耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法(BCR法),中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法(DD2005-03)进行耕地中重金属元素(Cu、Cd、Zn)的形态分布,结果表明:Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55.80%和67.35%。Cd以离子交换态为主,占全量的27.30%。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu:残渣态弱有机结合交换态铁锰氧化态碳酸盐结合态强有机结合态水溶态离子交换态。Cd:离子交换态弱有机结合交换态强有机结合态残渣态碳酸盐结合态铁锰氧化态水溶态。Zn:残渣态铁锰氧化态弱有机盐结合态离子交换态强有机结合态碳酸盐态水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

耕地土壤铜、镉、锌形态及生物有效性研究

土壤重金属总量常被用来评估土壤质量安全,但是大量事实说明单纯用土壤重金属总量并不能完全说明土壤重金属的生物有效性及其环境风险。相对于国内外常用的Tessier的五态方法,欧共体标准物质局提出的三步提取法（BCR法1,中国地质调查局地质连续提取法的七态标准少见报道。本研究选取河南平原耕地样品,采用中国地质调查局地质连续提取法（DD2005．03）进行耕地中重金属元素（Cu、Cd、Zn）的形态分布,结果表明：Cu、Zn主要以残渣态存在,其残渣态分别占全量的55．80％和67．35％。Cd以离子交换态为主,占全量的27．30％。Cu、Cd、Zn各态含量占全量比例的顺序是,Cu：残渣态〉弱有机结合交换态〉铁锰氧化态〉碳酸盐结合态〉强有机结合态〉水溶态〉离子交换态。Cd：离子交换态〉弱有机结合交换态〉强有机结合态〉残渣态〉碳酸盐结合态〉铁锰氧化态〉水溶态。Zn：残渣态〉铁锰氧化态〉弱有机盐结合态〉离子交换态〉强有机结合态〉碳酸盐态〉水溶态。从生物可利用性系数k来看,Cd主要以活动性较大的状态存在,很容易被作物吸收。     

北方常见农作物根际土壤中铅、锌的形态转化及其植物有效性

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了北方地区常见农作物对污染土壤中铅(Pb)、锌(Zn)的形态转化及其植物有效性的影响。土壤Pb、Zn形态分析结果显示,与非根际土壤相比,多数作物根际可交换态、碳酸盐结合态、有机质结合态Pb比例降低,而铁锰氧化物结合态、残渣态Pb则显著增加;Zn则表现为可交换态比例略呈降低趋势,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态与有机质结合态升高,残渣态Zn则大幅下降。这提示,作物根际土壤Pb存在由松结合态向紧结合态转化的现象,从而植物有效性降低;而根际土壤Zn的形态变化则与Pb相反,即由紧结合态向松结合态转化,相应地提高了Zn的植物有效性。     

小麦根际土壤汞的分布和形态变化

采用根际箱试验和连续化学萃取法,结合氢化物原子吸收光谱法,研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦(Triticum aestivum)生长期土壤汞形态变化.结果表明.非根际汞形态分布顺序为:残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态,根际汞形态分布为:残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态.当外源汞进入土壤后,在小麦生长60 d内,植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低,交换态汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加.土壤汞污染程度越大,在小麦中积累的汞就越多.其生物毒性增强,环境危害加大.     

北京市表层浮土和水体底泥中汞的赋存形态及其相互关系

应用分级萃取法测定了12个北京市表层浮士和3个水体底泥中汞的赋存形态,并应用多元统计分析对其相互关系进行了研究.北京市表层浮土中汞的含量分布变异较大,但其趋势为:残渣态>强有机结合态>水溶态>其它形态.各形态汞含量主要取决于上壤和底泥中汞含量的大小,其次才是环境因素.强有机结合态和残渣态是主要的赋存形态,对汞在土壤和底泥中的固定起着重要的作用.较易移动的水溶态、FA结合态和交换态对汞在环境中的迁移转化也有一定的影响.盐酸提取态汞主要包括水溶态、交换态、FA结合态和碳酸盐结合态.     

金昌市郊农田土壤Cu,Zn,Ni形态分布特征与生物有效性评价

通过野外调查和室内测试分析,研究了金昌市郊农田土壤重金属Cu,Zn和Ni的形态特征,并以麦粒中重金属含量为重点进行了Cu,Zn和Ni的生物有效性评价.结果表明,研究区域土壤重金属Cu和Ni污染严重;Cu的主要存在形态为有机结合态,Zn的主要存在形态为残渣态,而Ni的主要存在形态为潜在可利用态;三种元素的生物有效性大小顺序为NiZnCu.对麦粒中重金属健康风险进行评价反映出麦粒中Ni含量对人体健康风险较大,而Cu和Zn对人体健康风险较小.逐步回归分析结果表明,农田土壤中Cu可交换态和碳酸盐结合态对麦粒中Cu含量贡献最大,而对麦粒吸收Zn和Ni贡献最大的形态分别为Zn的碳酸盐结合态和Ni的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和有机结合态.土壤重金属Cu,Zn和Ni各形态分配系数较总量和各形态含量更适合表征本研究区域土壤重金属的生物有效性.     

