通辽地区4种典型土壤对铅、汞、镉和砷的吸附解吸特征

为明确铅、汞、镉和砷在通辽地区土壤中的吸附-解吸特征,采用批量平衡法,研究通辽地区4种典型土壤(草甸土、盐碱土、风沙土和栗钙土)对Pb(Ⅱ),Hg(Ⅱ),Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附-解吸行为,并分析影响吸附与解吸的因素。结果表明:1)Langmuir模型适合描述Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这4种土壤中的吸附特征,Freundlich模型适合描述Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)在这4种土壤中的吸附特征。2)4种土壤对重金属离子的吸附顺序是Pb(Ⅱ)Hg(Ⅱ)Cd(Ⅱ)As(Ⅴ);4种土壤对4种重金属的吸附能力不同,对Pb(Ⅱ)的吸附量顺序是栗钙土盐碱土草甸土风沙土,对Hg(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量顺序是草甸土栗钙土盐碱土风沙土,对As(Ⅴ)的吸附量顺序是栗钙土草甸土盐碱土风沙土。3)二次幂函数可以较好地拟合重金属离子解吸量与吸附量的关系。4)4种土壤对4种重金属离子解吸量顺序是As(Ⅴ)Cd(Ⅱ)Pb(Ⅱ)Hg(Ⅱ);不同土壤对同一重金属离子的解吸量不同,对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的解吸量为:风沙土盐碱土栗钙土草甸土,对于Hg(Ⅱ)的解吸量为:风沙土草甸土盐碱土栗钙土,对于As(Ⅴ)的解吸量为:风沙土盐碱土草甸土栗钙土。通辽地区4种典型土壤对铅、汞、镉和砷4种重金属的吸附、解吸行为是不同的。     

巯基功能化蛋壳膜对水溶液中As(Ⅴ)的吸附去除研究

研究了巯基功能化蛋壳膜(TESM)对水溶液中As(Ⅴ)的吸附去除性能.考察了溶液pH值、离子强度、腐殖酸(HA)等的影响,并用Freundlich和Langmuir等温模型对实验数据进行拟合.结果表明,当pH值为8.0时,TESM对As(Ⅴ)的吸附效果最好;NaCl的加入显著降低了TESM对As(Ⅴ)的吸附量;HA的存在降低TESM对As(Ⅴ)的吸附能力,但进一步增大腐植酸质量浓度对TESM吸附As(Ⅴ)无显著影响;TESM对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir吸附模型和准二级动力学模型,最大吸附量为21.51mg/g,为未功能化蛋壳膜吸附量的9倍.     

不同磷浓度对钝顶螺旋藻吸附、吸收和转化砷酸盐的影响

采用室内培养实验,首先用0~300μg·L-1砷酸盐[As(Ⅴ)]处理钝顶螺旋藻(Spirulina platensis),分析了螺旋藻对As(Ⅴ)的吸附和吸收特性,并在300μg·L-1 As(Ⅴ)处理下,研究了不同磷浓度(P正、1/10 P正、1/25 P正、1/50 P正)对螺旋藻吸附、吸收和转化As(Ⅴ)的影响。结果表明,在本研究As(Ⅴ)处理范围内,螺旋藻的干重与对照没有显著差异。随着As(Ⅴ)浓度的升高,藻体富集的总砷含量增加,当As(Ⅴ)处理浓度为150~300μg·L-1时砷富集量为1.006~1.569 mg·kg-1,超过了国家保健(功能)食品的砷污染限量1.0 mg·kg-1(GB 16740—1997)。随着培养基中磷浓度的降低,螺旋藻体内吸收的砷含量呈现增多趋势。在正常磷(P正)和1/10 P正条件下,螺旋藻体内的砷均为As(Ⅴ);当磷浓度降低至1/25 P正时,藻细胞中的砷有3.28%为As(Ⅲ);当磷浓度降低为1/50 P正时,螺旋藻吸收的砷增加至1.457 mg·kg-1,其中有9.24%和37.35%分别转化为As(Ⅲ)和二甲基砷(DMA),表明降低培养基中磷浓度促进了螺旋藻体对As(Ⅴ)的吸收、还原和甲基化,但藻细胞中砷的主要形态仍为As(Ⅴ)。在正常磷浓度培养下,藻体富集的砷以藻细胞表面吸附为主,通过磷酸盐缓冲液脱附可去除95%以上螺旋藻富集的砷。     

