湖北省利川市表层土壤中硒元素形态的受控因素研究

土壤中硒元素的迁移、转化及其生态效应,除了与土壤中硒的总体含量有关外,还与硒在土壤中的赋存形态有很大关系。对湖北省利川市表层土壤中硒元素各形态含量及其与总硒含量、有机质含量和酸碱度的关系进行了研究,结果表明:研究区非富硒土壤中各硒形态占全量的比值,除腐殖酸结合态、强有机结合态明显低于富硒区外,其余形态均高于富硒区土壤;土壤中有机质含量与硒元素水溶态、碳酸盐结合态、强有机结合态含量呈现正相关性,相关系数0.3,与离子交换态、腐殖酸结合态、铁锰结合态、残渣态呈微弱正相关;土壤pH对离子交换态、可交换态影响显著,在碱性土壤中,硒的可利用态含量较高。     

土壤几种化学性质对土壤Cr形态的影响

考察了土壤几种化学性质同土壤铬形态及土壤铬生物有效性间的关系。采用Tessier连续提取法对所采集的土壤样品进行铬形态提取,用火焰原子吸收分光光度法对提取液进行测定。各形态百分含量：水溶态0．29％、交换态0．31％、碳酸盐结合态0．48％、铁锰氧化物结合态3．38％、有机质结合态6．76％、残渣态88．72％。所研究的土壤化学性质中,土壤pH值、阳离子交换量以及碳酸盐量对土壤铬形态分布及生物有效性影响较大,铁氧化物与有机质含量对土壤铬形态的分布及生物有效性有一定的影响。     

南矶山湿地土壤中砷硒的形态及微生物群落结构特征

以鄱阳湖南矶山湿地为研究区域,研究了三种典型植被南荻、芦苇、苔草土壤中的砷和硒形态的分布特征以及与土壤酶活性、微生物群落结构的关系。结果表明:三种植被土壤砷含量平均值为16.21±3.77(mg·kg~(-1)),大小顺序为:南荻>芦苇>苔草;土壤硒含量平均值为0.33±0.02(mg·kg~(-1)),大小顺序为:苔草>芦苇>南荻。土壤砷形态含量大小顺序为:残渣态砷>铁型砷>钙型砷>铝型砷>交换态砷,残渣态砷和残渣态硒含量均分别约占总砷和总硒含量的50%。南荻、苔草和芦苇的可交换态硒的百分含量分别为:7.36±0.04%,9.27±0.06%和7.72±0.05%。芦苇、苔草和南荻的总PLFA含量分别为132.29±3.72、93.26±2.39和122.97±3.15(nmol·g~(-1)),呈现芦苇>南荻>苔草趋势。铝型砷含量与土壤脲酶显著正相关;残渣态砷与放线菌显著正相关,与蔗糖酶和脱氢酶显著负相关;水溶态硒与革兰氏阳性菌呈显著正相关,与真菌、脲酶、过氧化氢酶呈显著负相关。交换态硒和残渣态硒都与蔗糖酶呈正相关,与放线菌呈负相关。实验结果表明,土壤中的砷和硒的形态与土壤微生物活性和群落结构密切相关。     

松嫩平原含水层沉积物特征及其对砷赋存态分布的影响

松嫩平原西部地区为中国砷中毒区域,含水层沉积物特征及砷赋存态对地下水砷迁移、转化的影响并不清楚。在对研究区高砷区与低砷区钻孔沉积物进行取样的基础上,运用激光粒度分析、Tessier五步提取法和Keon分步提取法分别确定了不同深度沉积物的粒度分布和不同赋存态砷含量,系统研究了沉积物的水力传导系数、不同赋存态砷的分布及其与高砷地下水形成的关系。结果表明:沉积物5种赋存态砷(包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁/锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态)中,铁/锰氧化物吸附态砷含量最高,并且砷含量与铁、锰含量呈明显正相关性;高砷区钻孔沉积物铁/锰氧化物吸附态砷质量分数为(1.18~6.11)×10^-6,低砷区为(0.67~2.60)×10^-6;高砷区钻孔沉积物以粉砂、黏土为主,水力传导系数介于0.004~0.027m·d^-1,低砷区钻孔沉积物以细砂、中砂为主,水力传导系数介于0.005~0.2m·d^-1;沉积物中粉砂或黏土含量越多,则沉积物颗粒越小,其水力传导系数越低,各赋存态砷含量越高,因此,高砷区低水力传导系数有利于还原环境的形成。通过地下水的循环,高砷含水层沉积物的淋滤作用和铁/锰氧化物的还原性溶解形成了研究区高砷地下水。     

沉积物对砷镉重金属的吸附性能研究

我国河流砷镉污染形势严峻,具有超标率高、成因复杂等特点,相关科学认识薄弱,亟待深入研究.采用原子荧光光谱、原子吸收光谱及BCR连续提取法等技术及方法研究河流沉积物对As和Cd的吸附性能.研究结果表明：粒径小于53μm的沉积物对As和Cd吸附量最大,有机质促进沉积物吸附As和Cd;沉积物对As的去除率随pH升高而降低,对Cd的去除率则相反;沉积物吸附As和Cd(25 mL、50 mg/L)效果最佳用量分别是1.0 g和0.8 g;沉积物吸附As后主要化学形态为铁锰氧化物结合态,而吸附Cd后的主要化学形态是可交换态/碳酸盐结合态.该研究为认识及控制河流沉积物中As和Cd的污染提供了科学理论依据.     

