土壤重金属化学形态转化影响因素的研究进展

阐述土壤中重金属的一般化学形态分布,并且重点讨论土壤环境中重金属化学形态转化的影响因素,如重金属总量及来源、pH、氧化还原电位、有机质、阳离子交换量及铁锰氧化物等,为土壤重金属潜在生态风险评价和治理修复研究提供一定的基础。     

改良剂对土壤中重金属铅的化学形态的影响

以被重金属污染的农田土壤为样品,分别加入NaOH溶液、CaO固体、Na2S溶液、Na2CO3固体、C9H7NO溶液作为改良剂,采用逐步提取法对土壤中重金属Pb的相态进行浸提和萃取,采用原子吸收光谱法测定提取液中每种形态铅的浓度;最后分析了土壤中Pb在不同的实验环境下的含量。结果表明,在加有改良剂的土壤中,各种存在形态的重金属铅的含量均有所变化,与没加改良剂的土壤相比,Pb的可交换态含量明显降低,特别是在pH-7,加入8-羟基喹啉后降低了92．63％。     

粉煤灰和石灰对突发性污染土壤中重金属化学形态的影响

利用石灰和粉煤灰对突发性污染土壤中重金属进行修复,采用TCLP法和Tessier浸提法对修复后土壤进行评价。结果表明,当石灰用量为土重的0.1%时,培养1个月,突发性污染土壤中Cu、Cd浸提量(TCLP法)比对照分别下降68.13%和76.67%;当粉煤灰用量为土重的8%时,土壤Cu、Cd浸提量比对照分别下降61.58%和71.67%。两种土壤经修复后,Cu、Cd浸提量均降至国际标准值以下,原因是施用粉煤灰和石灰后,土壤中Cu、Cd的形态由交换态向碳酸态和铁锰态发生转化。     

河北省主要类型土壤中铜的化学形态研究

采用土壤中微量元素的地浸提的分级方法，研究河北省20个表层土壤中Cu的形态分布。将土壤中Cu分为交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态、有机质结合态和残渣态，其平均含量分别为0.09mg/kg,0.06mg/kg,4.88mg/kg,0.48mg/kg,和9.20mg/kg。并讨论了土壤中Cu的形态分布特征及影响因素，此结果有助于评价土壤中Cu的背景值和了解土壤中Cu的化学行为。     

菊花中重金属、砷盐的化学形态分析

[目的]了解菊花中的重金属和砷盐存在的化学形态及其分布。[方法]采用Tessier的连续提取法制备样品,采用原子吸收分光光度法测定铅、镉、铬、铜、砷,采用原子荧光光度法测定汞。[结果]菊花样品中铜以有机态和残渣态为主,碳酸盐结合态和铁锰结合态未检出;铅以有机结合态为主;镉以离子交换态为主;样品中汞以有机态和残渣态为主;砷盐各形态中,水溶态和离子交换态占总量与有机态和残渣态占总量相当。[结论]以有害元素总量做指标评价药材的安全性有失偏颇。     

土壤样品中重金属消解方法的探讨

运用原子吸收光谱法测定了土壤样品中铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)、铅(Pb)和镉(Cd)5种重金属在不同消解方法中的结果,以求获得最佳消解方法。结果表明,采用微波消解硝酸-盐酸-氢氟酸三酸消化体系消解土壤样品,质控样的结果都在标示值范围以内。微波消解作为土壤前处理技术,具有操作简单、快速、污染少、效率高等优点。     

