删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

二氧化钛纳米颗粒对沼泽土壤反硝化和N2O排放的影响

本站小编 Free考研考试/2021-12-31

摘要:近年来,二氧化钛纳米颗粒(TiO2NPs)环境释放量不断增加,并通过多种途径进入湿地生态系统,不可避免地影响到湿地生态系统环境和功能。然而,关于TiO2NPs对沼泽土壤反硝化作用和氧化亚氮(N2O)排放的影响机及制尚不明确。选择典型沼泽土壤,通过室内培养实验研究土壤理化性质、反硝化酶活性、反硝化速率(DNR)和N2O排放对不同剂量TiO2NPs 0 mg/kg (CK)、10 mg/kg (A10)、100 mg/kg (A100)、1000 mg/kg (A1000)输入的响应,探讨TiO2NPs输入对沼泽土壤反硝化作用和N2O排放影响的内在机制。结果表明:不同剂量TiO2NPs处理显著降低了土壤pH (P<0.05),A10处理显著降低土壤总有机碳(TOC)含量(P<0.01),A1000处理显著降低硝态氮(NO3--N)和亚硝态氮(NO2--N)含量(P<0.05)。TiO2NPs处理抑制硝酸盐还原酶(NAR)活性,促进一氧化氮还原酶(NOR)和氧化亚氮还原酶(NOS)活性(P<0.01),A1000处理先促进后抑制了亚硝酸盐还原酶(NIR)活性(P<0.05)。不同剂量TiO2NPs处理抑制了土壤DNR,促进了N2O排放,TiO2NPs处理通过抑制NIR活性,降低土壤DNR,同时通过促进NOR活性,提高N2O排放。综上,TiO2NPs输入通过影响反硝化还原酶活性改变沼泽土壤反硝化过程,导致沼泽土壤N2O排放增加,改变湿地氮的源、汇功能,影响全球气候变化。为TiO2NPs输入的湿地环境风险评估研究提供理论基础。



Abstract:In recent years, with the rapid development of nanotechnology, the increasing production and application of titanium dioxide nanoparticles (TiO2NPs) will lead to their release and accumulation in the environment. Owing to that the wetland is located in a relatively lower water catchment environment, TiO2NPs may enter the wetland ecosystem through multiple pathways, once it enters the wetland ecosystem, it will affect environment and the function of wetland ecosystem and change the process of soil nitrogen transformation inevitably. However, little is known about the effects and mechanism of TiO2NPs input on the denitrification and nitrous oxide (N2O) emissions of marsh soil. In this study, in order to explore the effects and its mechanism of TiO2NPs input on soil denitrification and N2O emissions, marsh soils were collected from typical field and an indoor cultivated experiment with different addition of TiO2NPs was conducted, exposure experiments were conducted to investigate the effects of TiO2NPs (0 mg/kg (CK), 10 mg/kg (A10), 100 mg/kg (A100), 250 mg/kg (A250), and 1000 mg/kg (A1000)) on soil physical and chemical properties, denitrifying enzyme activity, denitrification rate and N2O emissions of marsh soil. The results showed that (1) all the addition of TiO2NPs significantly reduced soil pH (P<0.05), the treatments of A10 significantly reduced the content of soil total organic carbon (TOC) (P<0.01), the treatments of A1000 significantly reduced the content of soil nitrate nitrogen (NO3--N) and nitrite nitrogen (NO2--N) (P<0.05). (2) The addition of TiO2NPs inhibited the activity of nitrate reductase (NAR) and promoted the activity of nitric oxide (NOR) and nitrous oxide (NOS) (P<0.01), the treatments of A1000 promoted the activity of nitrite reductase (NIR) in initial stage of inhibition, then the trend was opposite (P<0.05), but with the extension of the culture time, the inhibitory effect of TiO2NPs gradually weakened. (3) The addition of TiO2NPs significantly inhibited denitrification rate (DNR) and promoted N2O emissions. (4) DNR was positively correlated with the activity of NIR(P<0.01), N2O was positively correlated with the activity of NOR(P<0.01). The addition of TiO2NPs reduced the DNR of marsh soil by inhibiting the activity of NIR, addition of TiO2NPs improved the N2O emissions of marsh soil by promoting the activity of NIR. Overall, addition of TiO2NPs interfered the denitrification process of marsh soil by affecting denitrification reductase activity, resulting in increased N2O emissions, thus the function of nitrogen source or sink in wetland and global climate will be changed. This study provides a theoretical basis for the assessment of environmental risks of TiO2NPs input in wetland.





