海泡石对典型水稻土镉吸附能力的影响

通过吸附解吸实验研究了添加海泡石后典型水稻土对Cd的吸附解吸特性及其对吸附溶液pH值变化的响应。结果表明,Freundlich方程可以较好地拟合红黄泥、黄泥田和红沙泥3种典型水稻土对Cd的等温吸附过程（R2〉0.962）。在溶液初始Cd浓度相同的情况下,添加海泡石可使3种水稻土对Cd的吸附量增加20%以上,增强土壤对Cd的吸附强度,有效降低吸附Cd的解吸率,其效果随海泡石添加量的增大而增强。3种水稻土吸附Cd的解吸率均高于70%,而且都随吸附量的增加而上升。溶液的pH值是影响土壤吸附Cd的一个重要因素,在低pH值的条件下（pH〈4）,随着溶液pH值的降低,土壤对Cd的吸附量迅速降低,当溶液pH值高于5时,pH值的变化对吸附量的影响较小。在溶液初始pH值2-8范围内,添加海泡石均能有效提高3种水稻土对Cd的吸附能力。     

BS-Tween20复配修饰膨润土对Cd~(2+)吸附的研究

采用不同比例十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)+Tween20复配修饰膨润土,以批处理法研究了不同修饰比例、温度、p H、离子强度下,修饰膨润土对Cd2+吸附的效果,并从吸附等温线、温度效应和热力学角度探讨了吸附机制。结果表明,供试土样对Cd2+的平衡吸附量呈现BS+0.25TBS+0.5TBSBS+1TBS+1.5TCK的趋势,复配修饰土样对Cd2+的吸附随Tween20修饰比例的增加而降低。Tween20复配修饰比例小于0.5时有利于复配修饰土对Cd2+的吸附,而大于0.5时复配修饰土对Cd2+的吸附量则降低。修饰膨润土对Cd2+的吸附等温线均符合Langmuir模型。温度升高、p H增加、复配修饰土对Cd2+的吸附量增加、离子强度的增大减弱了土样对Cd2+的吸附。热力学参数结果表明,修饰土样对Cd2+的吸附是熵增控制的自发性过程;各土样对Cd2+吸附均为吸热过程。     

冻融作用对三江平原有机土吸附铵根离子及其分配系数的影响

冻融过程会影响土壤团聚体结构及微孔隙,进而影响土壤对阳离子的吸附。然而有关冻融过程对土壤吸附阳离子影响的研究很少。以典型湿地表层有机土壤为对象,通过室内模拟实验,研究了土壤饱和含水量下,冻融过程对有机土吸附低浓度铵根离子的影响。结果表明,冻融作用一般提高了有机土对铵根离子的吸附量,线性方程能较好的拟合低浓度范围氨氮的吸附,而且冻融作用降低了铵根离子吸附量为0时土壤溶液中氨氮的浓度。随着初始氨氮浓度从8.6mg·L-1升高到43.0mg·L-1,冻融条件下氨氮的分配系数从10.3L·kg-1升高到25.6L·kg-1;非冻融对照条件下氨氮的分配系数从7.0L·kg-1升高到19.8L·kg-1。冻融作用导致氨氮的分配系数增加了29.9%~47.3%,但氨氮的分配系数没有出现随冻融次数增加而升高的趋势。     

秸秆还田对土壤Cd(Ⅱ)吸附-解吸的影响

[目的]探讨不同秸秆还田类型及还田水平(水稻、油菜秸秆全量、1/2量)对3种土壤类型﹝沈桥红壤(SQ)、朝山红壤(CS)、新桥水稻土(XQ)﹞Cd(Ⅱ)吸附-解吸行为的影响,为控制土壤中Cd(Ⅱ)环境行为及其调控提供依据。[方法]采用室内模拟培养试验和等温吸附相结合的方式。[结果](1)秸秆还田促进了土壤对Cd(Ⅱ)的吸附,在3种土壤的各处理间差异显著(p0.05)。在XQ上,秸秆还田处理提升Cd(Ⅱ)吸附量的效果较2种红壤显著,其中,油菜秸秆1/2量还田处理(RP1)、油菜秸秆全量还田处理(RP2)土壤Cd(Ⅱ)吸附量与对照相比分别增加了9.30%和10.47%。对SQ,CS而言,以Langmuir模型的拟合度最佳,相关系数均大于0.990 9,而在XQ中,适用于描述不规则表面吸附的Temkin方程的模拟效果较好。(2)3种土壤Cd(Ⅱ)的解吸量、解吸率都随着土壤中Cd(Ⅱ)吸附量的增加而增加,秸秆还田处理的土壤Cd(Ⅱ)的解吸量明显低于对照,尤其以油菜秸秆全量还田处理土壤Cd(Ⅱ)解吸量最小。[结论]秸秆还田对不同土壤Cd(Ⅱ)吸附-解吸行为的影响具有显著差异,油菜秸秆还田增强了土壤Cd(Ⅱ)专性吸附,较水稻秸秆有更好地降低Cd(Ⅱ)风险的效果。     

