土壤中砷的吸附行为及其形态分布研究

本文研究了土壤中砷的吸附行为,影响砷吸附的主要因素,以及砷的吸附行为对土壤中的形态分布,有效性,迁移性和缓冲性的影响,为降低土壤中砷的有效性和减轻砷对植物毒性提供依据。     

外源铬在土壤中的形态转化

本试验用逐级提取方法，研究了外源铬进入土壤后的形态转化，结果表明：添加到土壤小的Ｃｒ（Ⅵ）很快还以为Ｃｒ（Ⅲ）而失去其活动性，水溶态和交换态铬含量在培育６周后已恢复到对照水平，添加的Ｃｒ（Ⅲ）很快被土壤吸附和沉淀而固定，难以被Ｈ＿２Ｏ和ＮＨ＿４Ａｃ提取。添加的有机结合态铬能显著提高土壤中水溶态和交换态铬含量，并能在较长时间内稳定存在于土壤中，添加污泥形式的铬进入土壤主要以残渣态、沉淀态和有机紧结合态铬为主。     

铬铜复合污染下铬形态分布及与土壤酶活性的关系

采用土培盆栽实验和室内分析相结合的方法,研究了Cr单一和Cu-Cr复合污染条件下,外源施加的Cr在土壤中的形态变化及其对土壤酶活性的影响。结果表明:随外源Cr浓度的增加,土壤交换态Cr含量增多,残渣态占总量的百分比减少,铁锰氧化物结合态与有机结合态变化不大(碳酸盐结合态未检出)。Cu-Cr复合污染条件下,≤400mg·kg-1Cu能促进Cr从有机结合态向交换态及铁锰氧化物结合态转化(P<0.05),而高浓度Cu(800mg·kg-1)却抑制了这种转化的发生。与对照(CK)相比,重金属Cu、Cr单一及复合污染均对土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性产生一定的抑制作用,且酶活性抑制率随外源金属浓度的增加而增大;3种供试酶相比较,Cr、Cu对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性影响较大,对除C(r5mg·kg-1)处理的过氧化氢酶活性影响较小;低浓度C(r5mg·kg-1)对土壤过氧化氢酶活性有一定激活作用。土壤脲酶活性受土壤交换态Cr含量的影响较大;碱性磷酸酶活性与铁锰氧化物结合态Cr含量有关;铁锰氧化物结合态和有机物结合态Cr对土壤过氧化氢酶活性产生一定的影响。残渣态Cr含量与3种供试的土壤酶活性间无显著相关。     

土壤中砷的形态及其连续提取方法研究进展

连续提取法(Sequential extraction procedure,SEP)是研究土壤中重金属等元素赋存状态的重要手段,对土壤环境风险的评估具有重要意义。砷在土壤中的迁移转化规律与其他重金属明显不同,因此针对不同形态土壤重金属的连续提取法并不完全适用于土壤中不同形态砷的提取。本文综述了土壤砷的化学提取形态、土壤砷形态连续提取方法中的提取剂、土壤砷形态连续提取方法及发展过程,并分析和总结了Wenzel法、Shiowatana法、Keon法和Drahota法等多种常用提取方法的优缺点,最后对土壤中砷形态仪器分析技术与土壤砷形态连续提取方法的联用进行了展望。     

土壤中不同形态铬的转化机制及其对水稻生长发育的影响

系统地研究了土壤中不同形态铬的转化机制，从理论上和实验结果上探讨了土壤中铬的氧化还原、吸附、解吸、结合作用机制和相互关系及环境因子的影响；探索了土壤中铬的迁移、转化和积累的规律，同时辅以盆栽试验，研究了土壤中不同形态的铬对水稻生长发育的影响和吸收积累的关系，初步明确了土壤中不同形态铬的污染行为和生物效应的差别。     

土壤中重金属铬的形态、价态评价综述

中国土壤环境标准已对土壤中总铬含量制定了标准,但要深入了解重金属铬对生态环境和生物体的影响以及土壤污染情况,应该从铬的不同形态、价态进行具体分析。本文对土壤重金属铬的赋存形态及迁移转化规律进行论述,重点探讨了重金属铬的不同形态、不同价态的分析测定方法。顺序提取法仍然还是土壤中铬形态分析的主流方法。与基于土壤液体样品测定的铬的分离富集技术和分析检测技术比较,固态样品分析技术不需要样品预处理并避免了元素的形态转化,未来可能会开发出更快捷简便的土壤重金属测定技术。     

