發(fā)布時間：2019-10-02 04:24

【摘要】：以黃石市3種不同類型土壤(紅壤土、潮土、水稻土)為研究對象,采用熱光反射法測定土壤中黑碳、焦炭和煙炱含量,研究有機(jī)碳、黑碳、焦炭和煙炱的空間分布特征,同時分析黑碳、焦炭、煙炱與有機(jī)碳之間的相互關(guān)系及黑碳的可能來源。結(jié)果表明:黃石市表層土壤中黑碳含量的變化范圍為0.01~5.79 g/kg,平均值為1.06 g/kg。其中水稻土黑碳含量最高,潮土次之,紅壤最低。黑碳在有機(jī)碳中所占比例的變化范圍為0.53%~89.54%,平均值為25.29%,說明黑碳對土壤有機(jī)碳庫有較大的貢獻(xiàn)。不同土壤類型黑碳/總有機(jī)碳(BC/TOC)比值存在較大的差異,紅壤BC/TOC平均值最大(36.70%),其次為水稻土(25.25%),潮土最低(18.25%),這可能與土壤質(zhì)地有關(guān)。黑碳、焦炭與煙炱含量和BC/TOC比值的空間變異性與區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)布局有關(guān)。黑碳、焦炭與煙炱含量之間呈顯著正相關(guān),說明它們可能有共同的來源。焦炭/煙炱比值(char/soot)分析結(jié)果表明土壤中的黑碳受人為源的影響很大,主要來源于化石燃料燃燒(工業(yè)燃煤及機(jī)動車尾氣排放)。
【圖文】：

誆杉?種不同類型(紅壤、潮土和水稻土)的表層土壤(0~20cm)樣品。每個土壤樣品進(jìn)行多點取樣，混合制樣。按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T166-2004)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行土壤樣品的采集和保存。本研究共采集表層土壤樣品60個，其中水稻土34個、紅壤土16個、潮土10個。采集的土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干后，磨碎過2mm尼龍篩去除植物根系和礫石等雜物。取適量風(fēng)干后的土壤樣品過60目(<0.25mm)篩后備用，以用于有機(jī)碳含量的測定。另取適量樣品，經(jīng)瑪瑙研缽磨細(xì)過100目(<0.15mm)篩后備用，以用于黑碳含量的測定。采樣點空間分布情況見圖1。圖1采樣點分布圖Fig.1Locationofsamplingsites1.3實驗方法1.3.1總有機(jī)碳含量測定所有采集的土壤樣品均進(jìn)行總有機(jī)碳(totalorganiccarbon，TOC)含量分析，測定分析方法參考《土壤有機(jī)碳的測定重鉻酸鉀氧化 分光光度法》(HJ615-2011)。1.3.2黑碳含量測定土壤黑碳含量的測定采用Han等[32 33]報道的方法。其實驗前處理操作步驟如下：①取0.3~0.5g土壤樣品放入50ml聚乙烯試管，加入2mol/LHCl反應(yīng)24h去除碳酸鹽；②加氫氟酸(>45%)和6mol/LHCl混合酸反應(yīng)24h去除硅酸鹽以及一些難溶金屬氧化物；③加2mol/LHCl反應(yīng)24h去除上一步操作中可能生成的氟化物(CaF2)。每次酸處理后都要加去離子水進(jìn)行水洗，經(jīng)過數(shù)次離心，，去除上清液，直至pH接近中性。然后將試管中的殘留物均勻過濾到47mm直徑的石英濾膜(Whatman，直徑47mm)上，烘箱中40℃烘干保存。

ㄐ裕嗵曜佳夥返淖芴?totalcarbon，TC)變化范圍小于5%，OC或EC變化范圍小于10%。OC和EC的檢測限低于0.1μg/cm2。1.4數(shù)據(jù)處理與分析采用SPSS19.0、Surfer11.0和Origin8.5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析及作圖。2結(jié)果與討論2.1土壤中總有機(jī)碳、黑碳、焦炭及煙炱的含量黃石市土壤總有機(jī)碳、黑碳、焦炭以及煙炱含量的統(tǒng)計結(jié)果見表1。從表1可以看出，土壤總有機(jī)碳含量的變化范圍為0.31~14.79g/kg，平均值為3.97g/kg，中位數(shù)為3.69g/kg，變異系數(shù)為60.60%，屬中等變異。其中，水稻土總有機(jī)碳平均含量最高，潮土次之，紅壤最低(圖2)。表1土壤總有機(jī)碳、黑碳、焦炭和煙炱含量及黑碳/總有機(jī)碳和焦炭/煙炱比值統(tǒng)計Table1Statisticalcharacteristicsoftotalorganiccarbon(TOC),blackcarbon(BC),char,andsootconcentrations,andtheratiosofBC/TOCandchar/soot統(tǒng)計值總有機(jī)碳(g/kg)黑碳(g/kg)焦炭(g/kg)煙炱(g/kg)黑碳/總有機(jī)碳(%)焦炭/煙炱范圍0.31~14.790.01~4.090.01~2.700.005~2.740.53~89.540.04~11.71平均值3.971.010.600.4125.291.96中位數(shù)3.690.670.380.2817.011.21標(biāo)準(zhǔn)偏差2.410.940.630.4920.912.45變異系數(shù)(%)60.6093.36105.85118.5282.66124.82圖2不同類型土壤總有機(jī)碳、黑碳、焦炭、煙炱平均含量及黑碳/總有機(jī)碳比值Fig.2AverageconcentrationsofTOC,BC,charandsootandBC/TOCratiosindifferentsoiltypes黑碳、焦炭和煙炱含量的變化范圍分別為0.01~4.09、0.01~2.70、0.005~2.74g/kg，平均值分別為1.01、0.60、0.41g/kg，變異系數(shù)分別為93.36%，105.85%和118.52%(表1)。土壤黑碳、焦炭和煙炱含量變化差異都很大，最大值與最小值之間相差達(dá)兩個數(shù)量級以上。水稻土中黑碳和焦炭含量與潮土相當(dāng)，但都高于紅壤；煙炱
【作者單位】： 湖北理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復(fù)湖北省重點實驗室;中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所;海南熱帶海洋學(xué)院熱帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)學(xué)院;中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(41603117)資助
【分類號】：S153.6

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本文編號：2544740