大气降尘与土壤中重金属铬的形态分布规律

主要对成都理工大学校园内大气降尘和土壤中重金属铬的形态分布进行了分析比较,得出以下结论:重金属铬在大气降伞和土壤中的含量存在差别,大气降尘中铬的最明显大于土壤中的量,且基本上是土壤的两倍左右.且形态分布规律不同,大气降尘中铬含量的形态分布由大到小的次序是:残渣晶格态,铁锰氧化物结合态,有机结合态,碳酸盐结合态,可交换态;土壤中南大到小的次序是:残渣品格态,有机结合态,铁锰氧化物结合态,碳酸盐结合态,可交换态;铬在大气降尘中多存在于残渣晶格态(35.35%～59.82%)和铁锰氧化物结合态(25.97%～40.23%),且两者相差不大.而在土壤中多存在于残渣晶格态(37.22%～75.06%)和有机结合态(4.30%～12.98%),且主要以残渣品格态为主.形态分离方法采用Tessier五步连续提取法,重金属铬的测定方法采用国标方法(GB/T 5009.123-2003)示波极谱法.     

外源Cd胁迫下施污土壤中重金属的形态特征和土壤酶活性的关系

采用外源添加重金属和Tessier五步连续浸提法研究重金属镉(Cadmium,Cd)在添加不同比例(0%、2%和8%)城市污泥的施污土壤中各形态的转化,并探讨了不同程度Cd胁迫下,3种城市污泥添加比例的施污土壤中Cd的各形态特征与3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶)活性之间的关系.结果表明,3种不同污泥比例施污土壤的对照处理中,Cd均以残渣态为主要赋存形态,随着Cd胁迫增加,施污土壤中Cd各形态含量均随之增加,且可交换态对外界胁迫响应程度最大,Cd的主要赋存形态均由残渣态转变为碳酸盐结合态和铁锰氧化态.且不同比例施污土壤中蔗糖酶活性、脲酶活性和碱性磷酸酶活性均随着Cd胁迫水平的增加呈现先升高后降低的趋势,相同胁迫水平下,3种酶活性均随着施入土壤中城市污泥比例的增加而增大.对酶活性起促进作用的主要为可交换态和碳酸盐结合态,起抑制作用的主要为铁锰氧化态.     

粤东凤凰山茶区土壤锰、锌赋存形态特征及对茶叶的有效性

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个茶园土壤Mn和Zn的5种赋存形态特征及对茶叶的有效性进行了研究。结果发现,茶区土壤Mn平均含量为337 mg.kg-1,Zn平均含量为166.0 mg.kg-1,Mn和Zn的形态分布规律均表现为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机束缚态>可交换态>碳酸盐结合态。土壤铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态Mn含量以及碳酸盐结合态、有机束缚态和铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤pH值呈显著正相关,可交换态Mn含量与土壤pH值呈显著负相关;有机束缚态Mn、Zn含量以及铁锰氧化物结合态Zn含量分别与土壤有机质含量呈显著正相关,而铁锰氧化物结合态Mn含量与土壤有机质含量呈显著负相关。茶区茶叶Mn平均含量为1 046.3 mg.kg-1,Zn平均含量为42.0 mg.kg-1。茶叶Zn含量分别与土壤可交换态、有机束缚态、碳酸盐结合态Zn含量以及有机质含量呈显著正相关;茶叶Mn含量分别与土壤可交换态、碳酸盐结合态、有机束缚态Mn含量呈显著正相关,而与土壤pH值呈显著负相关。土壤pH值和有机质含量对茶区土壤Mn和Zn的化学形态分布及茶叶中Mn和Zn的累积有重要影响。     

北京市表层浮土和水体底泥中汞的赋存形态及其相互体系

应用分级萃取法测定了１２个北京有层浮土和３个水体底泥中汞的赋存形态，并应用多元统计分析和其相互关系进行了研究，北京市表层浮土中汞所含量分布变异较大，但其趋势为：残渣态〉强有机结合态〉水溶态〉其它形态，各形态汞含量以决于土壤和底泥中汞含量的大小，其次才是环境因素，强有机结合态和残渣态主要的赋存形态，对汞在土壤物底泥中的固定起着重要的作用，较易移动的水溶态、ＦＡ结合态和交换态对汞在环境中迁移转化也有一     