被土壤吸附的六价铬的最佳提取剂的选取

通过研究土壤中磷酸盐与Cr（Ⅵ）的竞争吸附作用，查明0．1mol／LKH2PO4－K2HPO4溶液是提取被土壤吸附的Cr（Ⅵ）的最佳提取剂。     

福建耕地土壤硫库、形态及吸附特性研究

通过采集372个福建耕地土壤样品进行室内分析化验的结果,全省耕层土壤平均有效硫含量为(27.6±23.5)mg·kg-1,其中＜16 mg·kg-1临界值的缺乏级样品占37.1%,连同16～30 mg·kg-1潜在缺乏级样品共占68.20%,说明福建是贫硫土壤省份,且闽东南地区耕地土壤缺硫比闽西北地区更为严重.明确了耕地主要土种有效硫含量和分布状况,以及它们之间的差异.通过10个土种土壤样品对硫吸附能力的试验表明,不同土壤对硫的吸附能力不同,并分别建立一元线性模型(y=a+bx),其拟合精度都达到极显著水平,从而计算出10个土种对硫的吸附固定率为35.5%～61.7%,平均46.6%;为确定土壤适宜施硫量,对37个土样进行硫组分研究,明确了不同利用类型土壤有机硫和无机硫组分含量和比例状况.     

稻草对土壤中铬的形态变化及微生物活性的影响

通过向添有外源Cr(Ⅵ)的土壤中施入一定量的粉碎稻草, 研究了稻草对土壤中铬的形态变化特征:包括Cr(Ⅵ)含量的变化、有效态铬含量的变化以及铬形态分布特征的影响. 实验结果表明, 施入稻草可以促进Cr(Ⅵ)的还原, 加快土壤中Cr(Ⅵ)和有效态铬含量的降低; 同时, 铬的形态分析表明, 施入稻草的土壤水溶态和交换态铬含量比未施稻草的土壤低, 而沉淀态和有机结合态铬含量比未施稻草的土壤高. 实验还探讨了稻草对Cr(Ⅵ)污染土壤微生物活性的影响. 结果表明, 施入稻草的土壤呼吸强度和微生物数量都比未施稻草的土壤高, 增施稻草对缓解Cr(Ⅵ)对土壤微生物的抑制作用有一定的效果.     

两种重金属元素在菜园土中的吸附与解吸特性研究

通过对2种重金属元素(Cu、Zn)在菜园土中的吸附与解吸特性的比较研究,结果表明:土壤对铜的吸附能力大于锌,由Langmuir方程计算得到的Cu、Zn的最大吸附量(Xm)分别为1667 mg/kg、1112 mg/kg:土壤吸附态铜、锌的量与其解吸量之间呈现出显著的线性相关,土壤吸附态锌的解吸收率可达8.1%~17.8%,而土壤吸附态铜的最大解吸率小于5%,可见,土壤对铜的固定能力强于锌。     

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％。     

烯啶虫胺在热带土壤中吸附解吸特征研究

为了解烯啶虫胺在热带地区风化程度较高的酸性土壤中的环境行为,根据叶化学农药环境安全评价试 验准则曳中土壤吸附试验规定,采用振荡平衡法,研究了烯啶虫胺在3 种不同热带土壤上的吸附特性。结果表明,烯 啶虫胺在3 种热带土壤上的吸附过程能用Freundlich 方程和Langmuir 方程进行较好的拟合,且吸附行为存在较大 的差异,其Kf值分别为水稻土1.530 L/kg,铁质湿润雏形土3.153 L/kg,暗红湿润铁铝土2.724 L/kg。烯啶虫胺在3 种 热带土壤上的吸附属于难吸附等级,解吸较为容易,易在热带土壤中移动,在施用的过程中容易造成地下水污染。此 外,烯啶虫胺在3 种热带土壤上的吸附主要是分配作用,且吸附自由能驻G 均小于40 kJ/mol,属于物理吸附过程。     