有机-无机型钝化剂对水稻土镉钝化效果研究

为了降低水稻土镉(Cd)生物有效性,确保水稻安全生产,采用纯土培和盆栽试验,通过研究不同改性方法、配比条件及施用量下山核桃壳及矾浆对土壤Cd钝化效果的影响,研发了一种有机-无机型Cd钝化剂及其施用方法。结果表明,山核桃壳对Cd的吸附能力显著高于矾浆。山核桃壳和矾浆经0.5 M草酸和1 M NaOH加热改性后,Cd最大吸附量分别提高了30%和233%。淹水条件下,改性后的山核桃壳和矾浆按照85%和15%的比例制备的有机-无机型钝化剂可使水稻土醋酸提取态Cd含量降低49.8%。此外,山核桃壳与矾浆按此比例混合后,山核桃壳的分解速率降低,120 d内固定土壤Cd的效果持续稳定。水稻种植前,将该钝化剂按1.0%的添加量(v/v)与Cd污染土壤(Cd2 mg·kg~(-1))充分混匀,收获的稻米中Cd含量降低了52.1%。本研究结果为山核桃壳、矾浆复配运用于稻田土壤Cd污染的钝化修复提供了一定的理论依据。     

柠檬酸对黄壤无机纳米微粒吸附-解吸Cd~(2+)的影响

通过超声-离心-冻融的方法,提取名山河流域老冲积黄壤中的纳米微粒(≤100nm),以原土及提取的纳米微粒为研究对象,采用平衡液吸附法及NaNO3、HCl解吸剂解吸法进行室内吸附-解吸模拟试验,研究柠檬酸对黄壤纳米微粒吸附-解吸Cd2+特性的影响。结果表明,纳米微粒对Cd2+的吸附率(94.58%~97.29%)远大于原土对Cd2+的吸附率(45.02%~69.00%),这说明纳米微粒对Cd2+有较强的固持能力;原土及纳米微粒对Cd2+的吸附量随初始Cd2+浓度的增加而明显增加,且低浓度阶段(0.1~1mmol/L)吸附量的增加速率高于高浓度阶段,说明低浓度柠檬酸能促进无机纳米微粒对Cd2+的吸附,而较高浓度的柠檬酸则会抑制Cd2+的吸附;Freundlich、Temkin方程对等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(P0.01),Langmuir方程达到显著水平(P0.05),其中Freundlich方程拟合效果最佳,说明土壤纳米微粒对Cd2+的吸附为多层吸附。通过NaNO3、HCl溶液解吸法可以看出,黄壤无机纳米颗粒对Cd2+的吸附主要以专性吸附为主,非专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而增大,而专性吸附质量分数随着Cd2+吸附量增加而减少,原土的专性及非专性吸附解吸率均大于纳米微粒,进一步表明黄壤纳米微粒对Cd2+的固持能力强,有较强的环境缓冲能力。     

添加生物质炭对红壤性水稻土Cd2+吸附解吸特性的影响

为探讨生物质炭对红壤性水稻土中镉(Cd)元素吸附解吸特性的影响,采用一次平衡法研究添加生物质炭后Cd2+在红壤性水稻土中的吸附动力学、等温吸附和解吸过程。结果表明:施用CK(0t/hm^2)、A10(10t/hm^2)、A20(20t/hm^2)、A30(30t/hm^2)和A40(40t/hm^2)生物质炭后,红壤性水稻土对Cd2+的吸附过程是以化学吸附为主、非均匀的多表面吸附。施用CK(0t/hm^2)、A10(10t/h2)、A20(20t/hm^2)、A30(30t/hm^2)和A40(40t/hm^2)生物质炭处理的最大吸附量和最大解吸量分别为2933~3346mg/kg和171~192mg/kg。添加生物质炭可以提高红壤性水稻土对Cd2+的吸附固持能力,同时增强土壤对外源Cd2+的缓冲能力。生物质炭添加量对红壤性水稻土的吸附解吸能力的改良效果具体表现为:A30>A40>A20>A10。高剂量的生物质炭处理使土壤吸附点位饱和,生物质炭吸附能力相对降低。因此,添加30t/hm^2生物质炭是一种有效预防和治理红壤性水稻土镉污染的措施。     

