降雨对不同形态土壤铅迁移转化的影响研究

以修正的BCR连续提取法为基础,将土壤铅分为酸可提取态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅这4种形态,运用室内土柱淋溶模拟实验,研究了降雨pH及降雨量对土壤中不同形态铅迁移转化的影响。结果表明,降雨pH能明显影响土壤pH;土壤中酸可提取态铅在降雨作用下最易迁移,经pH=7.04的降雨淋溶后,酸可提取态铅基本释放完;可还原态铅含量随降雨pH的降低及降雨量的增加而逐渐降低;可氧化态铅较稳定,基本不受降雨pH及降雨量的影响;而残渣态铅经pH=4.28的降雨淋溶后,含量反而增加,这可能是其他形态铅向其转化造成的;在降雨作用下,不同形态土壤铅表现出迁移性:酸可提取态铅可还原态铅可氧化态铅残渣态铅;另外,降雨pH及降雨量对土壤中铅的形态分布也有明显影响。     

超声波辅助化学萃取对某工业场地铅污染土壤修复效果研究

以某铅蓄电池厂污染场地5个铅污染区域(WS、A、B、C及BZ)的土壤为研究对象,对土壤中铅全量及各形态含量进行分析.在0.1 mol.L-1EDTA,30 min,25℃相同条件下,使用超声波辅助化学洗脱(ultrasonic-assisted chemical extraction,UCE)与传统化学洗脱(conventional chemical extraction,CCE)两种不同的作用方式,对铅的去除效率进行比较,并对两种不同清洗方式后铅的形态变化进行了探讨.结果表明,UCE对铅的去除效率显著优于CCE.在CCE作用下,5份污染土壤WS、A、B、C、BZ铅的去除效率依次为10.06%、48.29%、48.69%、53.28%及36.26%,而UCE作用下铅的去除效率依次为22.42%、69.31%、71.00%、74.49%及71.58%,平均效率高出22%.通过对比两种清洗方式后土壤中的铅形态发现,酸可提取态在UCE作用后持平或有所降低,但CCE后使酸溶态有增高的趋势;对于铁锰氧化态,UCE对其有着极好的去除能力,可达98%左右,同时对有机物及硫化物结合态、残渣态也具有较好的去除能力.因此,UCE在化学萃取中的应用具有一定的可行性,是一种简单、极快速去除污染场地中重金属铅的增效手段.     

不同含磷化合物对中国芥菜( Brassica Oleracea)铅吸收特性的影响

研究了不同含磷化合物(羟基磷灰石HA、磷矿粉PR、磷酸氢钙SSP)对污染土壤中铅的植物有效性及形态变化影响.结果表明:高磷水平(5000mg·kg-1)对降低植物茎叶和根中铅的含量有明显作用.其中HA对降低土壤中铅的植物有效性的效果最明显,HA5000处理对植物茎叶和根组织中铅的含量分别降低52 2%和73 1%,在5000mg·kg-1的施磷水平下,上述含磷化合物对降低植物吸收铅的影响顺序为:HA>(HA SSP)>SSP>PR.连续提取法试验结果表明:土壤中加入不同的含磷化合物对形成土壤中残留态铅、降低有效态铅的含量有明显效果,其影响顺序为HA>PR>HA SSP>SSP.以上结果表明,HA对降低土壤中铅的生物有效性、增加污染土壤中铅的化学稳定性具有明显的效果.     

湘江水体中重金属的化学形态及分布特征的研究

水体中重金属的生态效应和迁移转化规律与其化学形态密切相关。本文结合湘江重金属水容量与背景值的研究,较系统地研究了铜、铅、镉和锌的化学形态及其在全江段水中的分布特征。应用阳极溶出伏安法,得到湘江水中重金属总量、溶解态含量和悬浮态含量的分配与分布特征,还有溶解态所包含的金属的主要存在形态及与之共存的其它多种形态(包括悬浮态)共十种,该文对其形成、分配和相互转化进行了综合分析。     

湘江株洲段沉积物中铅的形态分析及污染评价研究

采用Tessier五步浸提法,对湘江株洲段的枫溪、白石、霞湾、马家河四个断面沉积物样品进行分析,分别提取可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态五种形态,并采用电感耦合等离子体发射光谱法测定铅的各种形态含量.这四个断面的表层沉积物中铅形态含量最低的均为碳酸盐结合态,次低的为可交换态,铁锰氧化物结合态和残渣态是含量相对较高的形态.选择风险评价准则、地累积指数法和潜在生态危害指数三种方法对铅的污染状况进行了评价.     

