几种土壤对铜吸持(附)特性的研究

采用等温吸附平衡法研究了几种土壤对Cu^2＋的吸持（附）特性。结果表明，土壤对Cu^2＋的吸持量、净吸持量、解吸量都随铜标准液浓度的增大而增大，在相同浓度的Cu^2＋标准液中，酸性的硅铝质黄壤、棕壤的净吸持量约是强酸性的第四纪红色黏土、黄壤的250％，碱性的菜国土、石灰土的净吸持量约是第四纪红色黏土、黄壤的300％-650％；结合使用等温吸持曲线与解吸率，能够很好地描述土壤对Cu^2＋的吸持（附）特性；土壤对Cu^2＋的吸持可用Langmuir模型、Freundlich模型及Temkin模型加以描述；最大吸持量与pH值、有机质含量呈极显著相关，与非晶质铁含量呈显著相关。     

土壤颗粒态有机质中铜和铅的结合特征

为了解土壤颗粒态有机质(POM)中重金属的富集机理,采用化学试剂选择提取方法,把POM中铜和铅分为可交换态、络合态、有机质紧结合态和矿质态等4种形态.结果表明,与细土(＜0.05 mm)相比,POM中铜和铅的有机质紧结合态、可交换态和络合态比例较高;可交换态重金属比例随POM粒径减小而下降,络合态重金属比例却随POM粒径减小而增加.污染土壤中分离获得的POM有较高比例有机质紧结合态铜和铅,而人为添加的铜和铅在POM中主要向络合态和交换态转化.研究认为,污染土壤中有机质紧结合态重金属大多可能是经植物吸收进入土壤后分解残留所致;而POM中络合态和交换态重金属主要通过有机质与土壤重金属的交换和络合作用而富集.     

矿物改良剂对污染土壤中重金属多目标有效性的影响

通过培养试验比较研究磷灰石、农用石灰、坡缕石、钙镁磷肥、沸石和氢氧化铁等6种矿物改良剂对酸性和石灰性等2种污染土壤中重金属的稳定性及其可溶性、植物有效性和生物可接受性的影响。吸附和解吸试验表明,6种矿物改良剂本身对Cd、Cu、Zn和Pb等4种重金属均有强烈的吸持作用,吸持率在97.2%以上;2次解吸后被保留在矿物上的重金属比例仍在96.8%以上。施用改良剂后,土壤中交换态重金属逐渐向碳酸盐结合态、氧化物结合态和残留态转化,但不同改良剂的转化方式和程度有较大差异。施用改良剂对降低土壤中水溶性重金属的效果最为明显,其次为植物有效态重金属,但降低生物可接受态重金属的效果较弱。酸性土壤上施用改良剂的效果明显高于石灰性土壤。总体上,各类改良剂在降低水溶性重金属的效果上较为相似,以施用钙镁磷肥、坡缕石或磷灰石为佳;在降低植物有效性重金属的效果上因重金属种类不同有所差异,Cd以施用钙镁磷肥为佳,Cu以施用坡缕石为佳,Zn以施用钙镁磷肥或坡缕石为佳,Pb以施用农用石灰、磷灰石或坡缕石为佳。施用氢氧化铁、沸石和钙镁磷肥对生物可接受态重金属有一定的降低作用。     

Cr(Ⅵ)在紫色土中的吸持作用

紫色土中Cr(Ⅵ)的吸持量因土壤基本化学性质不同而存在较大的差异,游离铁及pH是影响最大吸持量的主要因子,“双表面”Langmuir模式最适宜于描述紫色土中Cr(Ⅵ)的吸持作用。酸性紫色土中,由于羟基交换、形成双核络合物等作用,吸持达到平衡的时间较长;中性及石灰性紫色土中,吸持作用在极短时间内即可达到平衡点。酸性紫色土中吸持Cr(Ⅵ)的解吸量及解吸率都比中性紫色土高。酸性紫色土在整个吸持区内都存在专性吸附,中性紫色土在低吸持区以非专性吸附为主,高吸持区伴有专性吸附。     

菜园土壤对铅的吸附与解吸特性研究

研究了菜园土(青紫泥)对铅的吸附、解吸特性,结果表明:铅在青紫泥上的吸附平衡均可采用Langmuir、Freundlish和Temkin等吸附方程来拟合,由Langmuir方程求得对青紫泥对铅的最大吸附量为14285mg/kg。土壤吸附态Pb2 的解吸量随着Pb2 吸附量的增加而增加。     

施硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制研究

为明确硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制,在中和硅酸钠碱性和消除钠离子影响的基础上,采取吸附-解吸试验、红外分析和盆栽试验相结合的方式,研究了硅对碱性土壤液相、固相和固液界面铅行为以及水稻产量与稻米铅含量的影响。结果表明,加硅降低了碱性土壤吸附铅的容量和强度,增强了铅吸附-解吸过程中的滞后效应;应用红外光谱表征溶液中硅铅反应产物,发现Si-O弯曲振动吸收峰和Si-O-Si反对称伸缩振动特征峰均出现了红移,暗示硅酸或聚硅酸与铅发生了配位反应,生成了水溶性复合物;施硅使土壤酸可提取态和可还原态铅含量分别降低了11.18%、18.54%;可氧化态和残渣态铅分别提高了42.56%、7.84%;与对照相比,铅胁迫下水稻产量降低了64.5%(P0.01),糙米铅含量明显升高(P0.01),达到了0.31 mg·kg-1;与铅胁迫处理相比,施硅使水稻产量提高了152.3%(P0.01),明显降低糙米铅的含量(P0.01),并符合国家标准的安全要求。综上,在碱性土壤中,促进土壤液相、固相铅向无效态转化,抑制固相铅解吸是施硅降低铅生物有效性的土壤化学机制。     

pH和Cu2+Zn2+对两种可变电荷土壤中吸附态Pb解吸行为的影响

采用连续解吸法对两种可变电荷土壤中吸附态Pb的解吸行为进行研究。结果表明,红砂土和黄筋泥的Pb2 吸附量和解吸量都随Pb2 加入量的增加而增加。红砂土和黄筋泥对Pb的吸附等温线可用Langmuir模型来描述,最大吸附量(Xm)分别为10899和6195mg·kg-1。pH对吸附态Pb的解吸影响较大,解吸量随pH升高而降低。当pH≤2.00时2种土壤吸附态Pb2 的解吸率很高,接近100%;当pH由2.00上升至4.00时,解吸率呈直线下降;至pH>4.00时2种土壤吸附态Pb2 的解吸率均降至很低的水平。Cu2 和Zn2 的加入可增加土壤吸附态Pb2 的解吸,其中Cu2 对Pb2 解吸作用较Zn2 大。铜加入量从0到20mmol·L-1,红砂土和黄筋泥吸附Pb2 的解吸率分别从9.6%和15.9%增加到83.8%和98.2%,锌加入量从0到20mmol·L-1,2种土壤吸附Pb2 的解吸率则分别增加到81.2%和89.9%。     

紫色水稻土对镉吸附解吸特性的研究

[目的]了解紫色水稻土对镉吸附解吸特性,为紫色水稻土中镉的归趋阐明提供科学依据。[方法]采用一次平衡法进行酸性、中性和石灰性紫色水稻土对镉的吸附解吸试验,用吸附等温方程对试验数据进行拟合,并考察吸附能力和土壤性质的关系。[结果]3种土壤对镉吸附量均随平衡浓度的增加而增加,吸附能力以石灰性土最高,酸性与中性土相近,且吸附等温线均可用Langmuir和Freundli-ch方程很好地拟合。3种土壤镉解吸量和解吸率均随吸附量的增加而增加,其中石灰性土的解吸率最低,而酸性和中性土的解吸率均高于50%。吸附能力与土壤性质有明显关系,其中pH为重要因素,非晶质铁锰氧化物和黏粒等对土壤镉吸附解吸的影响并不明显。[结论]3种土壤中,石灰性土壤对镉的固持和缓冲能力最强,而外源镉进入酸性和中性土壤后的环境风险较高。土壤性质对镉的吸附和固定有重要影响,其中pH为关键因素。     

酸化对水稻土钾素形态及淋移性的影响

为了解土壤酸化对水稻土钾素平衡的影响,在浙江省选择4种代表性土壤,模拟土壤酸化,并在酸化土壤中采用施用钾肥等措施,研究其对土壤钾形态转变的影响.结果表明,随着土壤酸度的增加,土壤钾素形态发生了明显的变化,逐渐由矿物态、非交换态向交换态和水溶态转变;矿物态和非交换态的比例逐渐下降,而水溶态的比例逐渐增加.土壤中矿物态钾和非交换态钾发生明显下降的pH值大约为3.0～4.5;酸化对滨海平原和水网平原水稻土中矿物态钾和非交换态钾的影响大于对丘陵和河谷平原水稻土的影响;土壤酸化后,施入土壤中的钾主要以活性较高的水溶态和交换态存在,向非交换态转化的比例明显降低,土壤对外源钾的缓冲性逐渐下降.淋洗试验表明,酸化加速了土壤钾素的释放和迁移,释放量随土壤酸度增加而上升;在酸性土壤中施用沸石可增强土壤对钾素转变的缓冲性,降低土壤钾素的淋失.     