胶体存在时不同质地土壤对锌镉的吸附试验研究

以重金属离子Zn和Cd及胶体为对象,通过等温静态批量平衡吸附试验,分析了3种不同质地土壤对Zn、Cd单一吸附和等量竞争吸附特征,胶体对土壤吸附Zn、Cd的影响,并用Langmuir和Freundlich方程对试验结果进行了拟合。结果表明,随着平衡液中Zn2+、Cd2+浓度的增加,土壤对Zn、Cd的吸附量逐渐增大;3种质地土壤对Zn、Cd吸附量顺序为砂壤>粉壤>壤砂土;Zn2+、Cd2+共存时,土壤对这两种离子的吸附量比单一离子存在的情况下明显下降;胶体存在时抑制了土壤对Zn的吸附,促进了土壤对Cd的吸附;就本试验来说,Freundlich方程拟合效果优于Langmuir方程。     

不同土壤类型下重金属Cd对水稻剑叶光合特性和产量构成的影响

以杂交籼稻（K优818）为材料,设置不同Cd浓度水平,采用盆栽试验,研究了不同土壤类型下（潮土和水稻土）重金属Cd对剑叶光合特性和水稻产量及其构成的影响。结果显示,在3mg·kg-1浓度水平下,与对照相比,两种土壤类型下Cd处理均提高了水稻剑叶净光合速率（Pn）,其中潮土条件下Pn提高了6.4%;而当Cd处理浓度达到7mg·kg-1时,两种土壤条件下Pn均显著下降,其中水稻土条件下Pn与对照相比下降了13.8%。Cd在低浓度水平（1～3mg·kg-1）时,两种土壤类型下水稻结实率和单穗重均略有下降;但在高浓度水平（5～7mg·kg-1）下,水稻结实率和单穗重均显著下降（P〈0.05）。不同土壤类型下,Cd的毒害效应差异显著,相同处理水平下水稻土Cd对水稻Pn和单穗重的抑制效应显著高于潮土。     

柠檬酸对蒙山茶园土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的影响

以蒙山茶园土为对象,运用平衡液吸附法以及NaNO3溶液解吸法探讨了柠檬酸对原土及各粒径土壤微团聚体吸附-解吸Cu2+的特性,以期明确柠檬酸对土壤吸附解吸铜的过程中产生的影响。结果表明,加入柠檬酸后,随着Cu2+浓度的增加,原土和各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附有所增加,吸附量大小顺序为:(0.002mm)(0.053~0.002)mm原土(2~0.25)mm(0.25~0.053)mm,与土壤微团聚体中游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质含量大小顺序一致;柠檬酸对Cu2+的吸附既有促进作用又有抑制作用,低浓度(0~1mmol/L)的柠檬酸促进土壤微团聚体对Cu2+的吸附,而高浓度(1mmol/L)的柠檬酸则降低其吸附,吸附量在柠檬酸浓度为0.5mmol/L时达到最大;Langmuir、Freundlich、Temkin 3种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了极显著水平(p0.01),其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,说明加入柠檬酸后的原土及各粒径土壤微团聚体对Cu2+的吸附以单层吸附为主;随着铜浓度的上升,土壤微团聚体对Cu2+的易解吸率不断增加,柠檬酸的进一步加入使得土壤微团聚体对Cu2+的解吸率上升,而解吸大小顺序与吸附顺序相反。     

Pb和Cd在塿土不同剖面土壤中的竞争吸附作用

多种金属离子的共存影响土壤对重金属离子的吸附作用,从而影响其生物有效性和迁移特征。利用等温吸附方法研究了塿土不同发育层次土壤对Pb~(2+)、Cd~(2+)单一离子和两种离子共存的吸附特征。对于单一的离子吸附,Pb~(2+)在塿娄土耕层、黏化层和钙积层的分配系数为8.0、8.1和6.1,Langmuir方程最大吸附量为6.1、5.8和6.0 mmol kg~(-1);而Cd~(2+)的分配系数为4.2、7.1和4.7,最大吸附量为5.5、4.8和2.9 mmol kg~(-1);三种土壤对Pb~(2+)的吸附性能均强于对Cd~(2+)的吸附。当Pb~(2+)、Cd~(2+)共存时,两种离子间存在竞争吸附作用,致使Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附量均降低,Pb~(2+)、Cd~(2+)互为竞争性吸附离子的亲和力效应在0.8~0.9之间,竞争性的Langmuir吸附方程可用于描述Pb~(2+)、Cd~(2+)的竞争吸附。     