三峡库区消落带土壤重金属Zn的形态分布特征及其影响因素

以位于三峡库区腹心地带的一级支流—小江消落带为研究区,通过野外采样和室内分析,对消落带上土壤重金属Zn及其化学形态的含量特征进行了分析,并采用相关分析和逐步回归法探讨了影响重金属化学形态的影响因素。结果表明,消落带土壤重金属Zn全量、酸溶态、可还原态、可氧化态、残渣态平均含量分别为126.03mg.kg-1,3.60mg.kg-1、5.44mg.kg-1、10.59mg.kg-1和106.40mg.kg-1。Zn全量及其化学形态含量在小江各区段的分布呈中游段最高,上游、中下游段较低的特征,这主要与小江流域消落带各区段的地质背景有关。Zn不同形态含量受Zn全量及土壤理化性质影响的显著性程度不同。可还原态主要受Zn全量的影响;可氧化态主要受泥粒含量的影响;残渣态受Zn全量和有机质含量的共同影响;酸溶态含量受Zn全量和土壤理化性质的影响均不显著。     

苦丁茶树土壤铅的形态分布及生物有效性研究

采用Tessier连续提取-石墨炉原子吸收光谱法对6种冬青科(Ilex)苦丁茶树土壤中铅的形态分布进行了研究。结果表明:6种冬青科苦丁茶树土壤中铅的形态分布均表现为:.残渣态>有机态>碳酸盐态>铁锰氧化态>可交换态,铅在此类土壤中主要以残渣态和有机态存在,两者总量占土壤中总铅量的90%以上,显示出生物利用性较大的Pb形态含量相应减少。从非根际土壤到根际土壤,6种茶树土壤铅的各种形态的相对含量发生了改变,其改变情况虽各有差异,但总体上呈现出生物有效性较大的碳酸盐态铅和生物有效性居中的铁锰氧化态铅、有机态铅有下降趋势,而难于被植物吸收的残渣态铅含量有上升趋势,表明冬青科苦丁茶树的根际环境具有一定的降低重金属铅污染的阻截作用。     

第二松花江水中若干重金属化学形态和分布特征的研究

通过膜过滤(0.45μ),紫外光照射和螯合树脂(Chelex-100)处理,再应用微分脉冲极谱阳极溶出伏安法测定第二松花江源头区、上、中、下游17个采样点江水中铜、铅、镉、锌的十种形态.按不同江段对各金属的总量、悬浮态和溶解态所包含的七种化学形态的分配比进行综合分析,阐述了主要存在形态和各形态的相互转化及迁移规律.     

三江平原土地利用方式变化对土壤锰形态影响

在充分调查三江平原不同土地利用方式下土壤中锰含量及其形态分布特征的基础上,探讨了环境因子与土壤中不同锰形态的关系,以揭示锰形态变化对土地利用变化改变的响应.湿地土壤中总锰(Mntot)含量处于较低水平.不同土地利用方式下,林地土壤中Mntot要高于湿地和农田.湿地垦殖为旱田,土壤Mntot有增加趋势;湿地垦殖为水田,土壤Mntot有减少趋势.三江平原土壤中锰主要以残渣态(Mnres)和可还原态(Mnred)为主,可交换态(Mnext)与可氧化态锰(Mnoxi)含量次之.湿地、旱田及水稻田这3种土地利用方式下,土壤中可氧化态锰含量占总锰比例差异显著.湿地垦殖方向不同,对土壤中可氧化态锰影响最大.三江平原土壤中Mntot及不同锰形态含量主要受到土壤中S、pH、DOC这3种环境因子影响.     