酸化对水稻土钾素形态及淋移性的影响

为了解土壤酸化对水稻土钾素平衡的影响,在浙江省选择4种代表性土壤,模拟土壤酸化,并在酸化土壤中采用施用钾肥等措施,研究其对土壤钾形态转变的影响。结果表明,随着土壤酸度的增加,土壤钾素形态发生了明显的变化,逐渐由矿物态、非交换态向交换态和水溶态转变;矿物态和非交换态的比例逐渐下降,而水溶态的比例逐渐增加。土壤中矿物态钾和非交换态钾发生明显下降的pH值大约为3.0～4.5;酸化对滨海平原和水网平原水稻土中矿物态钾和非交换态钾的影响大于对丘陵和河谷平原水稻土的影响;土壤酸化后,施入土壤中的钾主要以活性较高的水溶态和交换态存在,向非交换态转化的比例明显降低,土壤对外源钾的缓冲性逐渐下降。淋洗试验表明,酸化加速了土壤钾素的释放和迁移,释放量随土壤酸度增加而上升;在酸性土壤中施用沸石可增强土壤对钾素转变的缓冲性,降低土壤钾素的淋失。     

猪场沼液对不同pH土壤中重金属有效性的影响

沼液对重金属有效性的影响因土壤pH的不同而存有差异。本文分别选取pH为3.62、7.23和7.85的酸、中、碱性三种土壤,施加大型猪场厌氧发酵后的沼液,研究不同用量下三种不同pH土壤中Pb、Cu和Zn有效性的变化。结果表明,沼液低用量下(1 350 m~3/hm~2),三种土壤中Pb和Zn可交换态含量分别下降50.3%～78.9%和55.1%～76.0%(P 0.05),酸性和碱性土壤中Cu可交换态含量显著降低,降幅分别为87.7%和80.8%。Pb和Cu可交换态含量的下降对应二者可氧化态和残渣态含量的增加,但Zn可交换态含量下降对应其可还原态和残渣态含量的增加。相比较而言,沼液高用量下(2 700 m~3/hm~2),三种土壤中Pb和Cu可交换态含量均显著增加,增幅分别为31.0%～122.2%和84.6%～101.7%。Zn的可交换态含量在酸性土壤中增加14.3%,在碱性土壤中增加46.1%。因此,沼液施用对土壤Pb、Cu和Zn有效性的影响主要取决于其用量。低量沼液施用有助于降低重金属的有效性,但高量施用会增加重金属污染风险。土壤酸碱度差异产生的影响因重金属类型不同而存在较大变化。     

凤凰铅锌矿区土壤铅的化学形态及污染特征

以湘西凤凰铅锌矿区土壤为对象,基于BCR三步法和ICP-MS技术,研究了该矿区土壤中Pb的化学形态及污染特征。结果表明,矿区土壤中Pb以残渣态为主,其次为有机-硫化物结合态,酸交换态和Fe-Mn氧化物结合态所占比例较少,各形态Pb的分配系数依次为:残渣态(44.0%)>有机-硫化物结合态(29.3%)≈Fe-Mn氧化物结合态(24.3)>酸交换态(2.4%);矿区土壤中各形态Pb含量存在明显的空间分异,并因土地利用类型不同而差异明显;土壤理化性质影响土壤Pb的形态分配,各形态Pb含量与砂粒含量正相关,并随土壤pH升高而增加,这与人为排放输入的含Pb物质以类似于土壤砂粒形式存在有关。人类活动引起的外源输入性Pb污染对矿区土壤中Pb的污染特征产生了重要影响。     

重金属Cu Pb Zn Cr Cd在土壤中的形态分布和转化

采用室外小区隔离实验方法,研究了外源可溶性重金属进入水稻土土壤(乌栅土)后的形态分布及其形态随时间的转化。结果表明,外源可溶性重金属进入土壤后迅速向各个形态转化,可溶态重金属的浓度进入土壤后迅速下降;交换态和碳酸盐态重金属浓度先微弱上升,然后迅速下降;铁锰氧化态重金属浓度先上升,在烤田期达到最大值,然后迅速下降,成熟期时又微弱上升;有机态重金属浓度不断上升;残渣态重金属变化不大。     

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

不同提取方法对土壤中活性部分重金属提取能力的对比研究

采集不同酸碱度的4种土壤样品,采用人工外源添加方式配制As、cu、Ni、Pb和zn污染土壤,并应用Tessier、BCR和TCLP对土壤中重金属的活性部分进行提取,结果表明,BCR能较合理地提取出酸性土壤中的活性部分重金属,Tessier能较合理地提取出碱性土壤中的．活性部分重金属;对不同性质土壤中重金属进行形态提取应采用不同的提取方法。     

