●第1章土壤天然納米顆粒及其環境行為1
1.1納米顆粒的來源及種類3
1.2工程納米顆粒的廣泛應用及環境風險3
1.3土壤納米顆粒的存在及研究意義5
1.3.1土壤中天然來源納米顆粒的產生5
1.3.2土壤納米顆粒的環境影響6
1.4土壤納米顆粒的提取和表征6
1.5土壤納米顆粒的穩定性及影響因素9
1.5.1納米顆粒穩定性的評價方法9
1.5.2納米顆粒穩定性的影響因素11
1.6土壤納米顆粒對有機污染物的吸附行為及其影響因素13
1.6.1納米顆粒對有機污染物的吸附行為13
1.6.2吸附影響因素14
1.7土壤納米顆粒與污染物在多孔介質中的遷移行為16
1.7.1納米顆粒在多孔介質中的遷移16
1.7.2納米顆粒與污染物的共遷移19
1.8研究展望21
參考文獻22
第2章土壤對有機污染物的吸附及礦物吸附貢獻的求算31
2.1相關研究概述33
2.1.1土壤中吸附有機污染物的活性組分33
2.1.2土壤中有機污染物的吸附理論和模型34
2.1.3土-水界面有機污染物吸附行為的影響因素36
2.1.4納米顆粒對有機污染物界面吸附行為的研究38
2.1.5礦物對有機污染物界面吸附行為的雙重貢獻39
2.2有機污染物在不同土壤及有機-無機復合體上的界面吸附行為40
2.2.1在不同類型土壤上的界面吸附行為40
2.2.2在不同粒級土壤有機-無機復合體上的吸附行為41
2.2.3在不同土壤來源的胡敏酸上的吸附行為42
2.3有機污染物在土壤無機組分上的界面吸附行為43
2.3.1土壤純礦物的吸附作用43
2.3.2土壤無定型氧化鐵的吸附作用44
2.3.3納米尺度上土壤純礦物的吸附作用45
2.4土壤礦物對有機污染物的吸附貢獻率的探究46
2.5研究展望49
參考文獻50
第3章土壤中多環芳烴降解功能菌及其污染修復作用55
3.1多環芳烴污染及其生物修復56
3.1.1環境中多環芳烴的來源、遷移及其環境宿命56
3.1.2我國土壤多環芳烴污染現狀57
3.1.3多環芳烴污染微生物修復研究概述58
3.2多環芳烴降解功能菌的篩選66
3.2.1降解菌篩選方法66
3.2.2篩選所得的多環芳烴降解菌67
3.2.3降解菌對多環芳烴的*適降解條件69
3.2.4降解菌對多環芳烴的降解產物及途徑72
3.3降解菌修復多環芳烴污染土壤77
3.3.1Massilia sp.WF1對多環芳烴污染土壤的修復77
3.3.2Massilia sp.WF1-Phanerochaete chrysosporium共培養體繫對菲污染土壤協同修復78
3.4多環芳烴污染修復過程中降解功能基因豐度變化81
3.4.1RHDα-GP和RHDα-GN基因豐度的變化82
3.4.2nidA和nidB基因豐度的變化82
3.5多環芳烴污染修復過程細菌群落結構的變化83
3.5.1iHAAQ方法的建立與驗證84
3.5.2菲污染土壤的細菌群落結構變化85
3.6研究展望88
參考文獻89
第4章壬基酚和雙酚類新型污染物的環境行為95
4.1引言95
4.2壬基酚的生物降解99
4.2.1壬基酚生物降解動力學的異構體差異99
4.2.2壬基酚生物降解的構效關繫104
4.2.3降解機制106
4.3雙酚的生物降解106
4.3.1不同雙酚生物降解動力學規律106
4.3.2不同雙酚生物降解途徑107
4.4壬基酚和雙酚的非生物降解107
4.4.1鐵錳氧化物對壬基酚和雙酚的氧化107
4.4.2雙酚鐵錳氧化物氧化的影響因素108
4.4.3雙酚化學氧化的反應機理111
4.5研究展望112
參考文獻112
第5章土壤-水稻-人體繫統中重金屬遷移模型及健康風險評估118
5.1土壤環境質量評價研究概述119
5.2土壤-作物繫統重金屬遷移模型研究進展121
5.3重金屬人體健康風險評價概述122
5.3.1重金屬人體健康風險評價現狀122
5.3.2重金屬人體健康風險評價不足125
5.4環境模型不確定性分析概述125
5.4.1環境模型不確定性分析來源125
5.4.2環境模型不確定性分析方法126
5.5鎘污染暴露模型的構建127
5.5.1相關性分析127
5.5.2回歸分析128
5.5.3土壤-水稻回歸模型的構建與驗證129
5.5.4每周鎘暴露值預測129
5.6人體鎘風險動態模型的構建130
5.6.1動力吸收模型與暴露模型的耦合130
5.6.2模擬結果的評價和預測132
5.7敏感性分析134
5.7.1敏感性分析方法概述134
5.7.2本研究采用的Sobol′敏感性分析方法135
5.7.3人體動力學模型敏感性分析結果136
5.8研究展望137
參考文獻138