刁江底泥砷形态的化学分级法与XANES方法比较

采用XANES(X射线近边分析)方法和化学分级法,研究了刁江污染源区尾砂及刁江底泥的砷形态组成特征. XANES方法结果表明,尾砂中砷的形态主要以毒砂(FeAsS)存在,其相对百分含量为63%~99%;而刁江底泥中的砷形态主要是毒砂、砷酸盐和亚砷酸盐,其中毒砂的比例较高,表现出典型的尾砂污染特征. 化学分级法结果表明,尾砂中砷形态主要是残渣态砷(Res-As),而底泥中的砷主要以铁合态、钙合态及残渣态形式存在. 刁江底泥中毒砂相对百分含量和残渣态砷随着与污染源区距离的增大而减小,砷酸盐和亚砷酸盐则呈相反的趋势. 化学分级法和XANES方法所反映的刁江底泥和污染源的砷形态组成和变化趋势总体上较为一致,但这2种方法所获得的定量数据存在一定的差异.      

孝妇河表层沉积物中重金属赋存形态与微生物群落组成

分别采用BCR法和磷酸脂肪酸(PLFAs)分析法测定了孝妇河表层沉积物中Cu、Cr、Pb、Ni的形态分布特征和微生物群落组成,并采用多种统计分析方法研究了2者之间的关系.结果表明,在孝妇河表层沉积物中,Cu、Cr、Pb、Ni均以结晶态为主,其次为可氧化态,酸溶态和可还原态所占的比例较低;孝妇河表层沉积物中微生物群落结构的空间差异性较大;重金属Cu、Cr、Pb、Ni的含量及其不同的化学形态对微生物群落组成的影响不同,其中重金属的总量对微生物量、真菌、总细菌及G+菌均具有抑制作用;而重金属的各化学形态对微生物各类群的影响则各不相同.     

外源铅在4种土壤中的老化特征及对土壤化学性质的影响

采用化学提取和梯度薄膜扩散技术(DGT)探究外源铅(Pb)在不同类型土壤中老化的形态变化规律,考察了外源Pb添加对土壤pH、阳离子交换量(CEC)和可溶性有机质(DOC)等的影响,初步建立了土壤Pb生物有效性的预测模型.结果表明:EDTA提取态Pb含量随老化时间的延长而降低;准二级动力学方程可较好地表达有效态Pb在老化过程中的动力学特征,方程的参数反映了Pb处理浓度的增加延长了老化达平衡的时间,所有供试土壤的EDTA提取态Pb含量在3个月后基本达到老化平衡;不同提取态Pb含量和变化不同,CaCl_2提取态Pb含量最少、变化最大,HNO_3提取态Pb含量变化最小;外源Pb添加会降低土壤pH,但对CEC和DOC无明显影响;随着老化时间的延长,土壤pH升高,CEC无明显变化,DOC显著降低;土壤水溶态Pb和DOC可用来预测DGT测定的有效态Pb含量,预测效果较好.     

义马煤中铅的热稳定性及转化行为研究

采用化学抽提法将义马煤中铅划分为不同的赋存形态,利用程序升温热解反应装置研究了不同形态铅的热稳定性与其迁移转化行为,考察了煤中矿物质对铅释放的影响行为.结果表明,义马煤中约33%的铅以碳酸盐、单硫化物、硫酸盐、磷酸盐与氧化物结合,约29%的铅以硅铝酸盐结合态存在,约27%的铅与二硫化物结合,约8%的铅以有机质结合态存在.有机质结合态的铅热稳定性弱,铝硅酸盐结合态的铅热稳定性强;硅铝酸盐、二硫化物、碳酸盐、单硫化物、硫酸盐、磷酸盐及氧化物矿物质对铅的释放均表现出不同程度的抑制作用;义马煤中不同形态铅的转化主要发生在500℃以上,表现为碳酸盐、单硫化物、硫酸盐、磷酸盐及氧化物结合态铅、二硫化物结合态铅、有机质结合态铅向硅铝酸盐结合态与挥发相的转化.     