沉积物中磷形态的化学连续提取法应用研究

对水体沉积物中磷的环境地球化学研究中较普遍采用的7步法连续提取磷分级方案在实际应用中出现的一些问题进行了探讨。从该方法对水系沉积物成分分析标准物质GSD—12及太湖沉积物的分析结果看，该方法的应用中各形态的重现性问题必须得到重视，尤其是闭蓄态磷的提取中，实际操作中要尽量避免因沉积物固结容器底部而降低提取剂的提取效率，对于提取离心液过滤难的问题也一定要解决好。可交换态磷、铝磷和铁磷的提取液由于磷浓度低，可以不将其后的漂洗液混入后测定，以提高待测液中磷的浓度。另外，从GSD—12与太湖沉积物中磷形态特征的相似性看，GSD—12可以考虑作为淡水水体沉积物磷形态分级的标准物质，从而解决不同文献、不同研究项目在沉积物形态分析方面缺乏可比性的问题。     

渤海湾各形态重金属的地球化学特征及其环境意义

根据2008年对渤海湾的调查,重点研究了渤海湾湾内和湾口柱状沉积物重金属的生物地球化学特征,通过剖析不同形态重金属的特征,结合渤海湾生态环境信息的综合分析,系统探讨了渤海湾沉积物重金属的演变趋势、影响控制因素以及潜在生态风险.结果表明,湾内海河口附近沉积柱重金属含量有几次突变,20～22 cm段极小值可对应1939年海河北系的洪水,10～12 cm段极小值可对应1963年海河南系的洪水,1963年至今重金属含量有逐渐增加的趋势.不同形态重金属百分含量从大到小为:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞有机结合态＞可交换态,且重金属在海河口附近都表现出较高的可浸取态百分含量.风险评价结果表明,重金属总量富集因子由大到小为:Pb＞Cd＞Zn＞Cr＞V＞Co＞Cu＞Ni,其中Pb、Cd和Zn的富集因子均大于1,说明其有污染,但渤海湾沉积物总体质量良好,潜在生态风险较低.从重金属形态角度评价,V和Cr无污染,Zn、Co、Cu、Ni和Pb在湾内及湾外均有不同程度的污染,而Pb的污染最为严重.     

土壤/沉积物中微量重金属的化学萃取方法研究进展

用化学萃取法，包括连续萃取法和单一萃取法，研究土壤 /沉积物中的微量重金属的活动性和生物可利用性是环境土壤化学领域内的热点问题之一。这里我们将对近年来该方法所取得的一些进展、存在的问题进行详细评述。     

土壤中铬的吸附与形态提取研究

对土壤中Ｃｒ（Ⅳ）和Ｃｒ（Ⅲ）的吸附与ｐＨ的关系进行了研究,初步探讨了其吸附机理,选择了合适的铬吸附提取剂。此外,还研究了土壤中铬的形态连续提取方法和形态分布规律,结果表明,铬在土壤中主要以残渣态、沉淀态和有机结合态形式存在。其中残渣态铬含量占总铬量的５０％以上。     

纳米羟基磷灰石对土壤镉化学形态 和水稻镉吸收的影响

采用吸附等温试验和盆栽试验,研究了nano-HAP 对镉的吸附行为和对土壤镉化学形态及水稻Cd 吸 收的影响。吸附等温试验结果表明,nano-HAP 对镉离子有很高的吸附能力,且其吸附行为可用Langumir 方程和 Freundlich 方程很好地描述;盆栽试验结果表明,nano-HAP 明显提高了土壤溶液中pH 值,显著降低了土壤Cd 的生 物有效性,0.5%、1%和2%施用量的nano-HAP 处理下生物有效态Cd 含量分别下降63.21%、80.62%和92.32%。nano- HAP 对Cd 污染下的盆载水稻生长也有一定的促进作用,并显著降低了盆栽水稻籽粒中Cd 的含量,且全部达到国家 规定的可食用标准。     

