土壤重金属的醋酸淋洗效果及其对地下水的影响评估

为探究醋酸作为土壤化学淋洗剂去除重金属的效果和对环境的影响,采用土柱模拟耕层原位淋洗的方法,探究了0.8、1.0、1.5 mol·L^-13种浓度的醋酸对4种类型土壤中重金属的去除效果、迁移特性、形态变化,以及对土壤主要理化性质的影响。结果表明：醋酸淋洗对酸性和弱酸性污染土壤的重金属淋洗效果比较好,其中醋酸浓度在1.0 mol·L^-1以上时Cd的去除效果达到40%～60%,但对Pb、Cu、Zn的去除效果较差,各种醋酸浓度下去除率均低于20%。醋酸淋洗主要去除表层土壤中可交换态和可还原态的Cd,被淋洗的Cd在20～40 cm底土层部分截留。以1.0 mol·L^-1的醋酸淋洗土壤不会对土壤主要养分元素含量造成显著影响(P<0.05),但是淋出液Cd、Pb的浓度高于Ⅳ类地下水标准。因此,1.0 mol·L^-1为醋酸淋洗去除土壤Cd的较佳浓度,Cd含量低于0.6 mg·kg-1的轻微污染酸性土壤可望达标,但是淋出液中Cd、Pb存在污染地下水的风险,实践中应当与深层固定等配套技术联用。     

4种植物水浸提液对铅镉污染土壤的淋洗效果

为探讨植物水浸提液淋洗去除土壤中重金属的可行性,选用驳骨丹（Buddleja asiatica）、茵陈蒿（Artemisia capillaries）、假酸浆（Nicandra physaloides）和紫茎泽兰（Eupatorium adenophora）4种植物材料的水浸提液作为淋洗剂,分析不同淋洗剂浓度、pH和淋洗时间对去除土壤中重金属铅（Pb）和镉（Cd）的影响。结果表明,4种植物淋洗剂对2种土壤中Pb和Cd均具有一定的去除作用。随着淋洗剂浓度的增加,其对土壤中Pb和Cd的淋洗效率总体呈上升趋势;随淋洗剂pH的增大,淋洗率总体呈降低趋势;而随淋洗时间的增加,4种植物的Pb和Cd淋洗率呈总体增加、先增后减和无显著变化等3种趋势。驳骨丹对土壤A中Cd（72.45%）和Pb（13.27%）的去除率最高,对土壤B中Pb（17.27%）去除率最高;紫茎泽兰对土壤B中Cd（59.81%）的去除率最高。研究表明,驳骨丹和紫茎泽兰具有较好的治理重金属污染土壤的潜力。     

不同母质发育水稻土对Cd、Pb吸附解吸特性及其影响因子分析

为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表明,两种土壤对Cd2+的吸附用Langmuir、Freimdlich模型均有较好拟合,相关系数在0.95以上;而Pb2+的吸附则用Freimdlich模型拟合较好,相关系数在0.99以上。随着溶液中Cd2+、Pb2+含量的增大,红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量增大;解吸量亦随吸附量的增加而增加。红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为2871.34 mg/kg和4353.69 mg/kg,10914.65 mg/kg和14249.07 mg/kg;最大解吸率分别达到3.12%和2.43%,1.02%和0.33%。紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量大于红壤,解吸率低于红壤;同等浓度下,红壤、紫色土对Pb2+的吸附量高于Cd2+。研究表明土壤粘粒、有机质、CEC含量是影响红壤、紫色土吸附解吸差异的主要因素。     

柠檬酸强化低浓度EDTA对成都平原农田土壤铅和镉的淋洗效率

为了寻找绿色高效的土壤重金属修复技术,研究了柠檬酸与低浓度EDTA不同组合方式对成都平原两类污染农田土壤中Pb和Cd的淋洗率,并测定了淋洗前后土壤中有机质和基础养分含量。结果表明,EDTA单独淋洗时对水稻土Pb、Cd的最高淋洗率为44.94%和88.32%,对紫色土Pb、Cd的最高淋洗率为48.48%和71.85%。柠檬酸单独淋洗时对水稻土Pb、Cd的最高淋洗率为24.71%和69.38%,对紫色土Pb、Cd的最高淋洗率为33.54%和59.77%。柠檬酸与低浓度EDTA复合淋洗效果均优于单独淋洗,其中先EDTA再柠檬酸淋洗组合效果最好。相较于EDTA单独淋洗,该组合方式将水稻土中Pb、Cd的淋洗率分别提高了6.07%和9.67%,将紫色土中Pb、Cd的淋洗率均提高了10.33%和14.73%。同时,复合淋洗还能减少10%以上的土壤有机质与基础养分的流失。综合淋洗效率和土壤有机质及养分的变化,先用EDTA淋洗再用柠檬酸淋洗是最佳淋洗组合。     

