农业环境科学学报杂志

农业环境科学学报杂志2022年第3期

• 伴矿景天修复农田土壤镉污染的研究进展

  熊娟,王依涵,陈畅,侯静涛,许运,汪明霞,谭文峰

  我国土壤镉污染区与水稻种植区在空间分布上基本吻合，这严重威胁了粮食安全与人体健康，是亟需解决的土壤环境问题。伴矿景天是我国近年发现的镉超富集植物，是修复土壤镉污染的理想植物。本文以“伴矿景天”和“Sedum plumbizincicola”为关键词，从中国知网和Web of Science数据库共收集文献280篇，采用文献计量分析软件VOSviewer分析国内外研究现状，分别从伴矿景天对镉的吸收转运和富集机制、解毒机理、田间修复现状、修复效果强化措施和产后处理技术5个方面综述了现阶段的主要研究成果，并进一步阐述了伴矿景天田间修复推广应用面临的问题和挑战，提出未来研究应集中探索伴矿景天的修复效率提升和实际推广应用。

• 纳米氧化物对美托洛尔生物富集的影响研究

  卢媛,宋琪,许佳瑶,孙红文

  为揭示氧化物纳米颗粒（NPs）对离子型有机污染物在水生生物体内富集的影响，本研究考察了两种典型的氧化物NPs对鲤鱼富集β-阻断剂美托洛尔的影响以及美托洛尔在鱼体内各部位的分布，并通过批平衡实验进一步探讨了吸附解吸与生物富集的关系。结果表明：NPs共暴露时，在摄取阶段结束时美托洛尔生物浓缩因子（BCF）值增加了2.39倍（TiO2 NPs）和3.49倍（SiO2 NPs）。净化阶段鱼体内的美托洛尔半衰期由20.09d缩短到8.39d（TiO2 NPs）和6.13d（SiO2 NPs），净化结束时鱼体内的美托洛尔残余浓度则略有升高。NPs的共暴露未改变鲤鱼摄取美托洛尔的途径，但显著升高了鱼鳃和内脏中美托洛尔的浓度。相对于TiO2 NPs，SiO2 NPs对美托洛尔具有更强的、且不可逆的吸附，使用Freundlich模型拟合的lg KF值分别为2.21（TiO2 NPs）和4.47（SiO2 NPs）。研究表明NPs能够通过吸附载带促进鱼体对美托洛尔的富集，吸附态美托洛尔主要通过摄食和鳃的呼吸作用随NPs进入鱼体内，由NPs携带进入鱼体内的美托洛尔一部分发生解吸从而被鱼体利用，未发生解吸的部分随NPs的排出被排出体外。

• 萝卜对土壤中全氟辛酸赋存形态影响及吸收特征

  吕雪艳,李政宇,杜文超,郭红岩,于志国,吴吉春,孙媛媛

  为探讨植物种植对土壤中全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid，PFOA）赋存形态影响及吸收特征，以根系发达的萝卜为代表性植物，通过盆栽试验，探究了不同浓度PFOA污染土壤中萝卜的生长、对PFOA的吸收利用及土壤中PFOA形态分布的变化。结果表明：萝卜的种植会显著改变土壤中PFOA的赋存形态，且存在浓度差异。与无种植组相比，种植萝卜显著提高了低浓度土壤中的PFOA有机结合态比例（12%）、降低了残渣态比例（10.5%）；显著降低了高浓度土壤中PFOA的可脱附态比例（4.9%）。萝卜可从土壤中富集PFOA，且地上部（茎、叶）富集能力显著高于地下部。低浓度（0.2 mg·kg-1）PFOA暴露显著降低萝卜生物量，但高浓度（5 mg·kg-1）并未对生物量产生显著影响。研究表明，萝卜种植可以改变污染土壤中PFOA的形态分布，进而影响PFOA对人类健康及环境的潜在风险。

• 灭多威对斑马鱼胚胎抗氧化防御系统的影响

  陆妍,陈曦,裘丽萍,胡庚东,宋超,范立民,郑尧,孟顺龙,陈家长

  为探究灭多威对斑马鱼胚胎抗氧化防御系统的影响及氧化损伤效应，将受精后6h内的斑马鱼胚胎暴露在浓度为0、2、20、200 μg·L-1的灭多威溶液中，分别在24、48、72、96h时测定斑马鱼体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、还原型谷胱甘肽（GSH）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）的活性及丙二醛（MDA）的含量。暴露于灭多威后，SOD活性呈现先降低后升高再降低的趋势，各浓度处理组与对照组差异显著（P<0.05）；CAT活性表现为先被诱导后抑制减弱的效应，其中20、200μg·L-1处理组CAT活性显著高于对照组（P<0.05）；GR、GSH、GSSG活性呈现先升高后降低的趋势；与对照组相比，各浓度处理组斑马鱼胚胎体内MDA含量增加，呈先增加后减少再增加的趋势。灭多威对斑马鱼胚胎具氧化应激效应，造成鱼体内抗氧化防御因子活性水平及MDA含量发生改变，干扰抗氧化防御系统正常工作，具有氧化损伤效应。