PDF全文下载地址:

https://www.ecologica.cn/stxb/article/pdf/stxb202008192162

相关话题/土壤 环境 培养 理化 纳米

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 荒漠结皮层藓类植物死亡对表层土壤水分蒸发和入渗的影响
    摘要:水分是荒漠植物生长最主要的限制因子,藓类结皮作为荒漠土壤表层重要覆被物,对土壤水分蒸发入渗具有重要影响。研究表明,在全球气候变化背景下,不确定的降水格局变化导致结皮层藓类植物出现集群死亡现象,但这一过程对荒漠地表土壤水分蒸发与入渗过程的影响及其机理尚不清楚。以古尔班通古特沙漠齿肋赤藓结皮为研究 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • “三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力——以甘肃省为例
    摘要:中国社会经济快速转型背景下土地利用变化所引发的环境问题被广泛关注。以土地利用现状遥感监测数据和统计资料为数据源,借助ArcGIS和SIMCA-P软件平台,基于"三生"空间视角,通过生态环境质量指数测度了1980-2018年甘肃省土地利用转型的生态环境效应,并运用偏最小二乘法揭示生态环境质量演变 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 武陵山片区城镇化与生态环境耦合协调度时空分异——以六个中心城市为例
    摘要:城镇化与生态环境之间是相互联系和促进的唇齿关系,其耦合协调程度对实现地区高质量发展和可持续发展具有重大影响。将物理学中的"耦合"概念引入城镇化与生态环境耦合协调研究中,建立了耦合协调度模型,并构建了城镇化与生态环境耦合协调度评价指标体系和耦合协调度基本类型划分体系,分析了2010-2018年武 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 西南贫困山区路网扩张与生态环境压力的关系
    摘要:交通路网建设在促进贫困地区经济发展的同时给生态环境带来了诸多影响,处理好两者之间的关系对实现经济-生态的协同发展具有十分重要的意义。基于重庆市贫困区县奉节县和非贫困区县涪陵区2010年、2014年和2018年3年的道路网络数据和生态足迹数据,构建道路网络通达度与生态环境压力两个指标体系,其中道 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 亚热带次级森林演替过程中模拟氮磷沉降对土壤微生物生物量及土壤养分的影响
    摘要:氮(N)沉降深刻影响着森林生态系统的生物多样性、生产力和稳定性。亚热带地区森林土壤磷(P)的有效性较低,N沉降将更突显P的限制作用。N、P输入对亚热带次级森林土壤的影响是否依赖于森林演替阶段知之甚少。选取两种不同演替年龄阶段(年轻林:85a)的亚热带常绿阔叶林,设置模拟N和/或P沉降(10gm ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 黄土高原草地根系生物量沿环境梯度变化规律
    摘要:草地是陆地生态系统的重要组成部分,根系生物量是研究草地生态系统的重要参数之一,研究草地根系生物量沿环境梯度的变化规律对当地的植被建设和恢复具有重要意义。以黄土高原3种不同草地类型(森林草原、典型草原和荒漠草原)为研究对象,沿环境梯度从东到西选择10个样地,每个样地内设置8个1m×1m样方进行根 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 冀北山地天然次生林土壤生态化学计量特征及影响因素
    摘要:为了探究天然次生林植被及立地因子对土壤养分含量的影响,量化植被与立地因子对土壤养分的影响比例,为合理抚育冀北山区次生林,提高次生林生产力提供依据,以冀北山地分布的天然次生林为研究对象,选取代表性的地段并设置面积为20m×20m的样地,以均匀布点与多点混合为原则,按照0-20、20-40、40- ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 放牧强度对内蒙古荒漠草原土壤有机碳及其空间异质性的影响
    摘要:放牧是内蒙古荒漠草原主要利用方式之一,研究不同放牧强度下土壤有机碳分布规律对退化草原恢复以及推广精准放牧技术具有重要的指导意义。基于不同放牧强度长期放牧样地(0、0.93、1.82、2.71羊单位hm-2(a/2)-1),采用高样本数量的取样设计并结合地统计学分析方法,研究荒漠草原土壤有机碳及 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 防除狼毒对狼毒斑块植物-土壤C、N、P化学计量特征的影响
    摘要:使用化学除草剂防除狼毒能有效遏制狼毒种群的扩张,对于防除狼毒后狼毒斑块的植被和土壤生态化学计量特征的研究鲜有报道。基于此,本研究运用生态化学计量学的原理、方法,以分枝数相同的单株狼毒(Stellerachamaejasme)斑块为研究对象,通过化学药剂防除狼毒后,分析狼毒斑块内外植物-土壤C、 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31
  • 海拔梯度变化对武夷山黄山松林土壤磷组分和有效性的影响
    摘要:土壤磷(P)是植物生长必需的养分元素,也是亚热带森林生产力的主要限制元素。目前,关于不同海拔土壤P组分和P有效性的变化规律尚无统一定论,其原因主要是忽略了植被类型变化导致的P组分和P有效性对海拔的响应更为复杂。因此,以武夷山不同海拔黄山松林为研究对象,通过测定土壤环境因素、理化性质、微生物生物 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-31