电场驱动纳米Fe0在不同介质中的迁移行为研究

选取四种不同介质(100%石英砂、75%石英砂/25%高岭土、50%石英砂/50%高岭土和100%高岭土),探讨了黄原胶分散的纳米Fe~0在不同介质中的迁移行为。纳米材料投加点设置在介质填充池中间靠近阳极电解池的位置。研究发现,采用该实验装置,100%石英砂的处理中电渗流量最大,这与其较大的孔隙和渗透性有关,加入高岭土的处理中电渗流量较小且各处理流量相当。纳米Fe~0在石英砂中的迁移高于加入高岭土的处理,大部分纳米Fe~0集聚在靠近投加口的部分,在远离投加口的部分铁逐渐由Fe2+向Fe3+转化。100%高岭土中纳米Fe~0的迁移高于混合介质处理,这与其较高的电流强度有关。纳米Fe~0在电动迁移过程中很容易发生溶解和转化,其在高岭土中的迁移是以离子态进行的。μ-XANES(微束X射线近边分析)的分析结果证实电场驱动下高岭土中的铁主要以纤铁矿和磁铁矿形式存在。     

水分管理对污染土壤中砷锑形态及有效性的影响

结合传统的化学消化法、原位微束X射线荧光扫描图谱(μ-XRF)和微束X射线近边结构分析(μ-XANES)等技术,分析了湖南锡矿山地区高砷(As)/锑(Sb)污染土壤中As和Sb的形态;结合室内培养和传统离位化学提取法研究了淹水和干湿交替处理对该土壤As和Sb形态及有效性的影响,并对其作用机制进行了阐述。结果表明:供试污染土壤中As主要以As(Ⅴ)价态存在,且土壤中As的元素分布与铁(Fe)、钙(Ca)、硫(S)的分布呈显著正相关(相关系数r分别为0.15、0.32、0.38,P<0.05);与干湿交替处理相比,淹水处理使得土壤溶液中As和Sb浓度分别提高了71.7%~4409%和3.53%~77.1%;土壤中无定形铁氧化物含量增加了13.8%,Fe结合态As和Sb含量分别增加了17.6%和32.33%,无定形铁氧化物含量与Fe结合态As和Sb含量呈显著正相关(决定系数r²分别为0.75、0.70,P<0.05)。尽管淹水处理下土壤中无定形氧化铁对As和Sb有较强的吸附作用,能增加As和Sb的固定,但铁锰氧化物的还原溶解而释放As、Sb对土壤溶液中As、Sb的含量影响更大,因此淹水较干湿交替提高了As、Sb的移动性和有效性。     

田块尺度上的农田土壤Cd污染分布不均匀性

长江三角洲地区存在田块尺度上农田土壤Cd污染分布不均匀的现象。相关土壤环境地球化学调查结果显示,当土壤Cd1.0 mg.kg~(–1)时,其田块中土壤Cd分布存在显著空间差异性。在一块面积不足0.13 hm~2的田块内土壤Cd含量最大可相差几十倍,且同时存在轻度、中度、重度污染。长条状田块土壤中Cd污染分布有近似的指数衰减趋势,距离源头最近地段土壤Cd污染最严重。旱地较水田土壤中Cd污染分布更不均匀。Cd污染分布不均匀主要表现在田块的水平方向上,在田块土壤垂直方向上Cd污染主要聚集在表层20cm以上土层。与Cd相反,Cu、Pb、Zn、As、Cr等重金属在田块土壤中则以相对均匀分布为主。微地貌的差异、人工干扰不均衡等是导致田块土壤Cd污染分布不均匀的主要原因。     

苏南典型区农田土壤硒-镉拮抗作用研究

以苏南典型区2027套稻米-土壤样品的Se、Cd含量及其相关的元素地球化学调查数据为基础,通过元素相关性统计分析及生物富集系数(BCF)等分布特征研究,本文探讨了农田土壤中Se与Cd的拮抗作用及其控制因素。结果表明：1)土壤中Se和Cd分布共消长特征明显,两者之间具有显著正相关性、相关系数R最高可达0.87；2)有关岩石、陶瓷原料、河泥等均可成为农田富集Se、Cd的物质来源,且多为富Cd强于富Se,只有源于富硒岩石的富硒土壤可排除Cd污染干扰、其开发利用价值最高；3)稻米Se与Cd的生物富集系数多介于0.1～0.8之间,土壤偏碱性有利于稻籽吸收Se、偏酸性则有助于稻籽吸收Cd,受土壤Se、Cd同富集之影响,富硒米与镉超标大米可能同时出现；4)土壤富Se抑制稻米Cd吸收是有条件的,当土壤Se大于0.4mg/kg、总有机碳大于1.5%时,稻米Cd与土壤Se、Cd生物富集系数与土壤Se之间均存在显著负相关性,相关系数R分别为-0.74、-0.56；5)pH与Cd生物富集系数、TOC与Se生物富集系数之间也有显著负相关性,其相关系数R分别为-0.79、-0.65。     

江苏典型富硒区表层土壤硒空间分布及影响因素分析

为探究江苏省宜兴市这一典型天然富硒区土壤硒的空间分布及影响因素,采集表层土壤(0~20 cm)4 461件,利用统计学和相关分析方法研究土壤硒的空间分布特征和影响因素。结果表明:研究区表层土壤硒含量范围为0.06~1.74 mg·kg^-1,均值为0.42 mg·kg^-1,是全国土壤硒元素背景值(0.29 mg·kg^-1)的1.45倍,是江苏表层土壤硒含量均值(0.20 mg·kg^-1)的2.1倍。土壤硒含量的变异系数为43.47%,表明土壤硒元素呈中等程度变异。半方差函数分析显示,土壤硒空间分布的最优模型为球状模型,块金效应值为0.568,具有较强空间相关性,变程为30 250 m,空间自相关范围较大。研究区土壤硒总体空间分布特征为南部低山丘陵显著高于北部太湖堆积平原,碎屑岩类成土母质风化形成的土壤硒含量高,同时土地利用方式为园林地、海拔较高、地形起伏大的丘陵山区的土壤硒含量也相对较高。土壤理化性质、人类活动对土壤硒的分布也有影响,pH低、有机质含量高的土壤硒含量高,距离金属矿点近、距离湖泊河流越远的土壤硒含量高。通过分析土壤硒含量的影响因素可知,在选取地区开发利用富硒土地资源、发展富硒特色产业时优先考虑的因素是成土母质,其次为土壤理化性质和地形地貌。