河口湿地沉积物中腐殖酸含量对外源重金属分布的影响研究

通过向不同腐殖酸含量的河口湿地沉积物添加人工配制的重金属污染海水,测定污染后沉积物的重金属总量与形态分布,以研究不同腐殖酸含量条件下外源重金属在水-沉积物系统中的转化。结果表明,腐殖酸含量对重金属在沉积物中的吸收量和形态组成有较大的影响,尤其对酸可提取态与可还原态。但是不同重金属之间有一定差别,腐殖酸含量对Cu,Pb的作用较明显,而对Zn,Cd的影响较小。此外,由于河口湿地沉积物处于较高盐度的环境,海水中的离子浓度影响有机质与金属的络合反应,因此与土壤相比,河口湿地沉积物中腐殖酸含量对重金属的生物有效性的影响有所不同。     

诺氟沙星在胡敏酸上的吸附热力学与动力学特征研究

根据OECD Guideline106批平衡实验,研究了诺氟沙星在胡敏酸上的吸附热力学和动力学,并探讨了其可能吸附机理。结果表明,诺氟沙星在经过约12h的快速吸附阶段后,进入缓慢吸附阶段,其吸附平衡时间为48h。伪二级动力学方程能够较好地描述不同pH条件下诺氟沙星在胡敏酸上的吸附动力学特性。诺氟沙星在胡敏酸上的吸附等温线符合Freundlich方程,该方程的拟合系数1/n〈0.5,表明诺氟沙星在胡敏酸上为非线性吸附。ΔH0=-48.85kJ·mol-1和ΔG0〈0,表明诺氟沙星在胡敏酸上的吸附是自发进行的放热过程,且离子交换是其主要吸附机理,同时也可能存在着偶极间作用力、氢键力和电荷转移等吸附机理;ΔS0〈0表明吸附过程中熵在减小。吸附位点的能量随着吸附量的增大而降低,也表明胡敏酸的异质性和吸附的非线性。     

重金属影响下有机物料分解与转化的研究

通过室内培养实验，初步研究了重金属Cd、Pb影响下。猪粪和玉米秸秆在土壤中的分解与转化规律。结果表明；添加重金属后。有机物料的分解与转化和有机物料种类、用量以及重金属类型有关。一般来看，与不添加重金属的非污染土相比。有机物料低用量（1％用量）条件下。单加Cd有抑制其分解的趋势，单加Pb则有促进其分解的趋势．同时加Cd、Pb也有抑制其分解的趋势；而高用量（5％用量）条件下，无论单加还是同时加Cd、Pb都有抑制其分解的趋势。有机物料低用量时更有利于胡敏酸（HA）形成，而高用量时则更有利于富里酸（FA）形成。有机物料低用量使HA、FA的分子结构都变得复杂化。从环境保护和提高经济效益两方面综合考虑，重金属污染土壤中有机物料施用量不宜过高。     

不同腐殖酸组分对湖泊沉积物中重金属释放的影响

腐殖酸作为湖泊沉积物中有机质的主要成分．对重金属具有强烈的富集能力，从而影响湖泊沉积物中重金属向水中的释放。本文深入探讨了腐殖酸的不同组分对沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd向水中释放的影响。结果表明：腐殖酸的添加使沉积物中重金属的释放置明显受到影响。Cu、Zn、Pb、CA4种重金属随着胡敏酸和富里酸的添加．释放量逐渐增加，并且两种腐殖酸的用量越大．重金属的释放量越大。向沉积物中加入同等量的胡敏酸、富里酸，两种腐殖酸对重金属释放的促进作用胡敏酸〉富里酸。向沉积物中加入不同用量的富里酸FA，沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd的释放率分别为73％～80％，18．5％～22％，7．5％～10％．97％～99％；而在相同条件下，向沉积物中加入不同用量的胡敏酸HA，对以上4种重金属的释放率分别为66．5％～72％，15．5％～19．5％．6％～8．5％，96％～98．5％。在腐殖酸用量相同的情况下，溶液的pH对沉积物中重金属的释放也会产生影响。即随着pH值上升．释放量逐渐减少。当pH=8时，释放量基本上已不再发生变化，说明此时沉积物中的重金属基本上与腐殖酸的羧基反应完毕。     