黄棕壤土柱中铁锰的淋溶淀积及其对Pb2+的吸附解吸

以湖北省孝感市的黄棕壤B层土壤为装柱材料,在干湿交替(pH=5)条件下,分别加入不同浓度(0~0.08 mol/L)FeSO_4和MnCl_2的铁、锰混合溶液,淋溶土柱60次,分析土壤中游离态和非晶质态铁、锰氧化物的淋溶淀积规律及其对重金属Pb~(2+)的吸附与解吸特点。结果表明:当淋溶液的铁浓度分别为0.04和0.08 mol/L时,淋溶液中锰浓度增加,土壤中的锰含量呈增加趋势,铁含量无明显变化;淋溶后土壤中游离和非晶质铁氧化物的淀积量均高于锰氧化物的淀积量,同一处理土柱上层(0~10 cm)的铁、锰淀积量基本上大于下层(20~30cm);淋溶60次后,土壤样品对Pb~(2+)的吸附量随平衡溶液浓度的增大而增加,上层的最大吸附量为167 mmol/kg,下层的最大吸附量为195 mmol/kg;淋溶后黄棕壤对Pb~(2+)的吸附量随土壤中锰淀积量的增加而增加,而对Pb~(2+)的解吸量却呈相反的趋势;Pb~(2+)的解吸量随其吸附量的增加而增加。     

离子强度和磷酸盐对铁铝矿物及土壤吸附As(Ⅴ)的影响

选用针铁矿、赤铁矿、水铁矿、水铝矿4种铁铝矿物以及性质差异较大的黑土、紫色土和红壤3种土壤,研究离子强度和磷酸盐对其吸附As(Ⅴ)的影响.结果表明,在0.01、0.1、1 mol·L-1 3种离子强度下,矿物和土壤对As(Ⅴ)的吸附量无明显差异或随离子强度增大而增大,其对砷的吸附以专性吸附为主.磷酸盐对矿物和土壤吸附砷的影响与其添加顺序及摩尔浓度比有关.水铝矿和水铁矿在这3种添加顺序下的砷吸附量无明显差异,仅在P/As摩尔比较大时表现出下降趋势;而在针铁矿和赤铁矿两种矿物上,先添加砷时的砷吸附量高于先添加磷时或两者同时添加时,且砷吸附量随P/As摩尔比的增加而逐渐下降.在黑土、紫色土和红壤上,先添加砷比先添加磷或两者同时添加时的砷吸附量均要高,尤其是在紫色土上.随P/As摩尔比升高,土壤对砷的吸附量表现出下降趋势.     

水溶性有机质对南京城郊菜地土壤Pb吸附解吸行为的影响

通过批处理试验研究了不同来源的水溶性有机质(DOM)对南京城郊菜地土壤铅(Pb)吸附解吸行为的影响.研究结果表明,DOM抑制了土壤对Pb的吸附,随着DOM浓度的增加,土壤对Pb的吸附量减少,当DOM体积从0增加到21 ML时,土壤对Pb的吸附量分别减少5.34%(鸡粪)、24.12%(牛粪)和O.35%(有机肥).不同来源的DOM也影响土壤对Pb的吸附程度.当添加低浓度的DOM(添加体积小于6 Ml)时,土壤对Pb的吸附量顺序为鸡粪DOM＜牛粪DOM≈有机肥DOM;当添加高浓度的DOM(添加体积大于6 ML)时,土壤对Pb的吸附量顺序为牛粪DOM＜鸡粪DOM＜有机肥DOM.反之亦然,DOM促进了土壤Pb的解吸,解吸量随添加DOM浓度的增大而增加.不同来源的DOM对土壤Pb解吸程度的影响也有所差异.对于低污染土壤,Pb的解吸量顺序为鸡粪DOM＞牛粪DOM＞有机肥DOM;对于高污染土壤,Pb的解吸量顺序为鸡粪DOM＞有机肥DOM＞牛粪DOM.Pb吸附动力学曲线揭示,添加DOM延缓了土壤Pb吸附平衡到达的时间.本研究表明,DOM增加了土壤Pb的环境风险.     