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。     

萝卜对土壤中全氟辛酸赋存形态影响及吸收特征

为探讨植物种植对土壤中全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid,PFOA）赋存形态影响及吸收特征,以根系发达的萝卜为代表性植物,通过盆栽试验,探究了不同浓度PFOA污染土壤中萝卜的生长、对PFOA的吸收利用及土壤中PFOA形态分布的变化。结果表明：萝卜的种植会显著改变土壤中PFOA的赋存形态,且存在浓度差异。与无种植组相比,种植萝卜显著提高了低浓度土壤中的PFOA有机结合态比例（12%）、降低了残渣态比例（10.5%）;显著降低了高浓度土壤中PFOA的可脱附态比例（4.9%）。萝卜可从土壤中富集PFOA,且地上部（茎、叶）富集能力显著高于地下部。低浓度（0.2 mg·kg^-1）PFOA暴露显著降低萝卜生物量,但高浓度（5 mg·kg^-1）并未对生物量产生显著影响。研究表明,萝卜种植可以改变污染土壤中PFOA的形态分布,进而影响PFOA对人类健康及环境的潜在风险。     

生物炭对土壤重金属形态特征及迁移转化影响研究进展

在土壤重金属防治中,生物炭因其特有结构和性质,可降低土壤重金属活性和移动性,减少土壤中重金属生物有效性,达到修复重金属污染土壤目的。文章综述近年来国内外有关生物炭修复土壤重金属研究进展,阐述生物炭对土壤重金属生物有效性、重金属形态、重金属迁移转化等方面影响,分析作用机理并提出展望。     

畜禽粪便中重金属含量、形态及转化的研究进展

随着集约化、规模化养殖业的发展,畜禽粪便中重金属引发的环境污染问题日益严重。文章综述了畜禽粪便中重金属的来源、含量、形态及转化的研究进展,指出堆肥是当前畜禽粪便中重金属污染控制的有效手段,在堆肥过程中添加沸石、膨润土和风化煤等钝化剂,能够有效降低畜禽粪便中某些重金属元素的生物有效性,减少其对土壤环境和农产品污染的风险;在保持有效养分的条件下,研究不同钝化剂对畜禽粪便堆肥过程中重金属形态转化的影响以及不同处理对畜禽粪便中重金属生物有效性的影响,将是今后研究的重点。     

基于标准化方法和统计分析法的土壤重金属环境基线值分析比较

通过监测研究区域208个监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的含量,并以此为基础获得区域表层土壤重金属环境基线值,以及区域表层土壤重金属环境基线值相对于本底值的变化累积情况,以此来判断区域表层土壤重金属受人为活动的扰动程度。采用标准化方法和相对累积频率统计方法,分别获得基于这两种方法的重金属环境基线值及偏差,以两者的平均值作为研究区域表层土壤重金属环境基线值。结果显示:研究区域监测点位表层土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn分别有17.3%、1.0%、4.3%、0.0%、2.4%、3.8%、1.9%、0.0%的监测点位超出了农用地土壤污染风险筛选值限值,分别有26.9%、26.0%、29.8%、17.3%、16.8%,20.2%、28.4%、21.6%的监测点位较区域本底值均有不同程度累积;基于标准化方法和相对累积频率统计方法两种方法获得的重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的环境基线值平均值分别为0.22、0.09、13.34、30.7、82.0、29.7、38.0、89.1 mg/kg,相对偏差为0.5%～12.0...     

广州市南沙经济区土壤重金属形态分布研究

采用HCl-HNO3-HF、HClO4硝化法和BCR（Community Bureau of Reference）连续提取法对广州南沙经济区土壤中重金属Zn、Pb、Cd、Ni、Cu、Cr的含量及形态分布进行分析。结果表明,南沙经济区土壤中,重金属Zn、Cd、Ni、Cu的含量超过了国家土壤环境质量二级标准,但污染程度较轻;与广东省土壤元素背景值相比、南沙经济区土壤中的Zn、Pb、Cr、Ni、Cu、Cd含量均超出背景值,分别为背景值的9.49、4.9、1.7、4.29、5.68、11.06倍。土壤中,Zn、Cu、Cr元素主要以残渣态和可氧化态的形式存在,分别占其总量的52.39%、48.34%、66.23%和23.30%、41.96%、27.67%;Pb元素主要以可氧化态和残渣态的形式存在,分别占其总量的46.88%和31.48%;Ni元素主要以残渣态的形式存在,占其总量的72.45%;Cd元素主要以弱酸提取态和可离子交换态的形式存在,分别占其总量的41.81%和27.55%,其活性明显高于其他重金属元素,对环境造成污染的风险最高。     