• 石灰与生物炭对矿山废水污染农田土壤的改良效应

  张新帅,张红宇,黄凯,施翠仙,陈建军,李元,湛方栋

  为研究石灰、生物炭单施和配施对酸性矿山废水污染农田土壤理化性质及作物生长的影响，在云南某酸性矿山废水污染农田，开展石灰（0、1 500、4 500 kg·hm-2）、生物炭（0、15 000、45 000 kg·hm-2）单施与配施的大田试验。结果表明：双因素分析表明，石灰和生物炭对土壤pH、速效养分含量、有效态Cd含量、养分含量、产量存在显著的影响，并且二者之间存在显著的交互作用。与不添加石灰和生物炭处理相比，石灰单施升高酸性磷酸酶活性，增加细菌和放线菌数量，降低脲酶活性和碱解N含量；生物炭单施增加真菌和放线菌数量，减少碱解N含量，降低酸性磷酸酶和脲酶活性；石灰、生物炭配施增加微生物数量和碱解N含量，升高脲酶活性，降低酸性磷酸酶活性；石灰、生物炭单施和配施均显著提高土壤pH和速效K含量，增加CEC，显著降低土壤速效P、有效态Cd和玉米植株Cd含量，同时增加玉米生物量、养分含量和产量。相关分析表明，土壤pH值与有效态Cd含量呈极显著负相关；玉米产量与土壤有效态Cd含量呈显著负相关。研究表明，石灰、生物炭单施和配施均能改善酸性矿山废水污染农田土壤理化性质，降低土壤Cd有效性和玉米Cd含量，提高玉米产量，具有明显的土壤改良效应。石灰与生物炭配合施用更佳，其中4 500 kg·hm-2石灰+45 000 kg·hm-2生物炭处理效果最好。

• 水稻秸秆生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质的影响机制

  吴伟健,陈艺杰,李高洋,张伟健,林海虹,蔺中,甄珍

  为探究不同比例生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质及其体内镉累积的影响，以千禧番茄（Lycopersicon esculentumMill.）为材料，设计4个处理（CK：不添加生物炭；T1：1%生物炭；T2：3%生物炭；T3：5%生物炭），采用盆栽试验研究了不同处理下番茄根系、茎部和果实中镉的累积、产量与品质和土壤理化性质与酶活性的差异。结果表明：与CK处理相比，添加生物炭显著提高了番茄的产量和品质（维生素C、番茄红素、可溶性蛋白、可溶性糖含量和糖酸比），其中T2处理的品质提升效果最显著，分别较CK处理提高了24.7%、114.4%、12.0%、37.4%和80.0%。添加生物炭可显著降低番茄体内（根系、茎部和果实）镉含量，其中T3处理的效果最显著，在生长末期，T3处理番茄根系、茎部和果实中的镉含量分别为1.31、0.33 mg·kg-1和0.03 mg·kg-1。此外，在番茄的整个生育期中添加生物炭可显著改善土壤理化性质（pH和腐殖质），提高土壤养分含量（碱解氮、速效磷和速效钾）和酶活性（脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶），其中在生长末期，T2处理的碱解氮、速效磷、速效钾含量和脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶活性显著高于其余处理，依次为47.42、165.85、167.76 mg·kg-1和6.28 mg·g-1·d-1、3.20 mg·g-1·20 min-1、1.07 mg·g-1·d-1和2.13 mg·g-1·d-1；T3处理对pH、腐殖质含量提高效果最为明显，分别为7.15和24.56 g·kg-1，但与T2处理无显著差异。研究表明，添加生物炭可显著降低番茄体内镉含量，改善土壤理化性质并提高土壤养分含量，进而提高番茄的产量和品质，其中以3%生物炭处理效果最佳。同时，添加生物炭显著提高了土壤的酶活性，改善土壤的生态环境。