外源稀土在土壤中的形态转化研究

研究了外源可溶性稀土进入土壤后的形态分布及形态转化的时间进程。外源稀土进入土壤（华北潮土）后迅速向各个形态转化,实验进行了６０ｄ,稀土形态在此期间的变化结果表明：交换态迅速下降;碳酸盐结合态的变化情况与交换态基本相同,只是下降的幅度较交换态小;铁锰氧化物结合态生微弱地上升,然后逐步下降;有机结合态则先稳定再逐步升高,外源稀土可在此态积累;残渣态在实验期内基本稳定,无明显变化。     

根际土壤中Cd、Pb形态转化及其植物效应

采用根袋盆栽试验和连续形态分析方法研究根际土壤中Cd、Pb形态转化及其植物效应。结果表明，(1)在低Cd质量分数(≤1mg／kg)污染条件下，根际土壤中cd主要以残渣态存在；在较高cd质量分数(≥5mg／kg)污染条件下，cd主要以交换态和碳酸盐结合态存在，即根际土壤中Cd由残渣态向交换态和碳酸盐结合态转化，Cd活性增强。(2)Pb在根际土壤中主要以有机结合态和铁锰氧化物结合态存在，交换态质量分数很低，并随Pb污染水平的提高，其主要存在形态未改变。(3)土壤中Cd、Pb总质量分数及各形态质量分数(残渣态除外)与小麦根、茎叶中Cd、Pb质量分数呈正相关性，而与鲜质量呈负相关性；当w(Cd)添加量≥5mg／kg时，小麦鲜质量明显下降；当w(Pb)≥500mg／kg时，小麦鲜质量下降。     

干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究

测定了Cd、Pb、Zn和Ni等重金属在不同处理土壤中的全量和各赋存形态,以及它们在盆栽试验油菜（Brassica cole）中的质量分数,并利用Pearson相关系数分析了该区土壤-油菜体系的生物有效性。结果表明,供试绿洲土壤原状土中,Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在;而在处理土壤中,重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Pb、Zn和Ni则主要以铁锰氧化态为主。根据相关性分析,油菜根部和叶部的Ni质量分数均与土壤中Ni的各非残渣态分布系数有相关性,表明当土壤中Ni以非残渣态存在时,活动性Ni的质量分数较高,其被生物吸收利用的可能性也较大;油菜根部的Zn质量分数与土壤中Zn的碳酸盐结合态分布系数显著的正相关性;油菜各部位Cd和Pb的质量分数与土壤中Cd和Pb的各形态分布系数之间无显著相关关系。     

北京市西城区雨水管道沉积物中重金属特征

在对北京市西城区部分排水管道调研的基础上,对几个典型雨水检查井连接雨水管道沉积物中赋存的主要重金属污染物污染水平及形态分布进行了研究,分析了沉积物粒径及有机质含量对重金属污染物赋存水平的影响.结果表明,排水管道沉积物中:Cr主要以残渣态存在;Cu和Zn以具有活性潜力的铁锰氧化物形态及碳酸盐结合态两种形态为主;Pb的残渣态含量平均值达到了56.4%;Ni的可交换态和碳酸盐结合态含量相对较大;可交换态Cd占其总量的比例最高值达22.4%,而残渣态的Cd含量极小.     

深圳湾红树林沉积物-植物体系汞的分布规律和形态分配特征

为了解重金属汞在非根际沉积物-根际沉积物-红树植物连续体系中的分布特征和迁移规律,以及沉积物中汞的化学形态特征,于深圳湾福田红树林实地采集红树植物幼苗样品及其林下沉积物样品,采用连续提取法对沉积物中汞的各种化学形态进行提取,通过冷原子荧光光谱仪进行定量分析。研究对象包括福田红树林3种常见红树植物,包括白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)2个本土种和海桑(Sonneratia caseolaris)1个引进种,并以无植被覆盖的光滩作为空白对照。结果表明,在沉积物-红树植物体系中,根际和非根际沉积物中的总汞含量均高于红树植物幼苗。进入植物体后,汞在茎中的含量均小于根和叶。本土种植株表现出较强的汞积累能力。白骨壤幼苗汞积累量最高,质量分数达到45.32 ng·g-1,其次为桐花树幼苗,汞质量分数为23.49 ng·g-1。3种红树植物对汞的生物积累因子在0.02~0.35范围内,迁移因子处于0.4~0.99范围内,均低于1,表明它们从土壤吸收、并向地上部分运输汞的能力较弱,倾向于采取金属排斥策略,以实现植物体的自我保护。非根际沉积物中汞的各个化学形态质量百分比表现为有机结合态可挥发态残渣态可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态,根际沉积物中汞表现为可挥发态机结合态残渣态铁锰氧化物结合态可交换态碳酸盐结合态,总体表现为生物可利用态和潜在可利用态质量分数较高,不可利用态较少。与本土种相比,引进种海桑能够将更多汞以稳定性相对较高的生物不可利用态和潜在可利用态形式固定于土壤中,表现出较好的治理汞污染能力。     