三种环境材料及其复合施用对盐碱化土壤的改良效果研究

为了研发新型有机无机复合材料改良盐碱土壤,采用土柱淋溶模拟实验方法,研究了脱硫石膏、改性腐植酸、高分子材料及其复合材料对盐碱土壤理化性能的改良效果,并探讨了相关材料对盐碱土壤的改良机制。结果表明:与不加任何材料的对照处理(CK)相比,脱硫石膏的作用主要是降低盐碱土壤的pH值和土壤钠吸附比(SAR),淋溶后盐碱土壤pH和SAR分别下降了7.46%和37.7%;改性腐植酸的作用是降低盐碱土壤中水溶性盐含量,淋溶后水溶性盐含量较CK降低了64.61%;高分子材料主要作用是增强土壤的保水效果,土壤淋溶液总体积较CK降低了33.1%;三种材料复合处理的淋溶盐碱土壤中大于0.25 mm的土壤团聚体含量增加了20.41%,pH、SAR分别降低0.81%、26.23%。综合评价认为,三种材料复合处理能够在改善盐碱土壤理化性质的同时改良土壤结构,具有较好的综合改良效果。     

污泥炭化温度和时间对重金属形态及作物累积的影响

【目的】降低污泥土地利用的重金属环境风险.【方法】采用不同炭化温度和时间研究污泥炭化产物重金属含量和形态,并结合盆栽玉米试验研究不同污泥炭化产物对玉米植株生长和重金属吸收的影响.【结果和结论】炭化温度是影响炭化产物重金属含量和形态的主因子,随着温度的升高,炭化产物重金属总量升高,Cu、Zn、Pb、Ni在350~500℃时增幅最大,而Cd和Cr在200℃时增幅最大;炭化产物中环境风险较大的可交换态和碳酸盐结合态重金属比例随温度的增加显著降低,但含量并非温度越高越低,炭化温度350℃对重金属Cu、Zn、Cd、Ni的钝化最佳,而对于含Pb毒性大的污泥则需采用500℃的炭化温度;盆栽试验结果表明,施用炭化污泥对玉米生长有显著促进作用,在等量施用条件下,炭化温度越高、炭化时间越长的产物促生效应越明显;与施用原污泥相比,施用经适宜的炭化时间和温度处理的炭化污泥能显著降低玉米植株体内重金属的累积量,降低重金属进入食物链的风险.     

耐镉细菌的分离及其对土壤中镉的形态影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从Cd污染土壤中筛选和分离出一株对Cd2+吸附率高的菌株B9,并分析B9对土壤Cd形态的影响,探究其在Cd污染土壤修复中应用的可行性。16S r RNA序列分析结果表明,B9与食酸代尔福特菌(Delftia acidovorans,登录号NC010002)的16S r RNA序列具有99%的同源性,结合形态和生理生化指标,将其鉴定为代尔福特菌。研究结果表明,B9在pH=8、温度为35℃、培养时间为48 h时,对Cd2+的吸附效果最好,且Cd2+浓度低于10 mg·L~(-1)时,吸附率均在60%以上。接种B9可促进污染土壤中的Cd从弱酸可溶态向可还原态和残渣态转化。添加3 m L(接种量为1.44×1011cfus)和10 m L(接种量为4.8×1011cfus)B9菌悬液处理能使弱酸可溶态Cd含量分别减少22.17%和25.06%,可还原态Cd含量分别增加9.66%和12.17%,对可氧化态Cd含量无明显影响,残渣态Cd2+含量分别增加13.55%和13.61%。研究结果可为Cd污染土壤微生物修复方法及菌株B9的实际应用提供数据参考与理论支持。