• 东江流域土壤重金属污染特征及潜在风险评价

  黄志伟,李文静,李伟杰,毛宇鹏,房怀阳,杜宏伟,曾凡棠,林澍

  为从流域尺度上探讨土壤重金属分布特征、土地利用对流域土壤重金属的影响及重金属来源等，以东江流域为研究区，采集全流域及不同土地利用方式下的表层土壤（0~30 cm）测定Zn、Cr、Pb、Cu和As含量，运用数理统计、地统计学、污染指数和风险指数法，分析全流域及不同土地利用类型土壤的重金属含量特征，评价其污染特征及潜在生态风险；运用克里金插值法进行重金属含量及污染风险空间分布研究；同时探讨了重金属的来源。结果表明：与“七五”背景值相比，东江流域表层土壤重金属呈现不同程度累积上升趋势。不同用地类型土壤重金属含量存在较大差异，但均属于中等变异性，总体上中上游各类重金属含量相对较高，其中龙门及和平-龙川-寻乌一带尤为突出。东江流域各重金属均值均低于国家二级标准（GB 15618—2018），单因子指数评价显示污染水平均为安全，内梅罗综合指数评价显示污染水平为安全且接近轻污染，流域平均综合潜在生态风险指数为55.6，属于低风险。东江流域土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源，Pb、Zn及As可能同时受到工业污水排放、农药化肥、采矿、交通运输等人为源及自然源影响，而Cr、Cu可能主要受以土壤母质、大气沉降为主的自然源影响。研究表明，研究区域内土壤重金属呈不同程度累积上升趋势，但总体污染风险为低风险；不同用地类型土壤中重金属含量存在较大差异，总体上中上游较高；土壤重金属主要有人为源和自然源两个来源，部分重金属存在相似的来源途径。

• 草本植物根际邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯降解菌的分离与降解特性

  刘淑娟,张翠萍,李淑英,李学孺,李元,周元清

  为研究湿地草本植物根际对邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的微生物修复潜能，选择DEHP作为目标污染物，采用富集驯化法从不同湿地草本植物根际土壤中筛选出一株能高效降解DEHP的细菌B6，通过形态、生理生化特征、16S rDNA序列分析，初步鉴定为简单芽孢杆菌（Bacillus simplex），同时研究了该菌株在不同DEHP初始浓度、pH、接菌量、温度条件下对DEHP的降解特性。结果表明，菌株B6的最适降解条件为初始浓度100 mg·L-1、pH 7.0、接菌量4%、温度30℃，在此最适条件下7 d后无机盐培养液中DEHP的降解率为97.91%。研究表明，菌株B6对DEHP污染修复效果显著，在DEHP污染修复中具有一定的应用前景。

• 秸秆粉碎和焚烧还田对石灰性紫色土耕层土壤孔隙和有机碳的影响

  王越,况福虹,马胜兰,王艳强,李兰,唐家良,朱波

  为明确川中丘陵区长期不同秸秆还田方式对石灰性紫色土耕层土壤孔隙及有机碳的影响，利用田间原位监测和计算机断层扫描技术，测定夏玉米-冬小麦轮作、秸秆不还田（RMW0），夏玉米-冬小麦轮作、秸秆50%粉碎还田（RMWshred）和夏玉米-冬小麦轮作、秸秆50%焚烧还田（RMWburn）处理耕层土壤有机碳浓度、储量及孔隙特征参数。结果表明：RMWshred和RMWburn均能显著增加耕层土壤总孔隙度、降低土壤容重，RMWburn耕层土壤大孔隙度是RMWshred的2.7倍。RMWshred和RMWburn较RMW0能有效改善土壤大孔隙集中分布现象，使层间大孔隙分布更均匀，3个处理孔隙数量均以当量孔径100~500μm孔隙为主，RMWshred和RMWburn优化了耕层土壤不同当量孔径孔隙数量比和体积比，且以RMWshred更优。RMWburn有利于增加耕层土壤>1000μm孔径的孔隙数量，RMWshred耕层土壤>1000μm孔径的孔隙平均直径趋小。RMWshred和RMWburn平均喉道截面积、平均喉道截面形状因子、平均孔隙形状因子均较RMW0低，长期秸秆还田使耕层土壤孔隙向有利于保水保肥的方向转变，且RMWshred保水保肥能力较RMWburn更优。秸秆连续还田15a后，只有RMWshred耕层土壤有机碳浓度增幅显著。综合比较两种还田方式在改善川中丘陵区石灰性紫色土耕层土壤孔隙特征和固碳效果的差异表明，长期秸秆粉碎还田较焚烧还田更有利于改善耕层土壤孔隙特征，更能有效积累耕层土壤有机碳，更有利于川中丘陵区农业绿色发展。

