HGMS技术与NaOH溶液浓缩土壤铁锰氧化物的效果比较

以我国中南地区几种土壤和土壤锰结核为材料，比较了高梯度磁分选仪与５ｍｏｌ．ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液对土壤铁锰氧化物的浓缩效果。结果表明：（１）以１：１型高岭石为主的土样，经５ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液处理后，其氧化铁浓缩倍数高于ＨＧＭＳ处理后的样品，以２：１型层状酸盐矿物为主的土壤浓缩倍数则相反。（２）ＨＧＭＳ处理浓缩土样锰结核中的锰氧化物，其浓缩倍数比５ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液处理的低；但前者     

土壤铁矿物的生物-非生物转化过程及其界面重金属反应机制的研究进展

铁矿物作为土壤的重要组成成分,一般可通过吸附、络合和共沉淀等方式影响重金属的生物有效性和毒性.此外,土壤中有机物的存在会影响铁矿物的转化,导致转化产物的结构和表面特性发生改变,进一步影响重金属的环境行为.本文从铁矿物、有机质和重金属等要素入手,综述了反应pH、温度、亚铁和微生物等因素影响下土壤铁矿物非生物和生物转化过程...     

淹水还原条件下土壤铁氧化物对镉活性制约机理的研究进展

土壤Cd污染一直是环境污染研究领域的热点.近年来,国内外许多专家学者对淹水土壤中Cd的消长及其制约机理进行了不懈的研究,得到的却是不同甚至完全相反的结论.本文首先概述了淹水土壤中铁氧化物还原溶解与沉淀的研究进展,之后在此基础上综述了近年来国内外有关淹水土壤中铁氧化物的化学行为对Cd活性的影响,详细论述了Cd活性降低和升高的可能机理,进而提出了急需解决的重要问题和未来的发展方向.     

铁氧化物固定土壤重金属的研究进展

铁氧化物及其前体在重金属污染土壤的原位修复方面已得到广泛应用,它既可单独使用亦可与其他钝化剂联用.尽管应用铁氧化物修复重金属污染土壤取得了部分成功,但对长期、大规模应用的效果及其稳定性等,目前尚缺乏统一的认识.在对铁氧化物修复重金属污染土壤研究结果进行归纳总结的基础上,探讨了植物和微生物对铁氧化物稳定砷效果的影响,旨在...     

有机磷与土壤矿物相互作用及其环境效应研究进展

土壤有机磷是土壤环境中重要的磷组分,其在环境中的界面反应影响着磷素的迁移、转化、生物有效性以及环境行为。本文主要总结了土壤中典型有机磷在矿物表面的吸附-解吸、溶解-沉淀等反应特性和微观机制,以及有机磷-矿物相互作用对有机磷形态、金属离子界面反应行为,以及矿物胶体化学稳定性与溶解转化的影响等环境效应。土壤有机磷可含多个磷酸基团,相对分子质量大,电荷密度高,通过界面反应与环境矿物发生强烈的相互作用,并影响矿物的电荷性质、共存金属离子的吸附特性、以及胶体化学稳定性。有机磷界面反应特性和机制受矿物类型和结晶度、有机磷相对分子质量、pH、温度和共存离子等因素的影响。有机磷在矿物表面的吸附密度一般随着体系pH、矿物结晶度和有机磷相对分子质量的升高而降低。有机磷一般可在矿物表面形成内圈络合物,某些情况下还存在氢键作用,甚至转化形成表面沉淀。有机磷和金属离子在矿物表面的吸附一般存在协同效应(尤其是在低pH条件下),即金属离子促进了有机磷的吸附,有机磷也促进金属离子的固定;吸附机制因反应体系而异,主要包括形成三元表面络合物和表面沉淀等,多数时候存在多种机制的共同作用。最后讨论了环境中有机磷与矿物相互作用的主要研究热点和方向。     