冻融作用对土壤胶体及胶体结合态铅迁移的影响

以东北地区棕壤为研究对象,通过人工控温和土柱淋洗试验,研究了不同冻融处理下铅污染土柱中土壤胶体和胶体结合态铅的迁移特征。结果表明:土壤高含水量(田间持水量100%)条件下冻融作用促进土壤胶体的迁移;土壤低含水量(田间持水量10%)条件下冻融作用对土壤胶体的影响减弱。淋洗试验中,土壤胶体在前20 min内大量淋失出土体,随后淋失量急剧减少;且前20 min内的土壤胶体淋失量随着冻融次数的增加先增加后减少。污染土柱中铅主要以胶体结合态的形式迁移,其迁移特征和受冻融作用影响的趋势与土壤胶体类似。冻融处理后滞留在土柱深层的铅含量较高,表明冻融作用能够促进铅向深层土壤迁移。     

天津污灌区土壤重金属含量与理化性质对小麦吸收重金属的影响

采用田间现场采样及室内样品分析测试方法,重点探讨了天津污灌区小麦各器官的重金属含量,以及土壤重金属含量、土壤质地、土壤盐度、土壤有机质等对小麦中重金属含量的影响.结果表明,小麦各器官对Cd、Cu、Pb的富集程度均较高,籽实中Cd的含量超过国家食品安全标准,受到污染.小麦不同部位对重金属的富集能力不同,小麦根对重金属的富集能力依次为Cd＞Zn＞Cu＞Ni＞Pb＞Cr;小麦的茎和叶对重金属元素的富集能力依次为Cd＞Cu＞Zn＞Pb＞Ni＞Cr;小麦籽实对重金属的富集能力依次为Zn＞Cd＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni.土壤重金属含量、pH值、有机质、全盐和土壤质地与小麦中重金属元素含量的相互作用关系复杂,小麦籽实中Cd的含量与土壤中Cd的含量相关性较好;Zn和Ni的富集系数与土壤pH值的相关系数最大;小麦中的重金属与土壤有机质呈负相关,Cu与有机质的相关性最好,Cd、Pb次之;土壤种类和土壤质地对小麦籽实重金属的富集有一定影响,小麦中的重金属与砂质潮土、壤质潮土相关性较好,与粘质潮土相关性较差.     

堆肥污泥重金属在黄土层中的淋溶迁移试验

采用经强化重金属后的堆肥污泥作为淋溶土柱的重金属来源,通过土柱淋溶试验,研究了堆肥污泥Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 5种重金属在黄土层中的垂直迁移特征,探讨了堆肥污泥施用量及不同淋溶水量对黄土层中重金属迁移分布的影响。结果表明,Cd、Ni的淋溶迁移性较好,Pb、Cu、Zn整体迁移性较差。Cd和Cu随淋溶水量增加淋出作用明显增强,增大淋溶水量对Ni和Pb的淋出影响无明显增强,表层土中Zn、Ni、Pb含量随淋溶水量增大而累积,深层土情况各异。     

菠萝皮浸提液对Pb污染土壤的淋洗效果

[目的]筛选一种安全、无毒的土壤重金属淋洗液。[方法]通过室内模拟试验,采用振荡淋洗法研究菠萝皮水浸提液对土壤中重金属Pb的淋洗效果,探讨淋洗时间、淋洗次数、液固比对Pb的淋洗效果的影响。[结果]随着淋洗时间的延长,菠萝皮对Pb的淋洗率逐渐增大,在4.0 h时达到最大值;固液比对Pb的去除率影响很大,随着固液比的增大,淋洗率明显提高;适当增加淋洗次数,也能提高Pb的去除率。[结论]淋洗时间为4.0 h,液固比为1∶30,淋洗3次时,菠萝皮对Pb的去除率最大可以达到57.5%。     