酸雨地区蔬菜对重金属的吸收及重金属健康风险基准的估算

通过盆栽实验,以小白菜(上海青)、大白菜和萝卜为指示作物,研究了酸雨作用下Cu,Zn,Pb,Cd,Cr和Ni复合污染物在土壤-作物系统中的吸收与富集情况。结果表明,酸雨-重金属复合污染处理使Cu,Pb,Cr和Ni在蔬菜中积累量明显高于对照处理;Zn和Cd一般只有在复合污染处理中外源Zn或Cd含量较高时才明显高于对照处理。与对照相比,酸雨-重金属复合污染处理使Pb和Ni的富集系数增大,Cu的富集系数多数情况下增大,Cd的富集系数多数情况下减小,Zn和Cr富集系数的变化在不同蔬菜之间存在较明显的差异;重金属在不同蔬菜中的富集系数一般表现为萝卜>上海青>大白菜,蔬菜中不同重金属富集系数一般表现为Zn>Cd>Ni>Cu>Pb>Cr。酸雨-重金属复合污染条件下蔬菜中重金属积累量与其在土壤中总量之间的相关性均达到显著或极显著水平。以大宗蔬菜上海青、大白菜和萝卜为指示作物对酸雨地区蔬菜地中重金属的健康风险基准进行了估算,这对开展酸雨地区土壤重金属环境容量评价、重金属污染修复目标及地方性土壤环境质量标准的制订提供了参考依据。     

基于污染损失率法的土壤重金属污染评价及经济损失估算

半定量或定量估算土壤污染造成的经济损失,对开展土壤环境质量评价工作具有重要意义。以长三角典型区张家港市蔬菜地为例,在分析蔬菜地土壤中Cd、As、Cr和Cu4种重金属含量及其变化趋势的基础上,以该地区土壤重金属的基线值为基准,运用污染损失率法,初步估算了重金属污染损失率（重金属污染对土壤的损害程度,%）和土壤进行蔬菜种植利用时的重金属污染经济损失量（万元·a^-1）,并预测了未来10a和20a重金属污染经济损失量。结果表明,张家港市蔬菜地各单项重金属污染损失率在1.00%-1.67%之间,综合重金属污染损失率为5.02%,土壤重金属污染总体较轻,污染等级整体为Ⅱ级,属于尚清洁水平。但如果按照目前重金属积累的趋势发展下去,随着蔬菜种植年限的增加和种植面积的扩大,综合重金属污染损失率将呈不断增加的趋势,导致重金属污染经济损失量不断增加,2009年重金属污染经济损失量约为1998万元·a^-1,2029年将增加到5532万元·a^-1。因此,需要对蔬菜生产系统中重金属的来源进行有效控制,以降低土壤重金属的积累,减少由此带来的经济损失。     

盐分胁迫下控释尿素配施腐植酸对棉花幼苗生长和抗氧化系统的影响

为探究盐分胁迫下,控释尿素配施腐植酸对棉花幼苗生长特性和植株体内抗氧化系统的影响,以滨海盐化潮土(全盐含量4.5 g/kg)为供试土壤,设置普通尿素、控释尿素、普通尿素+腐植酸、控释尿素+腐植酸4个施肥处理,以不施氮肥处理为对照进行棉花盆栽试验,测定棉花植株生物产量、叶片叶绿素含量、叶片及根系抗氧化酶(SOD、POD、...     

