“土壤污染修復(fù)叢書”：《土壤有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn)及其對(duì)污染物的控制》正式出版

“土壤污染修復(fù)叢書”主編由朱永官院士擔(dān)任，作者匯集國內(nèi)從事土壤修復(fù)研究的領(lǐng)軍人才和青年才俊。叢書內(nèi)容主要包括土壤污染過程、土壤污染修復(fù)、土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等多個(gè)方面，從土壤污染的基礎(chǔ)理論到污染修復(fù)材料的制備，再到環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)控制，乃至未來土壤健康的延伸，讀者都能在叢書中獲得一些啟示。

叢書全面、系統(tǒng)地總結(jié)了土壤污染修復(fù)的研究進(jìn)展，在前沿性、科學(xué)性、實(shí)用性等方面都具有突出的優(yōu)勢，可為土壤污染修復(fù)領(lǐng)域的后續(xù)研究提供可靠、系統(tǒng)、規(guī)范的科學(xué)數(shù)據(jù)，也可為進(jìn)一步的深化研究和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用提供指引。

研究背景

在全球碳循環(huán)框架下，土壤有機(jī)質(zhì)（soil organic matter，SOM）的各個(gè)組分一直處在動(dòng)態(tài)周轉(zhuǎn)更替中，即 SOM 的組成和性質(zhì)存在差異。如果把 SOM 視為一個(gè)瞬時(shí)、靜態(tài)的組分，顯然不能客觀描述污染物的行為和風(fēng)險(xiǎn)。因此，在有機(jī)污染物的環(huán)境行為研究中，需要考慮 SOM 來源及其動(dòng)態(tài)變化。生物地球化學(xué)研究者常利用分子生物標(biāo)志物在分子水平上研究 SOM 的來源、組成、分布、降解與環(huán)境因素（土壤溫度、植被類型、土地利用方式、pH 等）變化規(guī)律。分子生物標(biāo)志物在環(huán)境中能很好地保留其母源有機(jī)物的碳骨架分子信息，并示蹤反映其在環(huán)境變化過程中的穩(wěn)定及周轉(zhuǎn)。云南紅土高原地域條件獨(dú)特，土壤類型豐富，土壤碳行為復(fù)雜，碳循環(huán)周期短，土壤污染、生態(tài)退化問題突顯，土壤污染控制與生態(tài)修復(fù)效果與理論預(yù)期有較大差別，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到土壤質(zhì)量的限制。近年來，由于農(nóng)業(yè)的密集干擾，原始森林置換為單一的人工經(jīng)濟(jì)林，縮短種植周期等方式加速了區(qū)域土壤碳循環(huán)周轉(zhuǎn)，導(dǎo)致這些受干擾的生態(tài)系統(tǒng)存在很大的碳虧缺現(xiàn)象。我們認(rèn)為，人為活動(dòng)下 SOM 的周轉(zhuǎn)及其對(duì)有機(jī)污染物的調(diào)控是提升土壤碳匯與污染控制協(xié)同治理的首要前提，也是推動(dòng)區(qū)域綠色高質(zhì)量發(fā)展、助力國家實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要舉措。

內(nèi)容簡介

本書以理解污染物的陸生環(huán)境地球化學(xué)行為為起點(diǎn)，系統(tǒng)研究有機(jī)碳行為與污染物行為耦合關(guān)系；以土壤固碳為切入點(diǎn)，旨在提高農(nóng)田耕作生產(chǎn)力、控制農(nóng)村面源污染、減少CO2 排放等。我們研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中SOM 的性質(zhì)變化、周轉(zhuǎn)更替與 CO2 排放、土壤退化相關(guān)聯(lián)，最突出的問題是土壤碳行為的變化極大地影響污染物的環(huán)境行為和風(fēng)險(xiǎn)。但 SOM 周轉(zhuǎn)中的性質(zhì)如何變化，這些變化如何影響污染物行為還不明了。因此，書中以化學(xué)組分特異性的 SOM 行為為切入點(diǎn)，闡釋人為植被更替下 SOM 周轉(zhuǎn)與有機(jī)污染物行為的耦合機(jī)制，為構(gòu)建人為活動(dòng)中污染物的行為和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測體系、明確調(diào)控高原富鋁土退化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)等提供重要的理論支持。