全氟烷基酸类在土壤中的吸附解吸及淋溶行为研究

为探讨不同碳链长度全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)在土壤中的吸附解吸及淋溶行为,分别利用批量平衡法和土柱实验方法研究了8种PFAAs在潮土和黑土的吸附解吸及淋溶特性。结果表明,PFAAs在土壤中的吸附和解吸在24 h内均能达到平衡,解吸存在迟滞性,PFAAs在土壤中的吸附和解吸等温线符合Freundlich模型(R20.900),Kf在1.44~282之间;潮土对PFAAs的吸附能力强于黑土,土壤对全氟烷基磺酸的吸附能力优于全氟烷基羧酸,且碳链越长,越容易被吸附;土壤有机质含量、粒径分布及溶解性有机质共同影响土壤对PFAAs吸附能力。土柱实验表明,超过97%的短链PFAAs可被淋出;随着碳链延长,土壤对PFAAs截留能力增加,淋出时间延长,累积淋出率降低;PFAAs在潮土和黑土土柱中的淋溶行为具有明显的差异,黑土土柱淋出液中PFAAs浓度变化小于潮土土柱;溶解性有机质能够改变PFAAs的相对淋溶曲线的形状,对短链PFAAs的淋溶具有促进作用,同时抑制了全氟辛烷羧酸和全氟己烷磺酸在土层中的向下迁移。研究表明,目前广泛采纳的短链替代品在土壤中有较强的移动性,对地下水具有潜在的风险。     

EDTA对中低污染土壤中重金属的解吸动力学

采用0.05 mol·L-1的 EDTA 作为解吸剂,对中低污染负荷土壤中Cd、Pb、Cu、Zn进行了振荡解吸研究,并运用一级动力学方程、Elovich方程和双常数方程进行模拟.结果表明,污染土壤中重金属Cd、Pb、Cu、Zn的解吸率随着解吸时间的延长而不断增加,中污染负荷土壤Cd、Ph、Cu、Zn解吸率高于低污染负荷土壤.反应720 min后,EDTA对中污染和低污染土壤中Cd、Pb、Cu、Zn的解吸率分别为Cd 45.16%、30.88%,Pb 51.32%、26.45%,Cu 17.86%、14.23%,Zn 23.31%、19.63%.双常数方程是描述污染土壤中Cd、Pb、Cu、Zn解吸动力学过程的最佳方程,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Cd、Pb、Cu、Zn的解吸速率随解吸时间延长而不断降低,Cd、Pb、Cu、Zn在中污染土壤中的解吸速率大于其在低污染土壤中的解吸速率.     

淹水条件下有机肥对土壤重金属形态转化及迁移的影响

采用土柱模拟试验,利用欧共体参比司提出的BCR连续提取法,探讨了重金属Zn,Cu,Pb,Cd在农田土壤中的化学形态及迁移风险。结果表明,施用不同有机肥对重金属向下迁移影响不大,淹水9个月后,Zn,Cu,Pb,Cd从表层土壤（0-20 cm）向下迁移了约2 cm,集中于20-22 cm土层,不易对深层土壤造成污染。添加有机肥后,0-10 cm土层中Zn,Cu,Pb,Cd的酸溶态比例随着淹水时间的增加而降低,而可还原态比例却随之升高,表明有机肥对重金属的有效性有一定的抑制作用。在此期间,可氧化态和残渣态的含量基本保持不变,两者百分比之和在各元素中均小于15%。     

污泥中几种重金属元素在砂土中的运移

通过土柱实验，研究了污泥中几种重金属元素Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｐｂ的运移特点和形态。实验表明，表层４ｃｍ土壤混入６％的污泥后，显著增加了Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ的淋出量，而Ｐｂ没有显著增加。淋出液中Ｃｕ，Ｎｉ几乎都是配位态重金属，Ｚｎ则有较高比例的非配位态离子。土壤对Ｃｕ＾２＋的吸附能力大于Ｚｎ＾２＋，Ｃｕ＾２＋与有机物的配位能力强于Ｚｎ＾２＋。水溶性有机物与重金属的配位反应对Ｃｕ，Ｎｉ运移影响较大。Ｚｎ的运     

表面活性剂强化EDTA络合洗脱污灌土壤中重金属的试验研究

在实验室条件下研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯月桂醚(Brij35)和重金属洗脱螯合剂EDTA对土壤中Cd、Pb的解吸去除作用,同时研究了加入SDS和Brij35后对EDTA解吸污染土壤中Cd、Pb作用的影响,并对解吸前后重金属在土壤介质中形态变化进行了测定。结果表明,加入表面活性剂SDS可使EDTA对Cd的解吸量由61.67%增加到79.68%、对Pb的解吸量由57.25%增加到89.65%。在EDTA浓度较小时,加入SDS对Cd、Pb的解吸产生拮抗作用,抑制了EDTA对污染土样中Cd、Pb的解吸;随着EDTA浓度的不断增加,加入SDS与EDTA产生明显的协同增溶作用;表面活性剂Brij35具有相同的增溶作用,但增溶效果不如SDS。比较复配解吸前后重金属形态变化,可溶态、碳酸盐结合态较解吸前减少60%￣90%,大大降低了污灌土壤中重金属的毒性和生物可利用性。试验结果可为利用表面活性剂与EDTA复配提高重金属在土壤介质中的解吸率提供理论依据,并可应用于污灌土壤中重金属的冲洗治理。     