• 香蕉秆及其生物炭对双季水稻土团聚体及碳库管理的影响

  王超,邱竞驰,李建华,卢瑛,李博,唐贤,董玉清,胡家帅

  为探明香蕉秆废弃物资源化利用及其在改善土壤质量方面的可行性，以珠江三角洲区域种植面积广泛的双季水稻土为研究对象，采用室内培养试验，通过测定添加0.5%、1.0%和2.0%香蕉秆及其生物炭后土壤团聚体稳定性和有机碳的变化特征，阐明添加不同比例的香蕉秆及其生物炭对土壤团聚体稳定性、碳库组成和碳库管理的综合影响。结果表明：添加香蕉秆能提高土壤>0.25mm水稳性团聚体含量和团聚体稳定性系数（ASI），降低土壤团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（ELT）；而香蕉秆生物炭处理降低了土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量和ASI，增加了PAD和ELT。添加香蕉秆及其生物炭均能不同程度提高土壤总有机碳（TOC）和活性有机碳（EOC）含量，降低土壤氧化稳定系数（Kos），其中香蕉秆处理对EOC的提高更显著，而香蕉秆生物炭处理对TOC的提高更显著。香蕉秆及其生物炭处理分别通过提高碳库活度指数（CPAI）和碳库指数（CPI）来提高土壤碳库管理指数（CPMI）。相关性分析表明，土壤团聚体稳定性主要取决于土壤EOC占比，而非TOC含量。研究表明，添加香蕉秆更有利于土壤结构改善和土壤EOC的积累，2.0%香蕉秆添加比例具有最佳的土壤培肥效果。

• 酸性农田土壤改良效果综合评价指标体系的构建及验证

  李青容,陈建军,祖艳群,何永美,湛方栋,李博,李元

  建立科学、合理、实用的酸性农田土壤改良效果综合评价体系，为酸性农田改良效果评价工作提供依据。利用文献分析法筛选酸性农田土壤改良效果的评价指标，采用层次分析法确定指标权重，构建酸性农田土壤改良效果综合评价体系，并以云南省梁河县的酸性农田实验进行验证。本文以酸性土壤改良为关键词查阅文献，根据各指标出现频率筛选出土壤肥力、作物生长与安全和经济效益3个中间层指标，土壤有机质、土壤pH、交换性酸等24个最低层指标，确定了各指标权重系数，建立了酸性农田土壤改良效果的综合评价指标体系，利用逼近理想解排序（TOPSIS）加权法对大田实验改良效果进行排序为复合定性纤维素204（SQC204）>复合定性一纤维素201（SQC201）>复合定性铁铈纤维素（SQFC-00S）

• 暗管农田不同类型肥料对向日葵生长及土壤氮素分布的影响

  祁茜,史海滨,闫建文,李仙岳,高晓瑜,范理权,郝云凤

  为了探明暗管排水条件下不同肥料对作物生长和土壤氮素环境的影响，明确盐渍化暗管排水农田合理的施肥模式，采用田间试验，设置普通尿素（CK）、控释肥（CF）和有机硅水溶性缓释肥（OF）3个处理，在保证施纯氮量均为225 kg·hm-2的情况下，对各处理向日葵生育期间的生长状况、产量和氮肥利用效率，以及土壤、排水中的氮素含量进行分析。结果表明：与CK相比，CF和OF处理均可提高向日葵各生育期株高、叶面积指数、光合速率及产量。其中，CF增产效果最为显著，两年内较OF、CK分别提高了14.07%和40.54%。此外，CF处理有利于0~40 cm土层土壤氮素的持续有效供应，可增加植株氮素积累量、氮肥偏生产力和氮收获指数，更好地促进作物对养分的吸收利用。与CK、OF相比，CF可有效减少向日葵收获后期0~160 cm土层NO3--N残留量，降幅分别为14.92%和7.87%。两年试验中各处理之间的暗管排水量、排盐量较接近，但NO3--N及NH4+-N流失量差异明显，其中OF、CK处理下的NO3--N流失量分别是CF的1.25、1.50倍，NH4+-N流失量分别是CF的1.22、1.95倍。研究表明，控释肥可以更好地促进作物对养分的吸收利用，提高氮肥利用率，显著增加作物产量，同时还可以降低土壤中氮素的深层淋洗，减少氮素流失量，是暗管排水条件下较为适宜的肥料品种。

• 施生物炭与有机肥对白浆土土壤酶活性的影响

  陆欣春,郑永照,陈旭,韩晓增,邹文秀,董本春,严君

  为探讨施生物炭和有机肥对白浆土土壤酶活性的影响，以白浆土为试验土壤进行施生物炭（C1：施生物炭15000kg·hm-2、C2：施生物炭30 000 kg·hm-2）与有机肥（OM）的定位试验，监测施用后3 a肥效，采集土壤测定β-1,4-葡萄糖苷酶（BG）、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AP）活性。结果表明，在白浆土上施生物炭和有机肥连续3 a均增加了玉米产量，但从经济效益分析施生物炭仍为负效益，施有机肥为正效益。3 a后仅C2显著增加了有机质含量，其他处理下有机质和全氮含量增加均不显著。与常规处理相比，C1仅显著提高了BG酶活性，提高了82.2%，对其他3种酶活性提高均不显著，C2可显著提高4种酶活性23.1%~47.9%；施有机肥可显著提高AP和LAP酶活性。施生物炭30 000 kg·hm-2对白浆土土壤改良效果较好，其后效可维持3a以上，但经济效益仍为负。因此实际生产中还应以施用有机肥培肥土壤为重，对于出现严重减产的地块可以考虑通过施用生物炭一次性改良土壤。