单一及复合有机酸对土壤中镉形态的影响研究

为寻找可行的强化重金属污染土壤植物修复的方法,研究了柠檬酸与复合有机酸(苹果酸+柠檬酸)对土壤中重金属Cd各形态的影响。结果表明,对于不同污染程度的CdⅠ~CdⅣ土壤,单一与复合添加有机酸均能有效活化土壤中重金属Cd;当复合添加2.5 mmol kg-1苹果酸+7.5 mmol kg-1柠檬酸时土壤中最具活性的可交换态Cd百分含量增长率显著高于单一添加10 mmol kg-1柠檬酸时的增长率。     

离子强度和三氧化物对土壤吸附Bt毒素的影响

Chemical reactions and fate of the toxins of Bacillus thuringiensis(Bt) in the soil environment are causing increasing concerns due to the large-scale cultivation of transgenic Bt plants.In this study,the effect of ionic strength(0-1 000 mmol kg 1) adjusted by NaCl or CaCl 2 on adsorption of Bt toxin by a lateritic red soil,a paddy soil and these soils after chemical removal of organic-bound or free Fe and Al oxides,as well as by pure minerals(goethite,hematite and gibbsite) which are widespread in these soils,were studied.The results indicated that when the supporting electrolyte was NaCl,the adsorption of Bt toxin by the lateritic red soil and paddy soil increased rapidly until the ionic strength reached 250 mmol kg 1 and then gradually slowed down with the increase of ionic strength;while in case the supporting electrolyte was CaCl 2,the adsorption of Bt toxin enhanced significantly at low ionic strength(< 10 mmol kg 1) and then decreased as the ionic strength increased.The adsorption of Bt toxin by the tested minerals and soils after the removal of organic-bound or free Fe and Al oxides also increased with increasing ionic strength controlled by NaCl.Removing organic-bound Fe and Al oxides obviously increased the adsorption of Bt toxin in the tested soils.Differently,removing free Fe and Al oxides increased the Bt adsorption by the paddy soil,but decreased the adsorption by the lateritic red soil.The study indicated that the varieties of ionic strength and the presence of Fe and Al oxides affected the adsorption of Bt toxin by the soils,which would contribute to the further understanding of the fate of Bt toxin in the soil environment and provide references for the ecological risk assessment of transgenic Bt plants.     

间作条件下螯合剂对龙葵和大叶井口边草吸收重金属的影响

用室内土培试验方法,在采自田间的Pb、Cd和As复合污染土壤中单作或间作龙葵和大叶井口边草条件下,筛选出修复Pb-Cd-As复合污染土壤较好的种植方式为间作。进一步在间作方式下,研究了外源添加不同浓度EDDS（乙二胺二琥珀酸）、NTA（氨三乙酸）和EDTA（乙二胺四乙酸）对植物吸收Pb、Cd和As的影响。结果表明,间作显著促进了龙葵地上部对Cd的吸收量和大叶井口边草地上部对As的吸收量,间作龙葵地上部吸收Cd和大叶井口边草地上部吸收As含量分别是单作龙葵和大叶井口边草的1.3倍和1.4倍,说明间作龙葵和大叶井口边草比单作更有利于修复Pb-Cd-As复合污染土壤。间作条件下,大叶井口边草对螯合剂的耐性比龙葵更强。3、6、12mmol.kg-1EDTA能极显著增加土壤中Pb、Cd有效态含量,从而促进龙葵地上部对Pb吸收和大叶井口边草地上部对Pb、Cd吸收。EDTA比NTA具有更强的提高土壤Pb、Cd有效态的能力,但对土壤As有效态促进作用与EDTA相比,NTA效果极显著,1.5、3mmol.kg-1NTA处理极显著提高土壤As有效态含量及促进龙葵和大叶井口边草地上部对As吸收。     

有机酸和磷对两种污染土壤铅的释放作用研究

用土壤培养和化学浸提法研究了不同低分子量有机酸和磷对污染土壤中铅释放的影响。结果表明,随有机酸浓度增加,铅污染红壤、棕壤中可溶出铅量均增加。当供试有机酸浓度≥1mmol·L-1时,相同浓度有机酸溶出铅量为柠檬酸〉乙酸〉草酸;当有机酸浓度≤0.5mmol·L-1时,溶出铅量为草酸〉柠檬酸〉乙酸。将2g·kg-1磷及50mmol·kg-1有机酸与铅污染红壤以不同方式混合后,柠檬酸处理的溶出铅比率（在污染土壤中加入P、有机酸后溶出铅含量与单加有机酸溶出铅含量之比）为66%（先加有机酸再加磷）、58%（有机酸与磷同时加入）、70%（先加磷再加有机酸）,草酸处理（方式同上）的溶出铅比率为90%、89%、94%,乙酸处理（方式同上）的为10%、8%、10%。铅污染棕壤上,以上处理的溶出铅比率分别为106.46%、104.43%、105.19%（柠檬酸）;43%、48%、58%（草酸）;38%、42%、55%（乙酸）。供试条件下,红壤最低溶出铅比率低于棕壤。     

