铜污染土壤修复的有机调控研究Ⅲ.EDTA和低分子量有机酸的效应

通过盆栽试验研究了EDTA和低分子量有机酸对土壤溶液性质、土壤铜形态变化和印度芥菜生长及铜吸收的影响。结果表明 ,施用pH6.3的EDTA溶液 ( 3mmolkg- 1 )显著地增加了土壤溶液铜 ,特别是难解离态铜的含量 ,其消长规律与土壤溶液TOC的变化相一致 ,也显著地增加土壤NH4NO3提取态和NH4OAc提取态铜量 ,但对芥菜生长没有显著影响。EDTA的加入显著地增加芥菜各组织铜浓度和铜吸收量 ,从而增加了芥菜的铜总吸收量 ,提高了植物修复效率。施用 3mmolkg- 1 pH6.3的草酸、柠檬酸或苹果酸对土壤铜含量及其形态分配和芥菜生长及铜吸收均无明显影响     

不同镉积累类型小麦根际土壤低分子量有机酸与镉的生物积累

采用土壤培养方法研究低镉积累小麦烟 86103和高镉积累小麦莱州 953不同生育期土壤低分子量有机酸含量与组成 ,及其与镉生物积累的关系。结果表明 ,不同镉积累类型小麦在高镉土壤中其根系镉含量差异不显著 ,但地上部镉浓度烟 86103显著低于莱州 953,而在低镉土壤中根系和地上部镉浓度烟 86 10 3均显著低于莱州 95 3。根际土壤有机酸 (柠檬酸、酒石酸、乙酸和丙酸 )含量及有机酸总量均为低镉品种烟 86103显著低于高镉品种莱州953。两个品种不同生育期有机酸含量均表现为柠檬酸 酒石酸 丙酸 乙酸 ,且各有机酸含量占有机酸总量的百分数表现稳定。小麦镉的生物积累与有机酸种类没有特异性关系 ,但与有机酸的总量有关。根际不同有机酸的水平对于土壤镉的复合或螯合溶解 ,在引起两品种地上部镉生物积累的差异方面起重要作用。     

集约经营下雷竹林土壤低分子量有机酸的初步研究

低分子量有机酸对养分循环与植物生长起着重要作用,雷竹具有发达的鞭根系统,因此了解其土壤中的有机酸状况显得尤为重要。本研究采集了雷竹主产区浙江省临安市太湖源镇不同种植年限的雷竹土样,通过高效液相色谱法对其中的低分子量有机酸进行初步的定性和定量分析。结果表明:雷竹林土壤中主要含有马来酸和丁二酸,并含有少量富马酸;随着雷竹种植年限的增加,土壤中有机酸总量有增加的趋势。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

低分子量有机酸对土壤中铝的化学行为的影响

本文从Al在土壤中的水解-沉淀、吸附-解吸、活化、迁移、降低毒性以及对含Al矿物的表面性质的影响等方面综述了低分子量有机酸对Al的化学行为的影响,并提出了今后需要进一步加强研究的一些方面。     

低分子量有机酸对土壤磷活化影响的研究

研究两种低分子量有机酸（柠檬酸和苹果酸）对土壤磷活化影响,并用修正的Hedley法测定土壤磷活化前后磷组分的变化。结果表明,低分子量有机酸能持续活化土壤磷,活化强度随低分子量有机酸浓度的增大而增强,并且柠檬酸活化土壤磷的能力强于苹果酸。低分子量有机酸能促进作物有效态无机磷组分（H2O-P和NaHCO3-Pi）的释放;同时还促进有机磷组分（NaHCO3-Po和NaOH-Po）的矿化。在低分子量有机酸浓度达到0.5 mmol/L以上时,其对土壤磷组分的活化量的顺序为:NaOH-Pi HCl-P NaHCO3-Pi H2O-P,即铁铝结合态磷 钙结合态磷 作物有效态磷。低分子量有机酸活化土壤磷的过程中伴有大量铁、铝释放,且铁或铝的释放量与磷活化量之间显著正相关（P0.05）。说明铁、铝结合态磷是低分子量有机酸活化土壤磷的主要磷源,并且其活化机制可能与铁、铝结合态磷的螯合溶解有关。     

低分子量有机酸对土壤有效磷及重金属释放影响的研究进展

农药化肥的过量施用、重金属矿产开发冶炼、污水灌溉等导致土壤磷素养分降低和重金属污染,对生态环境、粮食安全和人类健康带来一定的风险隐患。土壤低分子量有机酸是一类重要的土壤有机活性物质,在土壤质地、养分循环和重金属毒害等方面起重要作用,但低分子量有机酸对土壤磷素和重金属释放影响的研究尚没有系统归纳。本文结合国内外研究进展,综述了土壤低分子量有机酸的来源、浓度、功能及其影响因素,举例说明了低分子量有机酸种类、浓度等对土壤磷及重金属释放的影响。系统总结了低分子量有机酸对土壤磷活化及重金属释放的机制。低分子量有机酸与其他物质协同提升土壤磷素有效性和降低重金属污染,这些结果为土壤磷素有效性的提升和重金属污染土壤修复提供科学依据和技术支撑。     