有机酸对芘在土壤中的吸附影响研究

有机酸影响有机污染物在土壤中的吸附。通过等温吸附试验,研究了富里酸和柠檬酸对不同有机质含量和组分的土壤吸附芘的影响。试验结果表明,加柠檬酸后,原土土样、去除软碳的H_2O_2处理土样和不含有机质的灼烧土样的吸附Kd值分别下降了16.42%、31.29%、30.47%;加富里酸后,原土土样、H_2O_2处理土样、灼烧土样的吸附Kd值分别下降了79.09%、47.77%、46.00%;不加酸时,H_2O_2处理土样和灼烧土样的吸附Kd值相比原土土样分别下降了73.35%和88.21%。柠檬酸和富里酸对土壤吸附芘的影响不同,柠檬酸在低浓度时促进土壤对芘的吸附,在高浓度时抑制土壤对芘的吸附;富里酸在不同浓度都抑制土壤对芘的吸附,且随着浓度升高,抑制作用越强。另外,有机质含量高或含软碳组分的土壤,富里酸抑制作用强,有机质含量低或只含硬碳或矿物质的土壤,柠檬酸抑制作用强。     

生物炭对噻虫胺在土壤中吸附和降解的影响

为探究由不同热解温度和原材料制备的生物炭对噻虫胺在黑土中吸附和降解的影响,以玉米秸秆和猪粪为原材料,分别在300、500℃和700℃下限氧热解制备了六种生物炭,并将其添加到黑土中,研究生物炭对土壤理化性质与噻虫胺在土壤中吸附-降解的影响。结果表明:添加生物炭可显著提高土壤的pH、有效态磷和有机碳含量,降低土壤的H/C。噻虫胺在土壤及生物炭-土壤混合体系中的吸附过程符合Freundlich模型。添加生物炭显著提高了土壤对噻虫胺的吸附,且吸附量随生物炭热解温度的升高而增大。不同热解温度的生物炭对噻虫胺在土壤中降解的影响不同。高温生物炭-土壤混合体系的强吸附能力降低了噻虫胺被微生物降解的速率,但噻虫胺在低温生物炭-土壤混合体系中具有相对较高的微生物降解速率。因此,在利用生物炭修复农药污染土壤时应该充分考虑生物炭的类型和性质。     

小麦对土壤铬富集和转运的品种差异性研究

为了筛选铬(Cr)的低累积小麦品种从而为农产品安全生产提供依据,本文通过生物试验研究了小麦对土壤Cr富集和转运的品种差异性。设置0(CK)、5.6 mg·kg^-1(T1)和10.0 mg·kg^-1(T2)3个浓度的Cr(Ⅵ)处理,采用温室盆栽试验研究山东潮土和江西红壤中12个品种的小麦对土壤Cr的富集和转运规律。结果表明:在Cr(Ⅵ)处理浓度相同的情况下,同一品种小麦秸秆和籽粒Cr含量在两种土壤之间存在显著差异(P<0.05),山东潮土中的小麦籽粒Cr含量是江西红壤中的1.07~2.50倍。山东潮土中,不同品种小麦秸秆Cr含量在T1和T2处理下均无显著差异,籽粒Cr含量在T2处理下除轮选988和百农AK58外,其他品种间均有显著差异(P<0.05);江西红壤中,小麦秸秆Cr含量仅在扬麦20和轮选988中有显著差异(P<0.05),籽粒Cr含量在不同品种间无显著差异。T1和T2处理下,山东潮土和江西红壤中12个品种小麦的生物富集系数(小麦Cr含量与土壤有效态Cr浓度的比值)分别为0.19~1.38和0.18~2.08,Cr从秸秆到籽粒的转运系数(TF)分别为0.14~0.61和0.04~0.49。研究发现,小麦籽粒Cr含量和TF值呈显著正相关(P<0.05),土壤性质对小麦籽粒Cr含量影响的贡献率最大(P<0.001),山东潮土中有效态Cr浓度更高,对小麦的生物有效性更大。研究结果表明,山农17是Cr的低累积小麦品种,百农AK58是Cr的高累积小麦品种。     