• 土壤灭菌方式对不同深度土壤养分和微生物群落结构的影响

  陶禹,李雪峰,张竹青,张清壮,李鑫

  土壤强还原灭菌技术（Reductive soil disinfestation，RSD）是一种缓解连作障碍的有效手段，目前关于它对土壤微生物群落结构与活性影响的研究很多，但对于不同RSD处理下，不同深度土壤微生物群落结构的差异及其与环境因子的联系关注很少。为在一定程度上说明RSD改良缓解连作障碍的基本原理，并为后续研究人员采用微生物手段改良土壤质量、防治土壤连作障碍提供研究基础，本研究通过土壤理化性质检测和高通量测序技术比较了不同土壤灭菌方式对土壤养分和微生物群落的影响。结果表明：RSD处理能有效提高土壤中全氮、全钾和全磷含量，并促进有效磷、速效钾等土壤速效养分在土壤中的转化积累。同时，根据群落与环境因子关联分析，发现土壤深度、全氮、有效磷和交换态镁等环境因子共同驱动了Chloroflexi、Actinobacteria、Ascomycota、Basidiomycota、Mortierellomycota等菌门丰度变化，其中土壤深度差异是造成微生物群落结构差异的最主要原因。群落功能预测表明，RSD能有效提高浅层土壤中细菌的碳水化合物代谢、萜类与多酮类化合物代谢等功能丰度，并促进深层土壤中土壤腐生真菌、木质腐生真菌和枯落物腐生真菌的定殖。综上所述，RSD能有效提高土壤养分积累并驱动微生物群落结构与功能变化，有利于农田土壤地力提升与生态可持续发展。

• 连作、轮作对谷子根际细菌群落结构的影响

  郝晓芬,王根全,郭二虎,杨慧卿,张艾英,程乔林,王晓宇,秦玉忠

  为探明谷子连作与轮作对土壤细菌群落组成的影响，利用高通量测序技术，结合土壤理化性质及酶活性，比较分析了撂荒地、玉米-谷子轮作、谷子连作2、3 a和5 a土壤细菌群落组成多样性。结果表明：谷子连作与轮作土壤均为碱性，pH为8.26~8.49，碱解氮、有机质、脲酶活性表现为轮作地最高，连作2 a开始降低，连作3 a达最低值，连作5 a又开始回升，速效钾、多酚氧化酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性均是连作土壤高于轮作土壤。谷子连作与轮作土壤细菌在门水平上群落组成比较固定，但不同物种的丰度差异较大；菌群分析发现放线菌门、变形菌门以及酸杆菌门是谷子根际土壤优势菌群；菌群相对丰度在轮作土壤中高于连作土壤的有：变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门以及硝化螺旋菌门，低于连作土壤的有己科河菌门和绿弯菌门；Alpha多样性分析显示各组间菌群差异不显著，Beta多样性分析则显示连作、玉米-谷子轮作地和撂荒地土壤菌群分布差异较大；冗余分析（RDA）表明鞘氨醇单胞菌与pH、有效磷、碱解氮和有机质呈正相关，类诺卡氏菌与pH、有效磷、碱解氮、有机质、脲酶和过氧化氢酶呈正相关，轮作、连作、撂荒地组间根际土壤优势菌存在差异，LEfSe分析确定了谷子根际土壤特定标志物，其中轮作地的优势菌群为鞘氨醇单胞菌和类诺卡氏菌，3 a连作地的优势菌群为土壤红杆菌。综上所述，谷子连作土壤与轮作土壤相比，细菌的ASVs丰度减少，细菌群落分布差异较大；随着谷子连作年限增加，土壤养分呈先下降后上升趋势。