土壤微生物铁循环及其环境意义

铁是土壤中重要的高活性高丰度元素。铁的生物地球化学循环包括铁还原与亚铁氧化两个过程,需要微生物提供基本驱动力,已经成为陆地表层系统研究的国际热点。铁循环控制着土壤有机物矿化、反硝化、甲烷产生、重金属固定等环境过程,是连结土壤养分循环与污染物转化的纽带。从生物地球化学循环的角度,综述了微生物作用下的铁还原、亚铁氧化过程及其主要微生物类群,重点论述了厌氧条件铁还原与亚铁氧化的环境效应及其地球化学机理,以及铁还原与亚铁氧化两个过程的协调及其调控因子。本文将有助于深入理解地球表层的关键环境过程与驱动机制。     

纳米零价铁复合材料对污染土壤修复的最新进展

土壤污染严重威胁农产品的安全和人类健康。近几年来纳米零价铁(nZVI)复合材料由于环境友好、易于制备、价格低廉、优异化学活性等特点广泛地应用于污染土壤修复,但是对土壤中不同污染类型修复的调研较少。综述主要调研nZVI复合材料修复污染土壤中重金属、有机污染物和石油有机物的最新进展。重点评述nZVI复合材料的不同性质对污染土壤中各种污染物修复效果的影响,最后对nZVI铁复合材料修复污染土壤得出结论并对未来方向进行展望。该综述为更好地应用nZVI复合材料对污染土壤的修复提供理论依据和     

铁氧化物影响土壤硝化作用动力学的作用机制

为探究铁氧化物对土壤硝化动力学的影响,以全铁含量低的酸性潮土(pH4.9)和中性潮土(pH7.2)为研究对象,通过7d的室内恒温(28℃)培养,研究了不同pH土壤在添加0(对照),0.5%,1%,3%,5%,10%(重量比)铁氧化物后的硝化动力学过程。结果表明:铁氧化物加入量超过3%,则改变中性潮土的硝化动力学过程由一级变为零级模型。不同含量铁氧化物加入后,酸性潮土的硝化过程均符合一级动力学模型。加铁处理的酸性潮土,其净矿化速率均显著高于不加铁处理。加铁量为10%处理的净矿化速率为4.12mg/(kg·d),是不加铁处理的7.82倍。随着铁氧化物加入量的增加,酸性潮土净硝化速率显著升高而中性潮土净硝化速率却显著下降。酸性潮土中铁氧化物加入量超过3%的处理,其净硝化速率极显著高于加铁量小于3%的处理。总之,铁氧化物的加入显著促进酸性潮土的净硝化速率,对中性潮土的净硝化速率却有显著抑制作用,并且加入量越大对2种土壤的作用效果越显著。3%的铁氧化物加入量是显著影响酸性潮土和中性潮土硝化作用的临界值。     

土壤铁氧化物与腐殖质的交叉染色效应研究

土壤颜色是土壤分类、气候重建和环境遥感的重要指标。铁氧化物和腐殖质是土壤的两大致色组分,主导了土壤可见光波段的光谱响应特征。基于土壤中铁氧化物和腐殖质交叉致色效应不明确的问题,以高岭石(Kao)为基底,选取典型铁氧化物赤铁矿(Hm)和针铁矿(Gt)以及典型腐殖酸胡敏酸(Ha)和富里酸(Fa),基于高分辨率漫反射光谱方法(DRS),系统探讨了不同含量单一致色组分的光谱特征、颜色指数及其二元交叉干扰效应。结果表明,就单一组分的致色效应而言,红色Hm强于黄色Gt,黑色Ha强于棕色Fa;腐殖质加入对铁氧化物致色有明显影响,通常会使可见光波段平均反射率、明度(V)和彩度(C)降低,色调(H)偏黄,但Hm抗干扰能力大于Gt。Lab颜色系统的a^*、b^*以及DRS的红度(Red%)与黄度(Yellow%)对Hm和Gt含量变化敏感,可作为土壤铁氧化物定量反演的指标,但Ha的加入可导致Hm和Gt估值偏低,Fa对估值的影响较小,干扰形式与Hm和Gt的含量范围有关。基于此,本文给出不同腐殖酸含量条件下土壤Hm和Gt的估算公式,为理解土壤的颜色变化及铁氧化物定量提供重...     