增效剂影响土壤吸附乙草胺的研究

利用高粱芽培法,研究了增效剂对乙草胺(Acetochlor)在土壤中吸附性影响。结果表明,乙草胺的吸附性随土壤温度和土壤含水量的升高而减弱。阴离子表面活性剂、油类、Q7三类增效剂能显著降低乙草胺的吸附量,可减少1~1.5mg·kg-1的吸附量。     

微波消解-原子吸收分光光度法联合测定 茶园土壤中铜、铬的优化研究

为了调查皖东南地区红壤中铜、铬元素,检测茶园土壤施用畜禽粪便有机肥是否受到污染,建立了微波消解联合原子吸收分光光度的方法,用于准确、快速测定茶园土壤中铜、铬的含量.在微波消解过程中,采用硝酸、盐酸、氢氟酸和高氯酸为氧化剂,应用正交法优化其用量,优化结果为硝酸4mL、盐酸3mL、氢氟酸2mL、高氯酸0.5 mL.火焰及石墨炉原子吸收法分别以铜、铬标准溶液为对象,优化仪器测定主要参数,火焰法优化结果为:测定波长324.75 nm,狭缝宽度0.7mm、空气-乙炔比为7.5∶2.5、灯电流6mA、观测高度0mm.石墨炉法的结果为:灰化温度为1 200℃,维持时间为20s;原子化温度为2 250℃,维持时间为4s.以优化的方法测定质控样品,并进行加标回收验证,确定该方法测定红壤中铜、铬的稳定性好,准确度高.将建立的方法应用到郎溪县茶园土壤中铜、铬调查时,能准确表征其含量水平.     

腐殖酸对石灰（岩）土中铅形态和分布的影响

通过室内土壤培养试验,探讨不同用量腐殖酸对石灰（岩）土中铅各形态的影响。结果表明院腐殖酸各处 理均能降低石灰（岩）土中交换态和残渣态Pb 含量,而有机结合态、铁锰氧化物结合态及碳酸盐结合态Pb 含量则增 加;施用腐殖酸降低了石灰（岩）土中Pb 的活性,且影响程度随腐殖酸施用量的增加而增大;腐殖酸对石灰（岩）土中 Pb 各形态含量在培养0耀36 d期间变化较明显,培养36 d后基本趋于平稳;随腐殖酸在石灰（岩）土中施用量的加 大,以铁锰氧化物结合态Pb 和有机结合态Pb 与之的相关性最明显,交换态Pb 和残渣态Pb 的分配比率随腐殖酸施 用量的增大而下降,碳酸盐结合态Pb、铁锰氧化物及有机结合态Pb 的分配比率则随腐殖酸施用量的增大而增大,说 明腐殖酸具有能暂时固定石灰（岩）土中重金属Pb 的功能。     

土壤外源铬的作物毒性响应及富集差异研究

为了研究土壤外源铬（Cr）对不同作物毒性和有效性的差异,本研究选用生菜、小麦和玉米作为受试植物,分别采用K₂CrO₄溶液和某化工厂Cr污染土壤作为土壤外源Cr污染来源开展了作物根伸长实验和田间试验。结果表明：两种外源Cr处理土壤中,小麦根伸长的EC₁₀和EC₅₀值（10%和50%效应浓度）分别为生菜相应值的2.22~2.35倍和1.45~1.87倍,说明生菜对土壤Cr污染更为敏感。外源添加化工厂Cr污染土壤的处理中EC₁₀值大约为外源添加K₂CrO₄处理土壤中的14~15倍,而对于EC₅₀值该倍数为4~5倍。田间试验中,与对照处理相比,两种外源Cr处理均显著增加了土壤中乙二胺四乙酸提取态Cr（EDTA-Cr）含量。生菜-小麦-玉米轮作过程中,在生菜种植的3个月内,土壤中EDTA-Cr含量下降迅速,不同外源Cr处理中下降了75.2%~89.4%。在小麦和玉米种植期间,EDTA-Cr含量下降速率变慢,到玉米收获后EDTA-Cr含量共下降了89.0%~94.9%,并且外源添加K₂CrO₄处理的土壤中EDTA-Cr含量的下降速率高于添加化工厂Cr污染土壤的处理。三种作物可食用部分Cr含量均低于国家食品安全标准,但生菜对Cr的富集显著大于小麦和玉米的。