农灌区土壤重金属形态分布及潜在生态风险

在对关中盆地典型农灌区土壤柱状样品进行重金属含量和形态分析的基础上,采用Hakanson潜在生态风险指数法评价了灌区土壤中重金属的潜在生态危害程度.结果表明,关中盆地农灌区土壤中Cd和Pb含量超过陕西省黄土母质背景值,并在土壤剖面上,Cd、Pb和Cr含量总体呈现波动的增加趋势.Cd、Cr和Pb的优势结合态主要以残渣态为主,其次为铁锰氧化物结合态和有机质结合态;生物有效态含量为泾惠渠灌区＞交口灌区＞洛惠渠灌区.从重金属潜在生态危害程度来看,重金属的潜在生态危害大小顺序为Cd＞Pb ＞Cr,交口灌区和洛惠渠灌区重金属的生态危害程度为强度,所以进行前期治理和预防显得非常必要.     

珠江三角洲污灌区土壤中重金属含量特征

通过现场采样及室内测试方法,分析了珠江三角洲污灌区土壤中9种重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、As、Cr、Se的含量分布特征.结果表明,污灌区土壤9种重金属的全量平均含量均已超出广东省土壤背景值,其中Cd的污染程度最重,Se的污染程度最轻;污灌区土壤以Cd元素的有效系数最高,Ni元素的有效系数最低.Zn、Pb、Cu以及Cd元素随采样深度的增加其全量逐渐减少,Cr、Ni、As以及Se元素随采样深度的增加其全量呈上下波动状态或几乎不变,而Mn元素则是随采样深度的增加其全量先略有减少而后骤升.Cu、Cd、Zn等3种元素全量与有效态含量以及这3种元素全量间均呈显著或极显著的正相关关系.     

再生水灌溉对土壤和葡萄品质的影响

2011-2013年,经过3年小区实验,分析了再生水灌溉对土壤和葡萄品质的影响。实验结果表明,再生水区的土壤总氮、总磷和有机质的含量呈现低于清水对照区的趋势,而硝态氮与碱解氮含量却高于清水对照区。再生水灌溉区土壤Cd含量高于清水对照区,而Pb、Cu的含量均低于清水对照区。土壤中重金属有一定的积累现象,但均未超出《土壤环境质量标准(GB 15618-1995)》中的重金属限量值,说明短期再生水灌溉未造成土壤重金属污染。再生水灌溉在一定程度上能提高葡萄的产量,但对葡萄的品质未产生有利的影响。3年实验中,再生水灌溉区葡萄的重金属含量低于清水灌溉区,说明短期再生水灌溉对葡萄重金属含量的影响不大。研究表明再生水可以用作灌溉用水,但再生水中重金属对环境的影响是长期的、积累的、复杂的,要确保再生水灌溉的安全还需进一步研究。     

成都平原农田蔬菜重金属含量及污染评价

为降低重金属污染风险,保证蔬菜生产安全,调查了成都平原部分污染地区蔬菜种植地土壤和5类18种蔬菜可食部位重金属含量,并对蔬菜中重金属污染状况进行了评价,同时运用富集系数分析和比较了不同蔬菜对Cd、Cr、Pb、Zn、Cu、Ni、Hg、As的富集能力。结果表明:试验区域土壤Cd含量超标率达31.91%,Cd是主要污染物,其余元素均符合国家标准。所有蔬菜可食部位主要受重金属Cr、Hg、Cd污染,轻微污染的有蒜苗和油菜,轻度污染的有菠菜和香菜;通过富集系数发现,18种蔬菜对8种重金属元素的富集系数平均值均从高到低依次为Cd>Zn>Hg>Cu>Ni>As>Cr>Pb,且不同蔬菜对同一种元素的富集系数也表现显著性差异。总体上,叶菜类蔬菜如香菜对Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Zn、Cu和菠菜对Cd、Hg、Zn、Pb、Cu以及红油菜对As、Pb富集能力相对较强,表明研究区域香菜和菠菜不宜在Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Zn、Cu污染土壤上栽培,及红油菜不宜在As、Pb污染土壤上栽培,而甘蓝类和根茎类如包心菜对Cd、Hg、Cr、Pb、As、Ni、Cu和白萝卜对Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Hg及红萝卜对Zn、Cr、Cu富集能力则相对较弱,可作为研究区域Cd、Hg、Cr、Pb、As、Ni、Cu、Zn污染土壤优先选种的蔬菜品种。