生物质炭修复重金属及有机物污染土壤的研究进展

生物质炭是生物质原料在完全或部分缺氧条件下高温热解后的固体产物,它具有丰富的孔隙结构和较高的碳含量。该物质具有巨大的表面积和较强的阳离子交换能力等特殊性质,对受污染土壤中的重金属和有机物都具有很强的吸附能力,有效地降低这些污染物的生物有效性和在环境中的迁移,对改善土壤环境具有重大意义。近年来我国土壤污染严重,利用生物质炭修复受污染土壤的技术得到了广泛的关注。本文简述了生物质炭修复土壤污染的基本原理,探讨了与其他修复方法相比存在的优势,阐述了国内外近年来利用生物质炭修复污染土壤的研究进展,最后展望了今后需要进一步研究的领域。     

土壤重金属—有机物复合污染环境效应与修复技术研究进展

重金属-有机物复合污染已是土壤污染的一种普遍形式,其环境危害和治理难度远大于单一污染土壤,因此,重金属-有机物复合污染土壤修复治理是我国环保领域亟需解决的现实难题。基于此,本文首先介绍了重金属与有机污染物在土壤中的复合污染现状；其次,分析了土壤中重金属与有机污染物的交互作用及其环境效应；然后从物化修复、生物修复和联合修复这3方面,综述了不同技术手段对重金属-有机物复合污染土壤修复的研究进展；最后提出了重金属-有机物复合污染土壤修复研究的发展方向。     

水稻土中砷的环境化学行为及铁对砷形态影响研究进展

在水淹缺氧环境下,界面微环境中水稻土铁矿物的还原以及根表铁膜的生成是引起砷释放还原和促进砷被吸附的过程,识别铁对砷的作用机制是有效降低水稻对土壤砷吸收的方法。本文综述了水稻土中铁对砷的作用机制的国内外研究现状,并从水稻通气组织、土壤溶液氧化还原电位、铁矿物类型、有机质和阴离子种类等5个方面讨论水稻土中铁对砷的化学行为的影响,并展望了今后的研究方向,以期为水稻土砷污染防治及抑制水稻对砷的吸收提供参考。     

湖北贝母种植土壤和药材中有机农药及重金属残留分析

对湖北贝母种植基地土壤及药材中有机农药与重金属含量进行了测定。研究结果表明,土壤中重金属和有机农药的单项污染指数P<1,污染分担率排序为:铅(35.83%)>砷(19.26%)>汞(16.06%)>铬(15.23%)>镉(5.39%)>铜(3.66%)>滴滴涕(2.28%)>六六六(2.10%),综合污染指数P综=0.29<0.7,属安全级,为清洁水平,符合国家标准。湖北贝母药材中重金属和有机农药含量均低于绿色行业标准,有机农药富集能力较强,药材中重金属砷、铅、铬和有机农药残留滴滴涕的含量与土壤中含量显著相关,相关系数分别为0.924、0.852、0.90和0.843。     

畜禽粪中重金属环境行为研究进展

随着畜禽养殖业向集约化、规模化发展,饲料添加剂被大量使用,畜禽粪中重金属问题日益严重.本文综述了国内外畜禽粪中重金属污染状况、施用后对土-水-生物系统的影响、堆肥过程中重金属的迁移分配以及减少重金属污染的控制措施,为有机食品发展和养殖业废弃物安全利用提供参考.     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质,而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视.本文系统综述了水稻土重金属污染的来源,重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响,并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向,指出:①加强水稻–重金属–微生物三者相互作用、相...     

Interaction of Different Iron Chelates with an Alkaline and Calcareous Soil: A Complementary Methodology to Evaluate the Performance of Iron Compounds in the Correction of Iron Chlorosis