• 石墨烯对喹诺酮在饱和多孔介质中运移的影响

  曹慧慧,吴鸣,程洲,胡晓农,莫测辉

  为研究石墨烯（Graphene，GN）对喹诺酮类抗生素在地下水中运移的影响，以环丙沙星（Ciprofloxacin，CIP）和诺氟沙星（Norfloxacin，NOR）作为两种典型的喹诺酮类抗生素污染物，通过批量吸附实验和砂柱实验研究GN对CIP和NOR在饱和多孔介质中运移的影响。吸附实验结果表明，GN对两种抗生素污染物均具有较好的吸附性能，GN对CIP和NOR的Langmuir最大吸附容量分别为270.68 mg·g-1和178.36 mg·g-1。砂柱实验结果表明：随着多孔介质中GN含量从10 mg增加到80 mg，CIP和NOR在一维砂柱中的迁移能力降低；随着流速和电解质浓度（Na+和Ca2+）的增大，回收率逐步升高，CIP和NOR的运移能力也逐步增强。根据BDST模型对不同条件下的CIP和NOR在一维砂柱中的运移过程进行了模拟和预测，模型对穿透时间的预测值与实验值接近，表明BDST模型能较好地预测多孔介质中GN对CIP和NOR迁移能力的影响。

• 黄铁矿光降解泰乐菌素及干扰因素影响机制

  康晓跃,周进文,李赵芮,李彦盼,鄢顺意,舒小华,张倩

  为探讨不同环境条件对黄铁矿（FeS2）光催化降解抗生素的影响，推进FeS2光催化的实际应用，实验研究了pH值、水中NO3-和H2PO4-对FeS2光降解泰乐菌素（Tylosin，TYL）的影响机制，考察了FeS2重复利用的光催化效果并深入分析了FeS2光降解过程中的自由基贡献。结果表明：天然FeS2能够在1 h内快速光降解TYL（降解率为97%）。FeS2光催化过程中产生·OH、·O2-及h+，对TYL的光降解起主要作用的是·OH和·O2-。FeS2使水溶液pH维持在酸性条件，导致初始溶液pH对FeS2光降解TYL影响较小。水环境中NO3-可以吸收光能产生·OH，促进TYL的光降解。不同浓度H2PO-4对溶液pH的影响及Fe3+水解胶体的絮凝作用导致不同浓度H2PO4-对FeS2光降解TYL产生不同影响。FeS2重复利用4次后，仍能够保持80%的光降解效率。研究表明，利用FeS2去除抗生素具有实际应用价值，FeS2的光催化效果与污水的pH值、NO3-和H2PO4-浓度密切相关。

• 不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响

  迟杰,邢海文,张海彤,童银栋

  为研究环境中生物炭和微塑料之间的相互作用对有机污染物吸附产生的影响，选取两种粒径范围[0.85~2.00 mm（L）和0.11~0.18 mm（S）]的小麦秸秆生物炭（BC）和聚乙烯微塑料（PE），对其性质进行表征，并测定了吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和组成，研究了其单独和共存时吸附菲的行为。结果表明：同种颗粒物不同粒径间的差异主要体现在总比表面积、孔结构和表面官能团数量；SBC的总比表面积（216.32 m2·g-1）约是LBC（2.31 m2·g-1）的100倍，而LBC的平均孔径（8.92 nm）约是SBC（2.28 nm）的4倍；SPE的总比表面积（0.17 m2·g-1）是LPE（0.07 m2·g-1）的2倍多。SBC羟基振动峰（3 400 cm-1）的强度显著高于LBC；SPE亚甲基振动峰的强度高于LPE。吸附等温线结果显示，颗粒物对菲的吸附均符合Freundlich模型（R2>0.94）；单一颗粒物吸附菲能力（lg Kf）的顺序为SBC>SPE>LPE>LBC；当生物炭与聚乙烯微塑料共存时吸附能力强于单一颗粒物，并且高于两相Freundlich模型预测值，说明菲在生物炭与聚乙烯微塑料混合颗粒物上的吸附不是独立的；同时，混合颗粒物吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和芳香度明显下降，并且溶解性有机碳浓度与颗粒物的lg Kf显著负相关，说明不同颗粒物对菲的吸附不仅受颗粒物表面性质的影响，还受溶解性有机碳的控制。

• 一株二甲基二硫醚降解菌的筛选、鉴定与降解性能

  丁军,吴洪生,孙倩,王娜,程诚,石陶然,Muhammad Faheem,倪妮,田伟,吴云成,单正军

  为了能够得到高效降解二甲基二硫醚（Dimethyl disulfide，DMDS）的菌种资源，降低其残留在环境中带来的不利影响，从苏州某废弃农药厂附近的土壤中分离、纯化出一株能够降解DMDS的细菌，并对该细菌进行分子生物学和生理生化鉴定，研究其在不同的初始浓度、转速、pH、温度及外加碳氮源条件下的降解性能。结果表明：将分离纯化得到的DMDS降解菌命名为SZT-1，经过表型分析及16S rDNA基因序列同源性比对鉴定，该菌株序列与芽孢杆菌属（Bacillus Cohn）有98%以上的同源性。SZT-1菌株可以在以DMDS为唯一碳源的无机盐培养基中生长，56 h后进入生长稳定期。经摇床接种培养和一级动力学分析，接种SZT-1可以有效提高DMDS的降解速率，使其半衰期由346.5 h缩短至86.6 h；通过单因素环境条件分析，该菌株在DMDS初始浓度为250mg·L-1，转速为130 r·min-1，pH为5，温度为30℃，外加碳源为淀粉，外加氮源为蛋白胨时，对DMDS的降解效果最佳，降解率达50%。试验首次提出了SZT-1对DMDS具有一定的降解效果，在进行相关技术完善后，有望用于治理土壤、地下水中DMDS带来的危害。