土壤低分子量有机酸及其生态功能

本文综述了土壤低分子量有机酸的研究进展。它主要来源于动植物残体的分解、植物根系的分泌和微生物的合成,其组成复杂,主要包括脂肪族和芳香族两大类,含量一般为微摩尔至毫摩尔级。土壤低分子量有机酸具有重要的生态功能,如促进矿物溶解和成土作用;降低土壤根际环境pH;影响土壤微生物和酶的活性;促进根际环境养分转化,增加植物对P、Fe等营养元素的吸收;缓解Al离子对植物的毒害;影响重金属在土体中的迁移行为和在植物中的吸收量,以及具有重要的植物化感效应。文章最后提出了今后值得加强研究的方面。     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷吸附动力学的影响

根据植物在缺磷胁迫下,根系分泌的有机酸种类的数量,用流动法研究了柠檬酸、苹果酸、草酸和酒石酸对石灰性土壤磷吸附动力学的影响。结果表明：有机酸均能明显降低土壤对磷的吸附,不同有机酸降低磷吸附的能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸≥酒石酸。     

植物修复镉污染土壤的差异性研究

以茶花凤仙和百日草为供试植物,对不同镉浓度条件下两种植物的生物量、镉含量及其对镉的吸收、富集状况进行了研究.结果表明,不同程度镉浓度处理的土壤中生长的茶花凤仙和百日草对镉的吸收和富集特性不同,生物量随土壤镉浓度的升高而升高,但达到一定浓度时,生物量又随土壤镉浓度的升高而降低.茶花凤仙在低浓度区域,富集镉的能力要强于百日草,但是在高浓度区域时,茶花凤仙富集镉的效果却低于百日草的富集效果.本试验中所选的两种植物,百日草和茶花凤仙均没有达到超积累植物要求的标准.     

暗棕壤中低分子有机酸的吸附与生物降解研究

低分子有机酸在森林生态系统中普遍存在,在根际和多种成土过程中发挥重要作用,但有机酸发挥作用的能力和效率与其在土壤中的吸附与降解等行为关系密切。本文研究了草酸、柠檬酸和苹果酸等低分子有机酸在森林暗棕壤A1层和B层的吸附及生物降解行为,结果表明,低分子有机酸加入到暗棕壤后迅速被土壤固相颗粒所吸附,其中对草酸的吸附远强于柠檬酸和苹果酸,三种低分子有机酸在暗棕壤A1层的吸附率强于B层;草酸、柠檬酸和苹果酸加入到森林暗棕壤后还能迅速被微生物降解,其中对草酸的降解远低于柠檬酸和苹果酸,暗棕壤对草酸较强的吸附作用可能是其生物降解率较低的主要原因,且三种低分子有机酸在A1层暗棕壤中的生物降解率高于B层。     

红壤中低分子量有机酸的吸附特征

应用平衡法研究了红壤对草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附行为。结果表明:红壤对有机酸的吸附量随着有机酸平衡溶液浓度的增加而增加,有机酸种类不同,吸附量也不同。有机酸在红壤中的吸附行为均可以很好地用Langmuir、Freundlich和Temkim方程描述,其中以Langmuir方程的拟合效果最好。红壤对有机酸均具有较高的吸附率,在0.5～20mmolL-1初始浓度范围内,草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率最大分别可达89.2%、77.5%、67.4%和47.1%。红壤对柠檬酸、酒石酸和苹果酸的吸附率均随着有机酸初始浓度的增加先急剧下降(<5mmolL-1),之后缓慢下降至趋于平稳;草酸的吸附率则随着初始浓度的增加而增加,在3mmolL-1左右时达到最大,随后降低至趋于平稳。     

低分子有机酸对土壤中Pb形态的影响

为探讨螯合诱导修复技术的作用机制,研究2种低分子有机酸即柠檬酸和苹果酸对土壤中重金属Pb各形态的影响。结果表明,对于人工模拟不同污染程度的PbⅠ～PbⅣ土壤,随着柠檬酸和苹果酸添加浓度的升高,土壤中最具活性的可交换态Pb百分含量均有不同程度的提高,从而达到了活化重金属Pb的目的;Pb活化效果随柠檬酸浓度升高而升高,随苹果酸浓度升高呈先上升后基本不变趋势,当有机酸浓度为10,20 mmol/kg时,苹果酸和柠檬酸活化Pb效果分别达到最优;二者相比,柠檬酸活化Pb效果优于苹果酸的活化效果。     