Abstract

A great number of studies have shown that the stability of iron chelates as a function of pH is not the unique parameter that must be considered in order to evaluate the potential effectiveness of Fe‐chelates to correct iron chlorosis in plants cultivated in alkaline and calcareous soils. In fact, other factors, such as soil sorption on soil components or the competition among Fe and other metallic cations for the chelating agent in soil solution, have a considerable influence on the capacity of iron chelates to maintain iron in soil solution available to plants. In this context, the aim of this work is to study the variation in concentration of the main iron chelates employed by farmers under field conditions—Fe‐EDDHA (HA), Fe‐EDDHMA (MA), Fe‐EDDHSA (SA), Fe‐EDDCHA (CA), Fe‐EDTA (EDTA), and Fe‐DTPA (DTPA)—in the soil solution of a calcareous soil over time. To this end, soil incubations were carried out using a soil:Fe solution ratio corresponding to soil field capacity, at a temperature of 23°C. The soil used in the experiments was a calcareous soil with a very low organic matter content. The variation in concentration of Fe and Fe‐chelates in soil solution over time were obtained by measuring the evolution in soil solution of both the concentration of total Fe (measured by AAS), and the concentration of the ortho‐ortho isomers for Fe‐EDDHA and analogs or chelated Fe for Fe‐EDTA and Fe‐DTPA (measured by HPLC). The following chelate samples were used: a HA standard prepared in the laboratory and samples of HA, MA, SA, CA, Fe‐EDTA, and Fe‐DTPA obtained from commercial formulations present in the market. The percentage of iron chelated as ortho‐ortho isomers for HAs was: HA standard (100%); HA (51.78%); MA (60.06%); SA (22.50%); and CA (27.28%). In the case of Fe‐EDTA and Fe‐DTPA the percentages of chelated iron were 96.09 and 99.12, respectively. Results show that it is possible to classify the potential effectiveness of the different types of iron chelates used in our experiments as a function of two practical approaches: (i) considering the variation of total iron in soil solution over time, MA is the best performing product, followed by HA, CA, SA, DTPA, EDTA, and ferrous sulfate in the order listed and (ii) considering the capacity of the different iron chelates to maintain the fraction of chelated iron (ortho‐ortho isomers for HA, MA, SA, and CA and total chelated iron for EDTA and DTPA) in soil solution, the order is: SA > CA > HA > MA > EDTA ≈ DTPA. This result, that is related to the nature of the chelate and does not depend on the degree of chelated Fe in the products, indicates that SA and CA might be very efficient products to correct iron chlorosis. Finally, our results also indicate the suitability of this soil incubation methodology to evaluate the potential efficiency of iron compounds to correct iron chlorosis.     

Soil and Plant Testing for Iron: An Appraisal

Iron (Fe) deficiency chlorosis in crops is common in high-pH calcareous soils. Soil and plant testing is routinely used for diagnosing iron (Fe) deficiency chlorosis in crops, with mixed results. This article presents an overview of the factors that influence soil and plant tissue testing results. It is clear that soil tests for Fe are dominantly influenced by soil pH, bicarbonate, and moisture regime rather soil test result per se. This is because the solubility of Fe is more regulated by soil pH and moisture regime. Plant tissue testing for Fe can complement the results of soil testing for Fe. But at times, especially in calcareous soils, total Fe in plant tissue is not related to Fe deficiency, but metabolically active Fe is better at diagnosing the occurrence of the disorder. A combined use of soil and plant tissue testing seems more helpful in diagnosing Fe deficiency chlorosis disorder in crops.     

还原态蒙脱石结构Fe（Ⅱ）催化水铁矿转化特性及影响因素

还原条件下土壤中Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化在调控营养元素和污染物的生物地球化学过程中具有重要作用。然而,作为土壤中Fe(Ⅱ)存在的主要形态之一,蒙脱石结构中Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化的特性及其影响因素目前尚不清楚。以化学还原的蒙脱石为研究对象,探究还原态蒙脱石(rSWy-2)结构中Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化的特性及其影响因素。结果表明,贫铁的蒙脱石结构中Fe(Ⅱ)可催化水铁矿向纤铁矿转化,反应96 h后水铁矿转化量达到83.3%。X射线衍射(XRD)、高分辨透射(HRTEM)、球差电镜(STEM)和表面吸附态Fe(Ⅱ)含量分析表明,rSWy-2结构Fe(Ⅱ)催化水铁矿转化主要经历矿物间固相吸附、电子传递和水铁矿转化三个阶段,形成的纤铁矿呈板状纳米片,尺寸大小为100～200 nm。溶液中Na+和Cl–离子对rSWy-2催化水铁矿转化影响较弱,而Ca²⁺、SO₄^2-、有机质和As(Ⅲ)均对水铁矿转化具有明显的抑制作用。