• 菌群预处理对高粱秸秆乙醇-甲烷联合转化效率的影响

  曹燕篆,苏婉,樊文华,卜玉山,刘奋武,聂督,李佳佳,崔宗均

  生物燃料的生产和利用可减少人类对化石能源的依赖。秸秆富含木质纤维素，是生产生物燃料的重要原料之一，但其结构致密、复杂，生物降解难度大，需要预处理以提高能源转化效率。本研究利用复合菌系MC1预处理高粱秸秆，分析了不同处理时间秸秆的降解特性，比较了秸秆单产甲烷发酵与乙醇-甲烷联产发酵的生物转化效率。结果表明：复合菌系MC1能有效降解高粱秸秆，预处理5 d秸秆的质量损失率达到39.64%，其水解液中可溶性化学需氧量（sCOD）及挥发性有机酸（VFAs）浓度达到最高，分别为8.10 g·L-1和2.92 g·L-1。预处理后秸秆单产甲烷发酵时，5 d-预处理体系的甲烷产量（以挥发性固体计）最大，达到180.68mL·g-1，比未处理秸秆提高了60.56%。预处理后秸秆乙醇-甲烷联产发酵时，5 d-预处理体系乙醇（以挥发性固体计）和甲烷产量最高，分别为79.18 g·kg-1和239.50 mL·g-1，比未处理秸秆分别提高了173.78%和138.74%，且总产能达到11 947.04 kJ·kg-1，是未处理秸秆总产能的2.45倍。高粱秸秆预处理后进行乙醇-甲烷联产比其单产甲烷总产能高出8.21%~65.06%，表明微生物菌群MC1预处理与乙醇-甲烷联合转化是提高高粱秸秆能源转化效率的有效手段。

• 旱伞草水热炭的稳定性特征及固碳潜能

  王雨婷,陈冠益,李磊,崔孝强

  为探究湿地植物旱伞草水热炭的稳定性特征与固碳潜能，分别在200、220、240℃和260℃下制备旱伞草水热炭，通过元素分析、红外光谱分析、X射线衍射分析、热重分析及化学氧化分析等方法分别探究了水热炭的理化性质及热稳定性和化学稳定性，并对不同温度水热炭的固碳潜能进行评估。结果表明：随着水热碳化温度升高，水热炭产率下降，pH值和灰分含量上升，H/C和O/C降低，—OH、—C—O等不稳定含氧官能团减少，芳香化程度增加。热重分析和稳定性系数（R50）分析结果表明，不同温度制备的水热炭的R50值为0.47~0.59。H2O2氧化试验表明，中低温（220℃）制备的水热炭的抗氧化性能最好，其氧化后稳定碳含量为54.14%。此外，固碳潜能分析结果表明，随着碳化温度的升高，旱伞草水热炭的固碳系数在30.21%~31.54%范围内波动，长期固碳潜能的CO2当量为2.76~2.88 Mt·a-1。研究表明：200℃和220℃制备的中低温水热炭具有较好的化学稳定性，且在短期固碳效果上具有优势；而260℃制备的高温水热炭具有最佳的热稳定性和长期固碳潜能，在固碳减排方面具有良好的应用前景。

• A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液对比研究

  蔡英英,韩志刚,邓良伟,王文国

  缺氧/好氧工艺（A/O）与序批式活性污泥法（SBR）是应用最为广泛的猪场废水厌氧消化液好氧处理工艺，但两者的处理性能孰优孰劣，目前尚无定论。基于此，本研究对比了实验室规模的A/O与SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液的性能。结果表明：两种工艺直接处理猪场废水厌氧消化液，出水pH值下降至6以下，平均NH4+-N去除率均低于50%，但SBR的NH4+-N去除率略高于A/O。补充碱度后，4个氮负荷（0.02，0.04，0.06，0.08 kg·kg-1·d-1）下，两种工艺的NH4+-N去除率提高到99%以上，但对COD、TN和TP去除的改善不明显，并且A/O与SBR对COD、NH4+-N、TN、TP去除效果无显著差异。活性试验表明，SBR的氨氧化活性和厌氧氨氧化活性高于A/O，但是反硝化活性要显著低于A/O。Stover–Kincannon模型与试验数据拟合良好（R2>0.9），A/O和SBR对COD、TN、NH4+-N的最大去除负荷（Umax）分别为7.62、0.28、48.8 g·L-1·d-1和7.18、0.13、65.4 g·L-1·d-1，说明SBR有利于NH4+-N转化，而A/O有利于COD与TN去除。