模拟酸雨和几种低分子量有机酸淋溶对土壤交换性盐基的影响

采用原状土柱进行模拟淋溶实验,比较研究了模拟酸雨和几种低分子量有机酸对红壤交换性盐基的影响。结果表明:与去离子水对照相比,pH 3．5和pH 4．5模拟酸雨淋洗后,0-20 cm土层土壤交换性K 、Na 、 Ca2 和Mg2 含量增加了5．19％-14．65％,而这种增加主要发生在10-20 cm土层。100 μmol／L和10 mmol／L的柠檬酸、苹果酸和草酸淋洗后,0-20 cm土层土壤交换性K 、Na 、Ca2 和Mg2 含量与模拟酸雨淋洗后的结果相差不大,有的层次甚至还要稍低;而在20-50 cm土层则增加了10．42％-96.41％。有机酸淋洗后,土壤交换性盐基的增加受矿物溶解和盐基迁移两方面的影响,而下层的增加可能主要是盐基迁移的影响,由此可见有机酸或许加快了盐基离子向下迁移的速度和土壤酸化过程。     

低分子有机酸对土壤中重金属的解吸及影响因素

研究了柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸对矿区土壤中重金属Pb、Cd、Cu和Zn的解吸行为,并探讨了介质pH值对其解吸土中重金属的影响。振荡解吸试验结果表明四种低分子有机酸对供试污染土壤中Pb、Cd、Cu和Zn都具有一定的解吸能力。由于土壤中重金属有效态含量较低,各重金属的解吸率都不高。在对Pb和Cd的解吸中,各低分子有机酸能力大小顺序为柠檬酸>酒石酸≈苹果酸>草酸;Cu的解吸顺序为柠檬酸>草酸>酒石酸≈苹果酸;Zn的解吸顺序为酒石酸>柠檬酸≈苹果酸>草酸。低分子有机酸随浓度的增加,其解吸能力提高。低分子有机酸对重金属的解吸量随pH值的降低而增加。     

低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

植物多酚与低分子量有机酸联合作用对紫色土铁形态分布的影响

植物多酚(PP)和低分子量有机酸(LMWOA)对土壤铁形态转化有重要影响。以酸性、中性和石灰性紫色土为研究对象,采用不完全随机区组试验,用2种PP(即表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和芦丁)和2种LMWOA(即柠檬酸和草酸)溶液浸提供试土壤,测定其可溶铁(Fes)、游离铁(Fed)、活性铁(Feo)、络合铁(Fep)含量,探讨了PP与LMWOA对紫色土铁形态分布的影响。结果表明:PP与LMWOA各自单独作用均能使酸性紫色土Fes增加、中性紫色土Fes减少;对于石灰性紫色土,PP会促进其Fes增加,而LMWOA作用相反。EGCG与LMWOA联合作用,在酸性和石灰性紫色土上均表现为LMWOA通过促使本应转化为Fes的转化为Fep而掩蔽EGCG对铁的溶解作用;芦丁与LMWOA联合作用,在酸性紫色土铁的溶解上表现为协同效应,在石灰性紫色土上则表现为LMWOA会抑制芦丁对铁的溶解作用;对于中性紫色土,PP与LMWOA联合作用可促进Fed向Fes转化而削弱PP对铁溶解的抑制作用。     

高效液相色谱法测定设施番茄土壤低分子量有机酸的色谱条件研究

为探索利用高效液相色谱法测定设施番茄土壤低分子量有机酸的适宜色谱条件,以Na OH和Na Cl混合溶液为提取剂提取11种土壤低分子量有机酸,通过优化影响低分子量有机酸分离度的流动相浓度、p H、流速、有机改良剂的添加比例、检测波长等条件,确定了高效液相色谱法测定设施番茄土壤低分子量有机酸的最佳色谱条件为:以10 mmol L-1KH_2PO_4-CH_3OH(97∶3,p H 2.6)为流动相,流速为0.8 ml min~(-1),检测波长220 nm,柱温25℃,进样量为20μl。此方法对11种低分子量有机酸的检测限在20~825 ng ml~(-1)之间,回收率在85.57%~100.20%之间,相对标准偏差在0.17%~5.84%之间。实际土壤样品分析结果表明,该方法能够满足土壤低分子量有机酸的痕量检测要求。     

低分子有机酸/盐对森林暗棕壤铁的释放效应

模拟森林凋落物淋洗液中草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐的浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提等系列实验,结果表明,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤铁具有活化作用,活化作用大小因有机酸/盐种类、浓度和土壤性质而异。随着低分子有机酸/盐浓度的增加,A1层和B层暗棕壤活化释放的铁也逐渐增多。pH 5.16的低分子有机盐溶液对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的相应低分子有机酸,即柠檬酸盐>柠檬酸,草酸盐>草酸,因此推断草酸盐和柠檬酸盐溶液促进暗棕壤铁活化释放的机理主要在于低分子有机酸阴离子的配位反应。柠檬酸/柠檬酸盐对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的草酸/草酸盐,即柠檬酸>草酸,柠檬酸盐>草酸盐,这主要与柠檬酸对铁较强的络合能力及较大的离解常数有关。A1层与B层相比,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐均对B层暗棕壤释放的铁量较高。另外,低分子有机酸对暗棕壤铁的释放并不是一次就能完成的,第一次以后的连续4次浸提仍源源不断释放出数量可观的铁。