金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质微界面上的吸附机理和模型研究进展

铁(氢)氧化物和腐殖质是广泛分布在土壤中的重要天然活性物质,因其具有较大的比表面积并且铁(氢)氧化物表面的-OH与腐殖质表面的-COOH、-OH等活性官能团可通过静电作用、配体交换等多种机制对重金属离子产生较强吸附,从而影响重金属离子在环境中的迁移、转化和生物效应。深入了解重金属离子在铁(氢)氧化物-腐殖质复合体微界面相互作用的分子机理,对于阐明重金属离子在环境中的迁移、转化过程具有重要意义。本文综述了金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质上吸附机理和模型的研究进展,为重金属污染土壤的风险评估和控制提供理论依据。     

Clay dispersion and its relation to surface charge in a paddy soil of the Red River Delta,Vietnam

Dispersion is an important issue for clay leaching in soils. In paddy soils of the Red River Delta (RRD), flooding with fresh water and relatively high leaching rates can accelerate dispersion and the translocation of clay. For the clay fraction of the puddled horizon of a typical paddy soil of the RRD, the effect of various cations and anions as well as humic acid (HA) at different pH values on the surface charge (SC) were quantified and the dispersion properties were determined in test tubes and described by the C₅₀ value. In the <2 µm fraction, dominated by illite, the proportion of 2:1 vs. 1:1 clay minerals is 5:1. The organic‐C content of the clay fraction is 2.2%. Surface charge was found to be highly pH‐dependent. At pH 8 values of –32 and at pH 1 of –8 mmol_c kg^–1 were obtained. Complete dispersion was observed at pH > 4, where SC is > –18 mmol_c kg^–1. The flocculation efficiency of Ca strongly depends on the pH. At pH 4, the C₅₀ value is 0.33, 0.66 at pH 5, and 0.90 mmol L^–1 at pH 6. At pH 6, close to realistic conditions of paddy soils, the effect of divalent cations on the SC and flocculation decreases in the order: Pb > Cu > Cd > Fe^II > Zn > Ca > Mn^II > Mg; Fe^II was found to have a slightly stronger effect on flocculation than Ca. An increase in concentrations of Ca, Mn^II, and Mg from 0 to 1 mmol L^–1 resulted in a change in SC from –25 to approx. –15 mmol_c kg^–1. In comparison, the divalent heavy‐metal cations Pb, Cu, Cd, and Zn were found to neutralize the SC more effectively. At a Pb concentration of 1 mmol L^–1, the SC is –2 mmol_c kg^–1. From pH 3 to 5, the dispersion of the clay fraction is facilitated rather by SO than by Cl^–, which can be explained by the higher affinity of SO to the positively charged sites. With an increase of the amount of HA added, the SC continuously shifts to more negative values, and higher concentrations of cations are needed for flocculation. At pH 3, where flocculation is usually observed, the presence of HA at a concentration of 40 mg L^–1 resulted in a dispersion of the clay fraction. While high anion concentrations and the presence of HA counteract flocculation by making the SC more negative, Fe^II and Ca (C₅₀ at pH 6 = 0.8 and 0.9 mmol L^–1, respectively) are the main factors for the flocculation of the clay fraction. For Fe^II and Ca, the most common cations in soil solution, the C₅₀ values were found to be relatively close together at pH 4, 5, and 6, respectively. Depending on the specific mineralogical composition of the clay fraction, SC is a suitable measure for the determination of dispersion properties and for the development of methods to keep clay particles in the soil in the flocculated state.     

模拟酸雨条件下生物炭对污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响

通过土柱淋溶装置,研究模拟酸雨条件下生物炭不同施用量(0,1%,2%和5%)对复合污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响。结果表明,淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量均随生物炭施用量的增加而增加。生物炭施用不同程度地增加淋滤液中Cd、Cu和Zn的含量,相较于不施生物炭,1%,2%和5%生物炭施用量下Cd、Cu和Zn的累计淋失量分别提高28.3%~298.3%,25.3%~187.0%和27.5%~217.6%。不同处理间Pb的淋失总量无显著差异。生物炭的施用能使淋溶后土壤pH值提高0.03~0.09个单位,有效态Cd、Cu、Zn和Pb含量分别下降0.9%~6.5%,23.3%~30.6%,15.2%~24.2%和24.8%~31.8%。综合而言,酸雨作用下尽管生物炭能增加林地土壤中重金属的淋失量,但考虑到其淋失量远小于土壤中有效态重金属的减少量,生物炭仍可作为修复污染林地土壤的一种备选材料。