不同粒级土壤团聚体对砷(Ⅴ)的吸附与解吸影响研究

本文以辽宁省朝阳市日光温室耕层土壤作为研究对象,探讨不同粒径团聚体对土壤中砷(As(Ⅴ))吸附解吸的影响.结果表明,不同粒级团聚体对As(Ⅴ)的吸附和解吸能力均符合Freundlich拟合方程,R2介于0.9528 ～0.9972之间,其中＜53μm粒径团聚体对As(Ⅴ)的吸附、解吸能力最强,并随着粒径的增大,吸附、解吸能力均降低,且不同粒径对As的吸附与解吸能力呈显著正相关关系.随着溶液中As(Ⅴ)的浓度的提高,各粒径团聚体对As(Ⅴ)的吸附、解吸能力均提高,K值介于17.75 ～50.51之间.不同粒级团聚体对As(Ⅴ)的吸附量与土壤有机质含量、游离氧化铁含量及CEC含量之间均呈正相关关系,说明团聚体对As(Ⅴ)的吸附受到土壤团粒胶结剂的影响.     

新疆奎屯农田土壤对砷（Ⅴ）的吸附-解吸特征

为明确新疆奎屯垦区农田土壤对As（Ⅴ）的吸附-解吸特征,本研究通过吸附-解吸试验并结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术,探究研究区土壤对As（Ⅴ）的吸附-解吸能力及结合机理。结果表明：研究区土壤在吸附As（Ⅴ）的过程中单层和多层吸附同时发生并以单层吸附为主,且吸附容易进行（Freundlich方程参数n>2）。在15、25℃和35℃ 3个温度下,土壤对As（Ⅴ）的吸附量、结合能力、吸附速率均在35℃时最大,15℃时最小;土壤对As（Ⅴ）的解吸量则在35℃时最小,15℃时最大。土壤是多种Si、Fe、Al氧化物构成的复合体,吸附、解吸反应主要是发生在OH、N H、C O、C H、SH 5种官能团上;黏土矿物和有机质为As（Ⅴ）提供发生络合作用的载体,对As（Ⅴ）的吸附起到了促进作用。As（Ⅴ）被吸附到含有C、Si、K、Ca、Na、Mg、Al和Fe元素的有机质、多种金属（氢）氧化物以及黏土矿物等物质中。研究区高pH、低有机质的土壤环境,使As（Ⅴ）容易被释放到土壤溶液中,从而增大了As（Ⅴ）向深层土壤及植物中迁移的风险。     

黄土性土壤中铬(Ⅵ)砷(Ⅴ)交互作用及钙镁对其吸附的影响

通过吸附试验研究了黄土性土壤中C r(Ⅵ)、A s(Ⅴ)交互作用及钙镁对其吸附量的影响。结果表明:当C a2 、M g2 浓度在0~10-3m o l/L范围内,C a2 、M g2 对黄土性土壤吸附C r(Ⅵ)的影响没有明显规律,当C a2 、M g2 浓度增大到1-0 3~1-0 1m o l/L时,对吸附C r(Ⅵ)有抑制作用;C a2 、M g2 对黄土性土壤吸附A s(Ⅴ)的影响很敏感,当C a2 、M g2 浓度在10-4m o l/L时,就会对土壤吸附A s(Ⅴ)产生影响。随着C a2 、M g2 浓度增大,土壤对A s(Ⅴ)的吸附量增加;C a2 对土壤吸附C r(Ⅵ)、A s(Ⅴ)的影响程度比M g2 大。黄土性土壤中C r(Ⅵ)、A s(Ⅴ)共存时,吸附量有增加趋势,且吸附量的增加随加入离子浓度的增大而增大,土壤对污染物的净化能力提高。     

离子强度和磷酸盐对铁铝矿物及土壤吸附As（V）的影响

选用针铁矿、赤铁矿、水铁矿、水铝矿4种铁铝矿物以及性质差异较大的黑土、紫色土和红壤3种土壤,研究离子强度和磷酸盐对其吸附As(V)的影响。结果表明,在0.01、0.1、1mol.L-13种离子强度下,矿物和土壤对As(V)的吸附量无明显差异或随离子强度增大而增大,其对砷的吸附以专性吸附为主。磷酸盐对矿物和土壤吸附砷的影响与其添加顺序及摩尔浓度比有关。水铝矿和水铁矿在这3种添加顺序下的砷吸附量无明显差异,仅在P/As摩尔比较大时表现出下降趋势;而在针铁矿和赤铁矿两种矿物上,先添加砷时的砷吸附量高于先添加磷时或两者同时添加时,且砷吸附量随P/As摩尔比的增加而逐渐下降。在黑土、紫色土和红壤上,先添加砷比先添加磷或两者同时添加时的砷吸附量均要高,尤其是在紫色土上。随P/As摩尔比升高,土壤对砷的吸附量表现出下降趋势。     