• 江苏省农业碳排放时序特征与趋势预测

  邱子健,靳红梅,高南,徐轩,朱津宏,李庆,王子清,徐拥军,申卫收

  为探讨江苏省农业碳排放时序特征及未来碳排放趋势，利用排放因子法对江苏省2000—2019年农业碳排放进行估算，并运用STIRPAT模型对2020—2030年全省农业碳排放趋势进行预测。结果表明：江苏省2000—2019年的CO2排放当量（CO2e）整体呈现降低-升高-降低的趋势，并在2005年达峰，估算为8 361.77万t，其中种植业、畜牧业则分别在2010年、2003年达峰，种植业排放量远高于畜牧业。农业CO2e排放强度呈先升高后降低的趋势，2003年后排放强度逐年递减，到2019年已降至1.31 t·万元-1；在各碳源中，水稻种植是全省农业碳排放的最大排放源，而在主要畜禽中，猪养殖过程中造成的碳排放远高于其他畜禽；预计2020—2030年，伴随城镇化发展、农业人均GDP提高和农业碳排放强度的进一步降低，全省农业CO2e排放量仍将呈下降趋势，在减碳的同时可以兼顾农业经济高效发展。研究表明，江苏省农业已实现碳达峰，未来农业碳排放的持续降低将有利于加速全省碳中和目标的实现。

• 山东大沽河溶解性碳的时空分布及影响因素

  丁冰岚,姜德娟,李新举,夏云

  为认识河流生态系统中的碳动态分布及生物地球化学过程，基于2018—2019年的现场监测与水样分析数据，揭示山东半岛大沽河河流溶解性碳[包括溶解性无机碳（DIC）和溶解性有机碳（DOC）]浓度的季节和空间特征；在此基础上，对河流CO2分压（pCO2）分布及影响因素进行了初步探讨。结果表明：大沽河DIC浓度分布在2.55~34.08 mg·L-1之间，均值为（12.97±7.25）mg·L-1；受流域地质环境、气候水文条件、梯级筑坝等因素的影响，DIC呈明显的时空差异特征（P<0.05），其在冬季最高，自上游至下游呈显著增加趋势。DOC浓度范围为4.22~62.62 mg·L-1，均值为（15.34±10.24）mg·L-1，高于DIC含量，因此大沽河溶解性碳总体以DOC为主；受人类活动（土地利用方式、污水排放、河流筑坝等）的强烈影响，DOC未表现出明显的时空差异。大沽河有35%的河流样点表现为大气CO2的源；pCO2上游明显高于中下游，夏秋季高于春冬季（P<0.05）。研究表明，大沽河光合作用总体比较强烈，导致水体中DOC浓度较高、pCO2较低，因此大沽河总体表现为大气CO2的汇。

• 不同施肥方案对华南地区菜心种植氨挥发损失的影响

  赵瑞,冯雁辉,马千里,姚玲爱,高加乾,赵学敏

  为探明华南地区菜心种植过程中土壤的氨挥发损失规律，提出兼顾减少氨挥发且保证菜心产量的施肥方案，以广州市黄埔区菜地为研究对象，以菜心为试验材料，设置氮肥施用量处理为A组，设定A0（不施氮肥）、A1（337.5 kg·hm-2）、A2（200 kg·hm-2）、A3（140 kg·hm-2）共计4种施氮水平；同时，设置施肥方式处理为B组，分别为沟施覆土（B1）、表面撒施（B2）和撒施后灌水（B3）共3组氮肥施用方式，开展正交试验。采用通气法对菜心菜地进行田间原位氨挥发测定，成熟期调查菜心产量。研究了不同施肥方案下土壤氨挥发情况和不同施肥方案对菜心产量的影响。结果表明：菜心种植过程中的氨挥发主要来自追肥，菜心追肥期间氨挥发量占全生育期氨挥发总量的60%~81%。氨挥发量与施氮量呈正比；不同施氮量在施肥初期，氨挥发速率均较高；相同施氮水平下氨挥发累积量呈现出表面撒施>沟施覆土>撒施后灌水。各施氮处理下，菜心产量无显著差异。研究表明，采用沟施覆土的施肥方式同时减少30%的施氮量对华南地区菜心产量无显著影响，但较常规施氮处理组A2B1和A2B2分别可减少氨挥发损失5.9 kg·hm-2和29.3 kg·hm-2。