红壤团聚体稳定性对Cd流失的影响机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    41701320
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    黄斌
  • 依托单位：
    广东省科学院生态环境与土壤研究所
  • 学科分类：
    D0710.土壤侵蚀与土壤肥力
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

There exist severe heavy metal pollution and soil and water loss problems in the red soil region of China. Cadmium is one of the major heavy metal pollutants and migration with rain and sediment is the main process of its loss. The stability of soil aggregates plays an important role in controlling the sediment transport, and therefore exerts significant influence on the migration behavior of Cd in soil environment. This project is designed to select red soils derived from different parent materials as the study objects, the aggregate stability of red soils and the accumulation of Cd in soil aggregates as well as the migration process regularity of Cd with runoff and sediment in red soil slope under rainfall erosion are to be examined by using aggregate separation and stability analysis and indoor artificial simulation rainfall experiments. The relationship between Cd accumulation characteristics and soil structure is to be discussed. The influencing mechanism of red soil aggregate stability on Cd loss is to be deeply discussed. The results of this study is of important scientific meaning to reveal the migration behavior mechanism of Cd in the process of soil erosion, and would provide theoretical basis for the heavy metal non-point source pollution risk assessment and remediation.
我国红壤地区重金属污染和水土流失问题严重，其中Cd是主要的重金属污染物，Cd随径流泥沙迁移是其流失的主要形式。土壤团聚体稳定性是泥沙运移的重要控制因素，对Cd在土壤中的迁移行为具有十分重要的影响，然而目前关于团聚体稳定性对Cd流失影响的研究鲜有报道。本项目以不同母质发育的红壤为研究对象，采用团聚体分离和稳定性分析结合室内模拟人工降雨试验的方法，研究不同红壤团聚体稳定性特征、Cd在团聚体中的富集特征以及降雨侵蚀下Cd在红壤坡面随径流和泥沙颗粒迁移过程规律，分析Cd富集与红壤结构特征之间的关系，深入探讨红壤团聚体稳定性对Cd流失的影响机理。本项目对于揭示土壤侵蚀过程中Cd的迁移行为机制具有重要科学意义，能够为红壤地区重金属面源污染风险预测与治理提供理论依据。

结项摘要

土壤重金属污染和水土流失是我国红壤地区同时存在的重要环境问题。在多种重金属中，Cd污染尤为突出。降雨侵蚀影响下，Cd随泥沙径流迁移是其流失的主要形式。土壤团聚体稳定性对侵蚀泥沙的流失具有十分重要的作用。本项目以不同类型的红壤为研究对象，通过模拟污染和室内人工降雨试验，研究不同红壤团聚体稳定性特征对侵蚀影响下Cd随泥沙径流迁移过程影响规律，研究结果表明，对于所研究的绝大多数类型红壤，细小粒径(<0.05 mm)的团聚体对Cd的吸附能力最强，为其他粒径的1.04-2.61倍，且在实际污染土壤中该粒级中Cd的富集系数也最高。有机质含量是影响Cd在红壤团聚体中吸附的最重要的因素，而土壤中不同组分的结合形式可能影响Cd的吸附容量。通常情况下，细小粒径中Cd的化学有效性相比其他粒径要低。模拟降雨试验表明，颗粒结合态是流失Cd的主要形式（79.5-96.0%），部分土壤并没有表现出在细颗粒中的富集现象，这与土壤团聚体自身性质相关。雨强和土壤类型对土壤团聚体迁移及其导致的Cd流失动态特征有较为明显的影响，大雨强 (100 mm/h) 下各粒径团聚体流失量随时间呈逐渐减少趋势，而小雨强(50 mm/h)下部分团聚体颗粒流失量呈逐渐上升趋势，土壤自身团聚体分布对其流失量具有一定影响。总体上，细小粒径团聚体中重金属的含量较高，又由于其在环境中优先迁移的特点，降雨侵蚀下通常导致Cd在泥沙中的富集现象的出现，并因不同土壤类型，富集程度存在一定差异(富集系数介于1.20-2.90)。本研究的结果对于揭示重金属面源污染机理与防治措施的制定具有重要的科学意义与技术支撑。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effects of soil particle size on the adsorption, distribution, and migration behaviors of heavy metal (loid) s in soil
土壤粒径对重金属（类）在土壤中吸附、分布和迁移行为的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Environmental Science: Processes & Impacts
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Bin Huang;Zaijian Yuan;Dingqiang Li;Mingguo Zheng;Xiaodong Nie;Yishan Liao
  • 通讯作者：
    Yishan Liao
The mineralization and sequestration of organic carbon in relation to agricultural soil erosion
与农业土壤侵蚀相关的有机碳矿化和封存
  • DOI：
    10.1016/j.geoderma.2018.05.018
  • 发表时间：
    2018-11
  • 期刊：
    GEODERMA
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Xiao Haibing;Li Zhongwu;Chang Xiaofeng;Huang Bin;Nie Xiaodong;Liu Chun;Liu Lin;Wang Danyang;Jiang Jieyu
  • 通讯作者：
    Jiang Jieyu
Distribution characteristics of heavy metal(loid)s in aggregates of different size fractions along contaminated paddy soil profile
不同粒径团聚体重金属（类）在污染水稻土剖面上的分布特征
  • DOI：
    10.1007/s11356-017-0012-4
  • 发表时间：
    2017-10-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Huang, Bin;Li, Zhongwu;Huang, Jinquan
  • 通讯作者：
    Huang, Jinquan
崩岗治理技术措施研究进展与展望
  • DOI：
    10.13961/j.cnki.stbctb.2018.06.038
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    水土保持通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄斌;李定强;袁再健;廖义善;聂小东;马东方
  • 通讯作者：
    马东方

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其他文献

分质工具中注入聚合物表观黏度变化数学模型的建立及应用
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
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    --
  • 作者：
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    --
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  • 作者：
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    --
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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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