可变电荷土壤吸附磷酸根后对Cu、Zn、Cd次级吸附的影响

研究了三个可变电荷土壤吸附磷酸根后对Cu、Zn、Cd次级吸附和解吸的影响。结果表明,供试土壤对重金属的次级吸附等温线符合Langmuir方程,次级吸附量的大小顺序是,湖北孝感黄棕壤>湖北咸宁红壤>湖南桃源红壤。土壤吸附磷酸根后,可使重金属的次级吸附量增加,解吸率下降,并有线性关系。供试土壤吸附磷酸根后,表面负电荷增加,表面负电荷的增量与重金属次级吸附量的增量呈线性关系,这表明土壤吸附磷酸根后,表面负电荷的增加,可能是影响重金属次级吸附的重要原因之一。     

砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻产量、生物量以及P、As含量的影响

【目的】阐明磷肥用量以及水稻磷营养特性对砷污染水稻产量、生物量及其安全性的影响,探讨降低水稻砷污染的农艺措施。【方法】以2个耐低磷（磷高效吸收型品种99011和磷高效利用型品种580）和1个低磷敏感型水稻（99056）为材料,通过土培试验研究不同磷用量对中、高度砷污染土壤上水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和稻米P、As含量的影响。【结果】与无砷处理相比,50 mg•kg-1的砷略微增加水稻的生物量,但降低水稻产量,增施磷肥显著提高生物量和产量;100 mg•kg-1的砷显著降低水稻生物量和产量,增施磷肥显著提高生物量,但产量在磷用量为30 mg•kg-1时最高,磷用量为150 mg•kg-1时最低（为0）。砷污染土壤上,水稻不同部位As含量为秸秆>>颖壳>>糙米,且As含量随磷用量或砷浓度的增加而增加。在砷胁迫或者磷、砷双重胁迫下,同一处理的水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和糙米P含量均为99011＞580＞99056,3个品种之间差异显著,且磷用量越少、砷浓度越高,品种之间差异越大;秸秆、颖壳和糙米As含量为99056＞580＞99011,3个品种之间差异显著,且磷用量和（或）砷浓度越高,品种之间差异越大。在砷浓度≤50 mg•kg-1和磷用量≤30 mg•kg-1时,磷高效吸收型品种99011能够获得较高的产量,且稻米As含量低于国家食品安全标准。【结论】砷胁迫下,水稻产量及其As含量与品种磷营养特性以及施肥量密切相关。在中、轻度砷污染土壤上,可以通过选用磷高效吸收型水稻品种,并根据土壤磷丰缺程度适当减少磷肥用量等措施来保证水稻数量和质量安全。     

鄂湘两省几种土壤中磷的有效性与氧化铁的类型

 鄂湘两省黄棕壤、红壤和棕红壤对磷的吸附特性、高粱幼苗的供磷效果及其与土壤物质组成关系的研究。结果表明：黄棕壤、红壤的磷吸附量和对磷的亲合力均明显高于棕红壤，它们吸附磷的解吸率和对高粱幼苗的供磷能力明显低于棕红壤。黄棕壤和红壤中的氧化铁为针铁矿型，棕红壤中的为针-赤混合型。供试土壤中针铁矿虽与赤铁矿形貌相似，呈片状，但由于其能吸附磷的比表面积比赤铁矿的大，故此氧化铁类型差异是导致黄棕壤、红壤与棕红壤中磷有效性显著不同的主要原因。     

红壤,黄棕壤吸附磷酸根后对Cu^2＋次级吸附动力学

用流动法研究黄棕壤、红壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋次级吸附的动力学。结果表明Ｃｕ＾２＋的次级吸附可用一级速率方程描述。黄棕壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋吸附反应的速率下降；红壤吸附磷酸根后对Ｃｕ＾２＋吸附的快反应速率下降，而慢反应速率增加。升高Ｃｕ＾２＋浓度可能造成吸附反应机理的改变。竞争性阳离子Ｃｄ＾２＋和Ｚｎ＾２＋的存在降低了Ｃｕ＾２＋次级吸附反应速率。升高温度，Ｃｕ＾２＋次级吸附反应速率增加。土壤     