蚯蚓对不同pH值土壤中铬赋存及细菌群落的影响特征

为明确蚯蚓活动对不同酸碱性土壤中铬(Cr)赋存和细菌群落的影响,采用控制试验探究了赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对不同酸碱性(酸性pH 5.88、中性pH 7.55、碱性pH 8.97)、不同Cr含量(15 mg kg^-1和50 mgkg^-1)土壤中Cr赋存形态和细菌群落的影响。结果表明:接种蚯蚓后,土壤pH值向中性转变,低Cr含量土壤的pH值变化量大于高Cr含量土壤;相比于酸性和碱性土壤,接种蚯蚓后中性土壤中的Cr去除率最高,低Cr含量中性土壤的Cr去除率达62.74%,高Cr含量中性土壤的Cr去除率达37.51%;接种蚯蚓后,土壤中酸可提取态Cr的含量显著增加,残渣态Cr的含量显著降低;接种蚯蚓提高了酸性土壤中变形菌门的丰度、降低了放线菌门的丰度,提高了中性和碱性土壤中放线菌门的丰度,降低了变形菌门和拟杆菌门的丰度,显著提高了土壤细菌群落的丰度(Chao指数和ACE指数),但显著降低了其多样性(Shannon指数)。综上,蚯蚓通过摄食和被动扩散作用对中性土壤中Cr的富集、移除效果优于对酸性和碱性土壤,接种蚯蚓能够有效提升土壤中Cr的生物有效性,改变土壤的细菌群落结构。     

外源沸石对铅污染菜园土修复作用研究

以油菜为供试植物,通过盆栽试验,研究了天然沸石对铅污染菜园土壤的修复作用。结果表明:施用沸石可有效降低铅的活性,抑制铅由土壤向油菜地上部的转运,降低铅在土壤中的生物有效性。随着沸石施用量的增加,土壤pH显著增加,阳离子交换量明显提高。与对照处理相比,油菜地上部和根系铅含量最高减少率可达47.4%和49.3%。研究表明天然沸石是一种有潜力的可用于修复铅污染菜园土的矿物材料,其主要是通过调节土壤pH值和CEC抑制铅的生物活性,土壤pH值为改变土壤中铅生物有效性的主导因子。     

影响小白菜铅吸收的土壤因素和预测模型研究

铅(Pb)的生物有效性、移动性和转移特征对环境和食品安全至关重要。本研究采集我国15个省份理化性质差异很大的土壤,利用温室试验,以小白菜为研究对象,通过外源添加Pb,研究Pb从土壤向植物的运移,探索影响Pb生物有效性的主要土壤因素,并建立预测模型。结果表明,土壤总Pb含量、有机碳(OC)含量、pH对植物吸收Pb有显著影响。植物Pb含量和土壤Pb含量呈正相关,而土壤pH和OC含量则与植物Pb含量呈负相关。相比于单因素回归分析,逐步多元线性回归在评价Pb生物有效性时,相关性更高,决定系数R~2由0.83提高到0.94。Pb在酸性土壤中生物富集系数(BCF)较碱性土壤中更大。利用合并CK、Pb1和Pb2处理(n=45)得到的Freundlich预测方程(lg Cplant Pb=1.14 lg Csoil Pb-0.19pH-0.63lg COC+1.92,R~2=0.94,RMSE=0.11)能更准确地评估Pb在土壤中的生物有效性,试验结果可用于预测Pb从土壤到植物的转移。     

杭州市城市土壤重金属的积累和释放潜力及其空间分异

为探明杭州市城市土壤中重金属元素的分布、与土地用途之间的关系以及环境风险,采集杭州城82个样点土壤,分析其重金属含量、形态和释放潜力.结果表明,该市城市土壤中重金属均有不同程度的积累,重金属含量一般以商业区和工业区最高,农业区较低;居民区土壤重金属的积累随居民区建成时间的增加而增加.城市土壤中Cd、Co、Cr和Ni主要以残余态占优势,Cu、Pb和Zn主要以可提取态为主,土地利用方式对土壤重金属形态也有一定的影响.城市土壤重金属的稀酸提取量主要与提取平衡液的pH有关,但大部分研究土壤中酸可提取的重金属量较低.杭州市城市土壤重金属污染具有显著的空间分异特征,严重污染区域大致呈西北-东南走向,包括了城北的大部分地区、市中心和城东南一些地区.     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。