江苏省典型茶园土壤硒分布特性及其有效性研究

通过实地调查,研究了江苏省22个典型茶园表层土样和12个剖面土样的全硒含量,分析了土壤全硒含量分布特性、有效硒含量及其影响因素。结果表明,江苏省典型茶园土壤全硒含量在0.10～1.78mg·kg-1之间,平均为0.50mg·kg-1,高于全国平均值。其中,宜兴地区土壤全硒平均含量为0.88mg·kg-1,明显高于其他地区的0.25mg·kg-1,但前者土壤硒活化率仅为4.94%,明显低于江苏省平均值9.04%。宜兴地区虽然土壤供硒潜力巨大,但要充分利用富硒土壤开发、生产富硒茶必须提高土壤中硒的活化率和可利用度。土壤有效硒与土壤pH值、CEC呈极显著正相关,在实际生产中可通过提高土壤pH值等改善土壤环境条件的方法来提高土壤硒的有效性,从而提高茶叶中硒的含量。研究区内硒在表层土壤中的相对含量趋向增加,生物积累大于淋溶作用。     

土壤性质对1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体吸附/脱附行为的影响

研究了2种咪唑类离子液体(ILs)——氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim][Cl])和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([Bmim][(CF_3SO_2)_2])在16种土壤上的吸附/脱附规律,探讨了土壤理化性质对于吸附/脱附行为的影响。研究发现,[Bmim][Cl]和[Bmim][(CF_3SO_2)_2N]的土壤吸附系数与土壤阳离子交换量(CEC)呈正相关性,相关系数(R~2)分别为0.842 9和0.835 3(P0.05),表明土壤主要通过静电作用来吸附ILs,而与土壤总有机碳含量(TOC%)的R~2值仅分别为0.003 5和0.073 0(P0.01),说明ILs与土壤有机质的疏水结合作用为相对次要。ILs阴离子基团对吸附行为有一定的影响,但并不明显。ILs吸附/脱附的迟滞系数(HI)均小于1,可能与(ILs)在土壤粘土/有机质上的不可逆结合有关。其中,CEC和[Bmim][Cl]和[Bmim][(CF_3SO_2)_2]的HI之间存在较大的相关性(R~2分别为0.772 9,0.781 5,P0.01),说明CEC对迟滞行为有着不可忽视的影响。     

东方香蒲（Typha orientalis Presl）对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐性与累积特征

通过温室盆栽试验研究东方香蒲对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐受性能与累积特征。研究结果表明,与未污染土壤处理相比,当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到48.4、16.9mg·kg-1和316mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均无显著降低,东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb表现了较强的耐受性能;当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到285、42.1、1008mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均明显下降（P〈0.05）,表现出植株矮小、叶片枯黄等中毒症状。东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb的累积主要在根部,其含量分别可达31.69、35.12mg·kg-1和87.12mg·kg-1,而在茎叶中仅为2.06、2.83mg·kg-1和20.18mg·kg-1,根部向地上部转移系数小。研究结果表明,东方香蒲可作为As、Cd、Pb重度污染土壤植物稳定修复的潜在目标植物之一。     

湖南4个典型工矿区大豆种植土壤Pb Cd Zn污染调查与评价

通过对湖南4个典型工矿区（郴州柿竹园矿区、郴州宝山矿区、衡阳水口山矿区、株洲清水塘工业区）大豆以及其种植土壤的采样调查,综合评价了4个工矿区大豆及其种植土壤重金属污染程度。结果显示：（1）4个工矿区21个采样点的大豆及其种植土壤已经受到了重金属污染。土壤中Pb、Cd、Zn的浓度范围分别为269.02～6450.35、3.04～23.93、104.22～381.91mg·kg-1,大豆籽粒中这3种重金属的浓度范围分别为4.69～20.05、0.81～5.48、24.87～190.48mg·kg-1,均已超过相应的标准。（2）21个采样点中大豆植株对Pb、Cd和Zn的生物富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,表明大豆植株对Cd富集能力大于Zn和Pb。（3）21个土壤样品中交换态Pb、Cd、Zn含量与大豆植株样品各部位中这3种重金属元素含量基本上存在着显著或极显著的正的线性关系。