玉米对铅胁迫的响应及体内铅化学形态研究

通过砂培试验,研究了铅(Pb)胁迫下不同品种玉米根、茎叶中Pb的化学形态变化,进一步探讨玉米耐Pb机制.结果表明,本试验中对Pb胁迫耐性最强的玉米品种为郑单958和隆平206,耐性最差的为联创5号.不同浓度Pb胁迫下玉米根、茎叶中Pb主要以无毒的醋酸提取态和盐酸提取态为主,比例高达60%~87%,这一比例根部略高于茎叶;而活性较强的乙醇提取态和水提取态Pb含量两者合计所占比例为6%~20%.100 mg·L-1Pb胁迫下隆平206茎叶中Pb的乙醇和水提取态合计值最低(0.52 mg·kg-1),其次是郑单958(0.93 mg·kg-1),最高的为联创5号(2.78 mg·kg-1);800 mg·L-1Pb胁迫下,郑单958茎叶中Pb的乙醇提取态和水提取态合计值最低,为2.41 mg·kg-1,因此郑单958耐Pb,可能与体内有毒形态Pb向无毒形态Pb的转换有关.     

不同污染程度湖泊沉积物中不同粒级可转化态氮分布

研究了污染程度不同的五里湖、月湖、东太湖和贡湖不同粒级沉积物中总可转化态氮以及各形态可转化态氮的含量与分布.结果表明:4个湖泊的沉积物各粒级中各形态可转化态氮的含量及其地球化学特征均不相同.强氧化剂可提取态氮(SOEF-N)是释放能力最弱的形态,为可转化态氮的主体,占总可转化态氮的66.97%～87.97%.离子交换态氮(IEF-N)结合能力最弱,是最容易被释放的形态,为可转化态无机氮的主体,占总可转化态氮的7.37%～22.25%.同一粒级中,各形态可转化态氮对氮循环的贡献为SOEF-N最大,IEF-N其次,强碱可浸取态氮(SAEF-N)与弱酸可浸取态氮(WAEF-N)最低.随着沉积物粒级的由粗到细,总可转化态氮以及各形态可转化态氮含量均呈逐渐增加趋势.沉积物细颗粒部分对氮循环的可能贡献占绝对的主体,是粗颗粒部分的几倍到几十倍.相比而言,污染程度轻的贡湖和东太湖沉积物无论总可转化态氮还是各形态可转化态氮,细颗粒部分的相对含量均低于污染程度重的五里湖和月湖沉积物.      

富里酸-纳米零价铁复合物对土壤中铅的钝化

为了降低土壤中重金属铅的生物活性,将从富硒土壤中提取的富里酸(FA)和传统方法制得的纳米零价铁(NZVI)复合,制得不同FA质量比的复合物,探讨其对土壤铅污染的钝化效应。以SEM、FTIR以及XRD对复合物进行表征;通过土壤培养试验,研究各复合物在不同投加量及反应时间下对土壤中铅的DTPA有效态的影响,并以Tessier五步连续提取法比较形态变化规律,探讨其钝化效果。结果表明:FA与NZVI合成了不同质量比的复合物;在相同投加量下,土壤中铅的二乙基三胺五乙酸(DTPA)有效态随着复合物中FA质量分数提高而减小;以FA质量分数10%的复合物投加土壤质量的2%(20.0 g/kg)进行土壤培育,第10天时土壤中铅的DTPA有效态降低83.01%;加入复合物后,土壤中铅明显从可交换态和碳酸盐结合态向铁锰氧化物结合态和残留态转化,有机结合态含量基本不变,这种变化在添加FA质量占1%的复合物时尤为显著,使得可交换态和碳酸盐结合态分别降低了50.61%和66.90%。基于不同的形态表征方法,土壤铅活性形态均呈下降趋势,表明所制备的复合物对土壤铅具有一定的钝化效应,但其机制有别,表现出的钝化规律具有差异性。     

黄土沟壑区小流域不同地形下土壤微量元素分布特征

研究了黄土沟壑区小流域塬面、坡地、梯田和沟道土壤微量元素的剖面分布特征,以揭示不同地形条件下微量元素的有效性及地球化学特性.结果表明,不同土层土壤全量微量元素的变异系数均小于15%,为小变异土壤性质,有效态和吸附态铁和锰的变异系数均高于36%,为高度变异土壤性质;有效态和吸附态锌和铜属于中到高度变异.全量铁、锰和铜以沟道土壤较高,全锌、有效态和吸附态微量元素含量以塬面土壤较高.不同形态微量元素的剖面分布趋势取决于地形条件.不同地形下成土过程及不同地形条件所对应的土地利用方式造成了全量微量元素的差异,而土壤有机质含量的差异是不同地形条件下有效态和吸附态微量元素剖面分布特征不同的主要原因.     

