珠海市土壤檢測分析重金屬含量測定中心

珠海市土壤檢測分析重金屬含量測定中心:
外來入侵植物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響已成為入侵生態(tài)學研究的熱點問題。以我國典型入侵植物水花生（Alternanthera philoxeroides，Ap） 和蘇門白酒草（Conyza sumatrensis，Cs） 為對象，選取撂荒的稻田為試驗樣地，以土著優(yōu)勢物種馬唐（Digitaria sanguinalis，Ds）為參照，通過對入侵植物和土著植物的根際土壤進行采樣分析，研究了入侵植物對入侵地土壤特性及土壤碳氮過程的影響。結果表明，與土著物種Ds 相比，Ap 和Cs 入侵分別使土壤有機質含量增加106％和27％，全氮量增加63％和97％，銨態(tài)氮含量增加97％和94％，硝態(tài)氮含量增加71％和243％，微生物量碳增加123％和225％，微生物量氮增加225％和399％，氮凈礦化速率增加2．1 倍和3．8 倍，反硝化速率增加1．0 倍和0．8 倍，酶的活性和硝化速率亦顯著增加；礦化過程中Cs 和Ap 的CO2平均排放速率分別增加2．3 倍和2．6 倍，土壤N2O 的平均排放速率分別增加1．9 倍和2．2 倍。由此可見，入侵植物顯著地改變了入侵地土壤的理化特性，加速了土壤碳氮轉化過程，呈現正反饋效應。
    生物入侵（biological invasion）已經成為全球變化的重要組成部分，被列為三大環(huán)境問題之一，對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和經濟發(fā)展造成嚴重的負面影響。近年來隨著生物入侵研究的不斷深入，入侵植物對入侵區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)過程，尤其是對土壤生態(tài)系統(tǒng)過程的影響得到了廣泛關注[1]。
    許多研究表明，外來植物入侵除對土壤基本理化性質產生顯著影響外[2]，還改變了土壤微生物的群落結構和功能[3-4]，使土壤酶活性發(fā)生顯著變化[5-6]，從而使土壤物質循環(huán)受到影響[7]。Hibbard 等[8]研究了植物入侵下土壤礦化速率的變化；Ehrenfeld 等[9]揭示了入侵植物對土壤氨化作用和硝化作用的影響；牛紅榜等[10]發(fā)現紫莖澤蘭入侵改變了與土壤養(yǎng)分循環(huán)相關的微生物功能群數量，從而使養(yǎng)分循環(huán)發(fā)生了顯著變化。然而，無論是直接的試驗研究，還是綜述性的整合研究，都很少涉及外來植物入侵對土壤反硝化作用的影響[11-12]。Liao 等[13]在收集整理已有相關研究資料的基礎上，整合分析了外來植物入侵對土壤特性及土壤過程的影響，但由于研究資料的不足，缺少了土壤反硝化速率等指標。可見，植物入侵對土壤反硝化速率影響的研究較少，然而作為土壤物質轉化過程中的一個重要組成部分，土壤反硝化作用是土壤N 損失的主要過程之一。土壤碳氮過程的變化必將會影響到土壤微量氣體CO2 和N2O 的排放，而CO2 和N2O 作為兩種主要的溫室氣體對全球氣候變化影響顯著，因此入侵植物對土壤CO2 和N2O 排放的影響應該得到足夠重視。
某重要巖溶地下水源地受到四氯化碳的嚴重污染，為此采用土柱通風試驗模擬土壤氣相抽提（SVE）凈化四氯化碳污染物的過程，對通風速率為40 mL·min-1 和70 mL·min-1 兩種條件下土壤四氯化碳的去除過程進行了試驗模擬研究。結果表明，土柱通風能有效去除土壤中的四氯化碳污染物，通風條件下土壤中四氯化碳的去除過程符合一級反應動力學，土壤中四氯化碳濃度C 的對數值ln[C/（μg·L-1）]與時間t 呈良好的線性關系，相關系數均在0.95 以上。通風速率為40 mL·min-1 的土柱A 各取樣口四氯化碳去除反應速率常數k 值在0.013 2~0.015 5 h-1 之間，通風速率為70 mL·min-1 的土柱B 各取樣口k 值在0.017 8~0.022 2 h-1 之間，說明增大通風速率能提高土壤中四氯化碳污染物的去除效率。
    某巖溶地下水源地是當地的重要農灌、飲用水水源地，近年來受上游補給區(qū)農藥廠排放含四氯化碳污水的影響，該地區(qū)的土壤及地下水均受到四氯化碳的嚴重污染。四氯化碳是典型的毒，它能破壞大氣中的臭氧層和對人體中樞神經系統(tǒng)、和腎臟造成毒性損害[1-2]。在排污區(qū)，四氯化碳通過土壤下滲補給污染地下水，而在地下水污染的其他區(qū)域地下水中四氯化碳的向上揮發(fā)可導致上覆土壤受到污染。因此，在排污區(qū)及地下水污染區(qū)的上覆土壤均受到不同程度的四氯化碳污染。土壤氣相抽提（soil vapor extraction，SVE）技術是土壤有機污染修復的有效方法，其適用范圍較為廣泛。DeVita 等[3]認為，對于20 ℃時飽和蒸汽壓大于1 mmHg、亨利常數大于0.01 的揮發(fā)性有機污染物均可用SVE 有效地去除。四氯化碳20 ℃的飽和蒸汽壓為91.3 mmHg，亨利常數為0.78[4-5]，因此可考慮用SVE 技術進行修復。本文采用土柱通風試驗模擬SVE，分析通風速率對通風條件下四氯化碳在土壤中的去除過程及動力學特性的影響。