第6章畜禽廢棄物農用引起的土壤砷和抗生素污染過程、風險與防控143
6.1畜禽廢棄物中砷和抗生素污染現狀144
6.1.1畜禽廢棄物中砷的來源與污染現狀144
6.1.2畜禽廢棄物中砷的存在形態145
6.1.3畜禽廢棄物中抗生素的污染現狀146
6.2畜禽廢棄物農用引起的土壤砷和抗生素累積146
6.2.1畜禽廢棄物農用引起的土壤砷累積146
6.2.2畜禽廢棄物農用引起的土壤抗生素累積148
6.3畜禽廢棄物農用土壤中砷和抗生素的環境過程150
6.3.1有機砷在土壤中的吸附與轉化150
6.3.2土壤中砷向地表水和地下水的遷移151
6.3.3畜禽廢棄物施用對土壤中砷形態轉化的影響152
6.3.4抗生素在土壤中的吸附與遷移轉化153
6.4畜禽廢棄物農用引起的土壤砷和抗生素生態與健康風險155
6.4.1砷的生態與健康風險155
6.4.2抗生素的生態與健康風險156
6.5畜禽廢棄物農用引起的土壤砷和抗生素污染防控157
6.5.1土壤砷和抗生素污染的源頭控制157
6.5.2砷污染農田安全利用技術158
6.5.3土壤中抗生素的消減技術159
6.6研究展望160
參考文獻160
第7章基於受體模型的土壤重金屬污染源解析168
7.1土壤重金屬來源解析研究概述169
7.1.1污染來源定性識別169
7.1.2排放清單170
7.1.3受體模型170
7.1.4穩定同位素混合模型175
7.2鎮域尺度土壤重金屬來源解析180
7.2.1土壤理化素含量描述性統計分析181
7.2.2土素的空間分布特征及規律182
7.2.3土壤重金屬污染源識別184
7.2.4剖面分析佐證污染源識別186
7.2.5基於PMF的源解析及結果可靠性分析189
7.3研究展望191
參考文獻192
第8章土壤中非飽和流動的數據同化方法197
8.1研究進展綜述199
8.1.1不確定性量化方法研究進展199
8.1.2數據同化方法研究進展200
8.1.3優化試驗設計研究進展202
8.2土壤非飽和流動模型與隨機模擬方法204
8.2.1土壤非飽和流動模型204
8.2.2隨機模擬方法205
8.3基於概率配點的序貫優化設計與數據同化209
8.3.1研究方法209
8.3.2案例研究211
8.4研究展望216
參考文獻217
第9章基於網絡視角的土壤微生物生態過程221
9.1微生物共存網絡222
9.1.1施肥和施用石灰對土壤細菌群落共存模式的影響223
9.1.2降水對草地微生物生態網絡的影響225
9.1.3中國東部大陸土壤微生物群共生網絡拓撲特征的地理模式228
9.2基於基因網絡破譯土壤微生物群落功能231
9.2.1森林土壤宏基因組基因相關網絡231
9.2.2基因相關網絡的簇中心235
9.2.3基因相關網絡中的簇的層次結構236
9.2.4基因相關網絡中的負相關連接237
9.2.5預測未知的基因功能237
9.3研究展望241
9.3.1填補網絡推理和解釋中的理論差距241
9.3.2評估預測的相互作用242
9.3.3利用微生物生態網絡發揮微生物功能243
參考文獻243
第10章生物質炭與土壤微生物生態247
10.1生物質炭對土壤生物化學性質的改良效應與機理249
10.2生物質炭對土壤細菌豐度、多樣性和群落結構的作用機制250
10.3生物質炭對土壤真菌豐度、多樣性和群落結構的作用機制254
10.4生物質炭自身定殖微生物的群落結構特征及其定殖機理256
10.5生物質炭對土壤微生物DNA吸附性能的影響規律與影響因素260
參考文獻262
第11章土壤有機碳周轉過程及驅動機制266
11.1土壤有機碳的礦化與分源267
11.2有機碳周轉的微生物過程271
11.2.1微生物群落對有機碳礦化的影響271
11.2.2微生物殘體對土壤有機碳積累的貢獻274
11.3土壤有機碳的固持機制274
11.4土壤有機碳與微生物交互作用276
11.5參與碳周轉過程的關鍵微生物279
11.6研究展望282
參考文獻283
第12章農業土壤排放與氣候變暖的相互作用285
12.1引言286
12.2農業土壤N2O排放的微生物調控機理286
12.2.1農業土壤N2O排放的微生物路徑286
12.2.2農業土壤硝化過程中真正起作用的活性硝化微生物295
12.2.3土壤病毒對土壤微生物群落和功能的影響308
12.3土壤微生物對氣候變暖的適應性312
12.3.1氣候變暖對土壤N2O排放的影響313
12.3.2溫度對土壤N2O排放及氮循環微生物的影響315
12.3.3溫度對土壤活性硝化微生物的影響317
12.4研究展望320
參考文獻321