阴离子黏土吸附砷酸根离子热力学研究

利用共沉淀水热法制备镁铝阴离子黏土材料,研究了其水溶液对砷酸根[As（V）]离子的吸附热力学及其机理。结果表明：在303～333 K和试验浓度范围内,阴离子黏土对水中As（V）的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程。阴离子黏土对水中As（V）的吸附是吸热过程;根据热力学函数关系计算出As（V）在阴离子黏土上的吸附焓为2.85 kJ/mol,吉布斯吸附自由能改变量为-6.64～-5.90 kJ/mol,吸附自由能的变小是As（V）在阴离子黏土上吸附的推动力,吸附熵变为29.38 J/（mol.K）。     

砷在棕壤中的吸附解吸行为及赋存形态研究

采用一次平衡法研究砷在棕壤中的吸附解吸行为,以及砷在不同污染负荷土壤中的形态分布特征。结果表明,Langmuir方程可以很好地拟合砷在土壤中的吸附,利用该方程计算出砷在棕壤中的最大吸附量为250.0 mg/kg。砷吸附解吸动力学研究结果表明,Lagergren二级速度方程对砷吸附的拟合效果最好,但是对解吸的拟合效果最差,双常数方程对砷解吸的拟合效果最好。通过外源向土壤中添加砷后,随着砷添加量的增加,活性砷占总砷的百分比相应提高,稳定态砷占总砷的百分比下降。     

Alleviation of arsenic toxicity by phosphate is associated with its regulation of detoxification,defense, and transport gene expression in barley

Arsenic(As) contamination in soils has posed a severe threat to safe crop production. The previous studies showed the antagonism between phosphorus(P) and As in plant growth and As uptake, while the mechanisms of alleviating As toxicity by P is not completely clear. Due to the limiting P condition, it is imperative to understand how low P addition can be used to suppress arsenate As(V) uptake and the subsequent mechanisms involved. Thus in this study we investigated the effect of P addition on As uptake, anti-oxidative enzyme activity, and anti-oxidant content, and the relative expression of transport, defense, and detoxification genes using two barley genotypes differing in As toxicity tolerance. P addition significantly reduced As concentration in plant tissues, and caused the great changes in activities of catalase and superoxide dismutase, glutathione content, and the relative expression of examined genes when the plants of the two barley genotypes were exposed to 100 μmol L~(–1) As, with ZDB160(As-tolerant) being much more affected than ZDB475(As-sensitive). The current results show that P addition can alleviate As toxicity by regulating the expression of As transport, defense, and detoxification genes to a greater extent in As tolerance of barley, suggesting the possibility of controlling As uptake and toxicity by applying low amount of P fertilizers in the As-contaminated soils.     

低分子量有机酸对石灰性潮土磷吸附与解吸的影响

采用磷的平衡吸附与解吸方法，模拟缺磷胁迫条件下植物根系分泌的有机酸种类和数量，研究了草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸5种有机酸对石灰性潮土磷吸附的影响，并以作用能力较强的草酸为代表，研究了有机酸对石灰性潮土磷吸附和解吸的影响。结果表明：（1）中性条件下供试有机酸均能不同程度的降低石灰性潮土对磷的吸附，作用强弱依次为草酸、柠檬酸＞苹果酸、酒石酸＞乙酸。（2）有机酸使土壤对磷吸附的降低效应随着有机酸浓度和有机酸与磷浓度比的增加而增加。（3）石灰性潮土在草酸体系中所吸附的磷容易被中性盐解吸，有机酸对土壤吸附磷的解吸有一定的促进作用。     

黄棕壤中活性有机碳对Cu吸附的影响

通过盐酸酸化法来去除4种不同利用方式黄棕壤的活性有机碳(AOC),得到相对稳定的有机碳土壤,用于研究去除活性有机碳前后对Cu2+吸附行为的影响.结果表明,黄棕壤去除有机碳前后,对Cu2+吸附量与平衡液浓度的关系符合Langmuir方程和Freundlich方程,其拟合都呈现极显著相关(P＜0.01),去除AOC后,黄棕壤各层次对Cu2+的最大吸附量明显降低,是原土Cu2+最大吸附量的10％～30％.盐酸酸化法对4种不同利用方式的黄棕壤有机碳的去除率为30％～75％,对Cu2+吸附的减少率为54％～86％.去除活性有机碳前后,有机碳含量与对Cu2+的吸附量都呈显著线性相关.土壤有机碳的去除率与对Cu2+吸附的减少率间相关性达到极显著水平.