章節(jié)介紹

本書分為12 章:

第1章，在介紹SOM 基本概念的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹SOM 的來源、組成及其環(huán)境意義，特別討論腐殖質(zhì)的來源與形成爭議，以及土壤固碳與污染控制的相互作用。

第2章，基于對(duì)穩(wěn)態(tài)碳概念的理解，重點(diǎn)從有機(jī)碳的分子抗性、礦物對(duì)有機(jī)碳的保護(hù)、團(tuán)聚體的形成介紹其對(duì)穩(wěn)態(tài)碳的作用和貢獻(xiàn)。

第3章，介紹 SOM 周轉(zhuǎn)的研究方法，詳細(xì)介紹主要的分子生物標(biāo)志物和同位素示蹤技術(shù)的應(yīng)用。

第4章，綜述 SOM 周轉(zhuǎn)的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹環(huán)境因子對(duì) SOM 周轉(zhuǎn)的影響。

第5章，通過用不同濃度的 HF 對(duì)發(fā)酵前后的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行酸處理，分析酸洗前后有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)變化，研究 HF 處理對(duì)有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。

第6章，研究 HF 處理對(duì) SOM 中脂類等生物標(biāo)志物萃取率的影響，以及對(duì)分子生物標(biāo)志物示蹤 SOM 來源和降解參數(shù)的影響。

第7章，主要利用苯多羧酸標(biāo)志物揭示生物炭與礦物顆粒的相互作用，重點(diǎn)通過苯多羧酸標(biāo)志物識(shí)別并量化生物炭施加土壤后，在不同土壤密度組分中的含量及其貢獻(xiàn)。

第8章，通過對(duì)云南典型經(jīng)濟(jì)橡膠林置換熱帶雨林的土壤采集，利用分子生物標(biāo)志物分析不同年代置換土壤中的 SOM 來源、降解及周轉(zhuǎn)情況。

第9章，利用分子生物標(biāo)志物探究云南典型元陽梯田旱地和水田 SOM 的來源、分布及周轉(zhuǎn)，解析不同耕作方式對(duì) SOM 周轉(zhuǎn)的影響。

第10章，通過構(gòu)建人為添加礦物培養(yǎng)不同植物組織的微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，比較土壤礦物去除前后對(duì)非稠環(huán)和稠環(huán)有機(jī)質(zhì)的保護(hù)機(jī)制，系統(tǒng)探究有機(jī)無機(jī)復(fù)合體對(duì)土壤有機(jī)碳的保護(hù)作用。

第11章，研究酸處理前后 SOM 性質(zhì)的變化，從分子水平理解 SOM 對(duì)有機(jī)污染物菲和氧氟沙星的吸附特征。

第12章，利用苯多羧酸識(shí)別人工熱解碳、炭黑等稠環(huán)有機(jī)質(zhì)在環(huán)境老化過程中的性質(zhì)變化，建立稠環(huán)有機(jī)質(zhì)苯多羧酸（BPCAs）參數(shù)與其吸附有機(jī)污染物特征參數(shù)的關(guān)系，預(yù)測其對(duì)有機(jī)污染物的吸附行為。

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本叢書可供農(nóng)業(yè)、環(huán)保、生態(tài)等相關(guān)行業(yè)人員和管理部門進(jìn)行理論研究、技術(shù)指導(dǎo)及決策參考，也可供農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、環(huán)境科學(xué)與工程、生態(tài)學(xué)、地球化學(xué)等專業(yè)的科研和教學(xué)工作者參考。

本文編輯：羅莉

責(zé)任編輯：鄭述方 zhengshufang@mail.sciencep.com

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