竞争性吸附机理可以解释高浓度有机污染物在生物质炭上的吸附过程。表面吸附是一种非线性竞争性吸附作用，是有机污染物在生物质炭表面有效吸附位点上形成静电作用或通过氢键、离子建、π-π相互作用等结合的过程。孔隙截留是另一种生物质炭固定有机污染物的微观机制，有机污染物在孔隙内部的分配和吸附也是生物质炭吸附能力的重要体现。而在实际复杂的污染环境中，各类生物质炭对有机污染物的吸附过程需要多种机制共同解释。此外，本文对吸附机制的影响因素进行了分析和总结，生物质炭自身理化特性决定了其应用价值，生物质炭的性质与有机污染物的极性、芳香性和分子大小等相匹配才能更好地实现吸附固定，不同的吸附环境如吸附介质、pH和共存离子等也会对吸附机制和吸附效果产生影响。最后，文章进一步探讨了生物质炭吸附有机污染相关研究未来应着重解决的问题，以及生物质炭在有机污染土壤修复中的应用前景。

摘要:随着集约化种植程度的不断提高，土传病原菌侵染、土壤酸化、次生盐渍化、养分平衡失调等引起的作物连作障碍发生率不断攀升，严重威胁着集约化农业的可持续发展。强还原土壤灭菌（Reductive Soil Disinfestation, RSD）法是一种作物种植前的土壤处理方法，即：在发生土传病害的土壤上，添加大量的易分解有机物料、灌溉、薄膜覆盖或淹水阻隔与大气的气体交换，快速创造土壤强还原环境，短期内杀灭土传病原菌的方法。强还原杀灭土传病原菌的作用机理包括：1）厌气杀灭好氧病原菌；2）还原过程产生有毒有害的物质杀灭土传病原菌；3）强还原改变土壤微生物群落结构，抑制土传病原菌活性。强还原土壤灭菌法还具有提高土壤pH，减轻次生盐渍化的作用，具有广谱性和环境友好性。本文介绍了该方法的起源、作用机理、影响该方法效果的因素及其应用前景。

摘要:通过批平衡实验，研究不同剂量热解温度（300、400、500、600℃，记作C300、C400 、C500、 C600）玉米秸秆生物炭对萘的吸附动力学特征与机理。同一热解温度下生物炭投加剂量为10 mg时对萘的平衡吸附量大于50 mg。热解温度对生物炭吸附萘的影响也不同，投加剂量为10 mg时，萘的平衡吸附量为C400>C300>C600>C500；剂量为50 mg时，C300、C400和C600的平衡吸附量相近，而C500的平衡吸附量最低。生物炭对萘的吸附动力学数据随时间的变化可以用假二级动力学方程很好地拟合，表明生物炭对萘的吸附是复杂的，并不是单一的单层吸附。用颗粒内扩散模型和Boyd模型分析，发现液膜扩散以及颗粒内扩散均影响吸附过程，且液膜扩散为限速因素。

摘要:采用有限差分软件FLAC3D对有无植被及淤地坝的黄土高原小流域重力侵蚀机理进行探索，揭示了主要工程措施(淤地坝)和生物措施(植被)对重力侵蚀的调控机制。通过对比分析无治理措施和实施淤地坝及生态恢复治理措施条件下，小流域位移场、应力场和塑性屈服区分布，揭示了淤地坝和植被措施减缓重力侵蚀的作用。结果表明：植被可使梁峁顶处位移减9.8%，沟坡中下部位移减小11%，淤地坝只能使坝址处位移减少10%；植被可使塑性区体积减少46%，淤地坝可使塑性区体积减少11%。淤地坝增加了流域的凹形边坡，而根系加固作用改善了坡面浅层土体应力，二者均有效降低了坡面土体的应力集中，减少了塑性屈服区体积，但均未改变小流域以剪切破坏为主的屈服模式。小流域小尺度范围内，淤地坝减蚀作用强于植被，而大尺度范围内，植被减蚀效果优于淤地坝。研究成果可为小流域水土保持措施的合理配置提供科学依据。