土壤重金属化学形态的生物可利用性评价

重金属化学形态是近年来土壤化学、植物营养和环境科学研究领域的一个热点和难点,利用重金属的化学形态分布和含量变化来评价重金属的生物可利用性,有利于全面研究重金属的危害性和治理重金属污染土壤。结果表明,水溶态和交换态的重金属易被生物吸收利用,而残留态重金属一般不被生物利用,其它形态如碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态的生物可利用性主要取决于外界环境的变化。     

子牙新河下游湿地土壤重金属垂直分布及形态特征

2014年秋季在子牙新河下游湿地采集柱状土壤样品,分析了Cd、Zn、Cu、Pb的垂向分布特征,利用Tessier连续浸提法,分析了典型湿地N1、N3、B3的重金属形态.研究结果表明,Cd、Zn、Cu、Pb含量垂向分布差异性比较大,波动幅度比较大,多数点位Cd、Cu、Zn在11—19 cm深度处出现峰值,可能与过去金属的输入和周期性淹水有关.Zn、Cu、Pb形态分布为残渣态铁锰氧化物结合态有机物结合态可交换态碳酸盐结合态,Cd形态分布为铁锰氧化物结合态可交换态残渣态有机物结合态碳酸盐结合态,Cd的生物有效性较高.湿地淹水条件影响到湿地重金属Cd的交换态和铁锰氧化物结合态的垂直分布.Cd主要以铁锰氧化物结合态的形式存在于湿地土壤中,其百分含量占53.2%,而重金属Zn、Cu、Pb主要以残渣态的形式存在于湿地土壤中,其百分含量均高于60%.根据风险评价编码法(RAC)对重金属的化学形态进行风险评价,风险顺序为:CdZnCuPb,因此重金属Cd应引起足够的重视.     

硫代硫酸铵添加对黄平大黄油菜富集土壤汞的影响-田间试验

在田间条件下,研究添加硫代硫酸铵对黄平大黄油菜(Brassica juncea var.HPDH)富集土壤汞(总汞含量13.7mg·kg-1)及土壤汞形态转化影响。试验设置2个处理,对照小区(无硫代硫酸铵)和处理小区(每公斤土壤加入8 g硫代硫酸铵),硫代硫酸铵溶液在植物收获前7 d添加到土壤。试验结束后,分析植物生物量和组织内汞含量。结果表明,硫代硫酸铵处理小区植物生物量(干重)要略高于对照区。硫代硫酸铵处理小区植物根系和地上部分汞含量分别是对照区的600和250倍。利用连续化学浸提法分析了修复前后土壤汞形态变化特征,发现硫代硫酸铵辅助植物修复后能显著降低土壤有机结合态汞含量,大幅度提高残渣态汞含量,溶解态与可交换态汞含量略有增加,特殊吸附态和铁锰氧化态汞含量无显著变化。     

水分条件对紫色土中铅形态转化的影响

以培养试验模拟3种水分条件（80％田间持水量、于湿交替及淹水）下,重金属铅（Pb）在紫色土中形态转化的动态过程,结果表明,外源Pb进入紫色土后,随着培养时间的增长由交换态向碳酸盐态、铁锰氧化物态、有机结合态转变,残渣态所占比例基本稳定．Elovieh方程可以拟合交换态Pb在紫色土中转化的动力学过程．交换态Pb在土壤中的...     

锑矿土壤中As和Sb的分布、形态及生物可利用性

采用微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法测定了晴隆锑矿区土壤中总砷和总锑,利用Tessier连续提取法分析土壤中不同形态砷和锑.结果表明,各采样点土壤As、Sb含量分别为17.98—127.85 mg·kg-1、171.93—601.59 mg·kg-1,远高于贵州省背景值;土壤中砷和锑的存在形态均以残渣态为主,其次是有机结合态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态,可交换态很少;土壤中生物可利用态锑占总和0.33%—1.72%,其含量为0.60—3.91 mg·kg-1,而土壤中生物可利用态砷占总和0.09%—0.57%,其含量为0.15—0.48 mg·kg-1.