腐殖酸活性组分及其比例对紫色潮土中铅形态转化和有效性演变动态的影响

腐殖酸(HAs)是制约土壤铅赋存形态与活性的重要因素.本研究通过室内模拟实验,结合化学连续提取形态分级方法,探讨HAs活性组分(胡敏酸,HA;富里酸,FA)添加量及其比例(HA/FA比)对紫色潮土中铅赋存形态、有效性变化动态的影响.结果表明:(1)外源铅进入土壤经60d转化平衡后,土壤中交换态、残渣态铅降低,铁锰氧化物结合态、有机结合态铅增加,碳酸盐结合态铅变化不明显.(2)紫色潮土以交换态铅和碳酸盐结合态铅对有效铅贡献最大,HA通过降低碳酸盐结合态而对土壤铅产生钝化作用,FA则通过增加交换态和碳酸盐结合态而活化土壤铅;随着HAs用量的增加,钝化或活化作用越强.当HAs用量为3%C时,添加HA的土壤碳酸盐结合态铅较对照降低13.4个百分点,有效铅相应降低14.19%;添加FA的土壤交换态铅较对照增加13.59个百分点,碳酸盐结合态铅增加2.15个百分点,有效铅较对照相应增加4.09倍.FA(1%C)是土壤铅活化的突变点,当FA1%C时,土壤铅活化百分率增加了14%,土壤铅活性和生物有效性显著增大.(3)等量HAs(1%C)条件下,当HA/FA比≥7/3时,促进土壤铅向低活性的有机结合态和残渣态转化,HAs对土壤铅表现为钝化作用,而当HA/FA比≤5/5时,则表现为活化作用.     

云南金顶超大型铅锌矿区尾矿中Cd的形态分析

镉是人体非必须的有毒微量元素,Cd的不同化学形态,其生物有效性不同。通过改进的BCR分步提取法及ICP-MS分析研究发现:云南金顶铅锌矿矿区尾矿砂中Cd的主要形态为残渣态,其含量远远高于可氧化态、可还原态和弱酸提取态;金顶铅锌矿区老尾矿库中表层尾矿样品中弱酸提取态和可还原态Cd均高于底层尾矿样品,相比之下,表层尾矿中Cd等重金属元素易于释放到环境中,其生物有效性也强于底层尾矿,对环境的潜在危害大;老尾矿库尾矿砂中四种提取形态的Cd、Zn、Pb含量及金属总量均高于新尾矿库尾矿砂,这可能是由选厂工艺技术的差异造成的。     

太原市污灌区土壤镉存在形态与生物可利用性研究

为了了解太原市污灌土壤镉污染现状,研究其存在形态特征与生物可利用性,本文采用Tessier A连续提取、石墨炉原子吸收等方法,测定了太原市污灌区土壤重金属镉的总量,研究了不同功能区、不同分层、不同化学形态的分布特征,并对生物可利用性进行了评价.结果表明,与太原市土壤背景值相比,污灌区土壤中重金属镉含量已达太原市土壤背景值的3倍,镉在土壤表层含量明显高于其它分层,均表明表层土壤有明显的镉累积.不同功能区土壤镉的含量大小不同,具体排序为:小店区晋源区清徐县.总体来看,研究区5种化学形态含量从大到小排序为:铁锰氧化物结合态有机物结合态碳酸盐结合态残余态可交换态.高的铁锰氧化物结合态与灌溉区土壤偏碱性且铁锰含量较高直接相关.分层土壤形态分析结果表明,镉在表层土壤含量最高,随深度增加镉含量逐渐降低,该变化与分层土壤pH值的变化相反.与上一层相比,各分层土壤不同形态分布变化,统计学检验无明显差异.生物可利用性评价结果表明,太原市污灌区土壤中镉相对比较稳定,但由于其潜在利用态的含量很高,因此,镉对环境的影响不能忽视.研究表明,太原市污灌区镉含量虽然没有超出土壤质量二级标准,但有积累趋势,形态分布特征表示的潜在生物可利用性应引起高度重视.