煤及顶板中稀土元素赋存状态及逐级化学提取

用逐级化学提取的方法研究了石炭井、石嘴山和峰峰矿区煤层及顶板中稀土元素的存在形态 ;根据稀土元素的特性 ,把稀土元素分为水溶态 ( )、可交换态 ( )、碳酸盐结合态 ( )、有机态 ( )、硅铝化合物结合态 ( )和硫化物结合态 ( ) .研究表明 ,无论是煤中还是顶板中的稀土元素主要赋存在硅铝化合物结合态中 ;水溶态和可交换态中稀土元素含量甚微 ,是稀土元素地球化学性质稳定的表现之一 .高含量的碳酸盐矿物、硫化物矿物和有机质亦对稀土元素的赋存状态起了一定作用 .在煤层顶板中 ,以硅铝化合物和硫化物结合态的稀土元素含量随着原子序数的增加而减少 ,以有机质结合态的稀土元素随着原子序数的增加而增加 ,且和煤层中稀土元素的赋存状态不同 ,表明不同沉积环境以及相同沉积环境对不同物质中的稀土元素的分馏效应是不同的 .     

大孤山矿区土壤重金属形态分布特征及影响因素

目的 分析了大孤山铁矿尾矿库及周边景区重金属形态分布及理化指标对重金属形态的影响,为矿区重金属污染修复治理方面提供科学依据.方法 采用Tessier 5步连续提取法对土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni等5种重金属元素的形态进行了分析,并用相关分析法分析了重金属各形态与土壤理化性质的关系.结果 Cu主要以残渣态存在,有机结合态次之,Zn、Pb、Ni 3种金属的残渣态占绝对优势,Cd的可交换态是5种重金属中最高的.相关分析可知,pH对各重金属可交换态影响较大,OM是影响有机结合态和残渣态的主要因素,也是影响Pb可交换态的主要因素,Eh是影响Zn各形态和Ni残渣态的主要因素.结论 Cd有效态含量最高,占总量的32.25%,其他矿区重金属形态总体为残渣态为主,相关分析结果表明,不同金属的形态分布受到土壤理化性质的影响比较明显.     

铁锰基材料对重度砷污染土壤的稳定化处理研究

【目的】研究铁锰材料对重度砷污染土壤稳定化效果。【方法】选择三个重度砷污染土壤(T1、T2、T3),添加铁锰材料,进行30 d的土壤培养试验,研究铁锰材料对土壤的浸出浓度、pH以及土壤砷赋存形态的影响。【结果】添加铁锰材料,供试土壤As浸出浓度下降,稳定化效率逐渐提高,T1、T2、T3稳定化效率均在50%以上,最高可达91.81%。其中T1 1.5%以上处理和T2 2.5%以上处理的土壤As浸出浓度低于1.2 mg/L的控制限值,而T3所有处理的As浸出浓度均高出1.2 mg/L的控制限值。添加铁锰材料,供试土壤pH随试验进行先下降而后趋于稳定,均下降了0.5以上,平均降幅为32.25%、13.70%和11.56%。添加铁锰材料,土壤As的形态呈现F1(非专性吸附态砷)与F2(专性吸附态砷)含量下降,而F3(无定形铁铝氧化物结合态砷)的含量上升趋势。【结论】重度砷污染土壤添加铁锰材料,可以降低土壤pH,降低土壤砷的浸出浓度以及将土壤砷的专性吸附态与非专性吸附态转化为无定形铁铝氧化物结合态。     

鄱阳湖典型湿地土壤铁形态分布特征

研究鄱阳湖典型湿地不同层次土壤铁的形态分布特征,为土壤铁污染提供理论依据。根据土壤类型及地形位置采集了表层土壤和典型土壤剖面土样,采样范围涵盖了鄱阳湖95%以上的湿地,采用BCR三步法测定铁的可交换态及碳酸盐结合态(弱酸溶解态)、Fe/Mn氧化物结合态(可还原态)、有机物及硫化物结合态(可氧化态)和残渣态的含量,讨论并分析鄱阳湖典型土壤中总铁和各形态铁的分布特征。结果表明:各采样点土壤总铁的含量差异不大,铁形态以残渣态为主,其次是可还原态,占总铁的比例范围分别为76.96%~90%和9.68%~14.41%,可氧化态含量相对较低,酸可提取态含量最低。相关分析表明,各形态与总铁含量之间存在极显著的相关性。前3种形态铁的含量受土壤中p H和Eh的影响较大。从垂直分布来看,4个样点的各形态含量随深度的变化没有明显的规律。     

碳化作用对固化/稳定化污染土中铅的化学溶出特性的影响

固化/稳定化技术已广泛应用于重金属污染场地修复,而二氧化碳碳化作用会改变水泥固化重金属污染黏性土中污染物的化学溶出行为。以铅污染土为对象,采用酸/碱滴定试验和pH相关溶出试验测得浸出液中铅的浓度与pH值的关系,通过连续提取试验确定铅的5种化学赋存形态,研究碳化作用下水泥固化重金属污染黏性土化学溶出特性的变化以及重金属污染物的溶出与pH值的关系。结果表明:碳化作用下,固化污染土的酸/碱缓冲能力减弱18.5%～72.4%;固化污染土中铅的溶解度与pH值的关系展现了两性物质的行为特征,pH值介于7～11之间时,铅的溶解度相对较小,pH值小于7或大于11时,铅的溶解度较大;固化污染土中铅的化学赋存形态均以铁-锰氧化物结合态为主,碳化作用下,水泥固化土中可交换态和碳酸盐结合态所占比例分别增加4.3%和3.5%,而铁-锰氧化物结合态、有机结合态和残余态所占比例分别减小2.1%、0.9%和4.8%;酸雨和碳化共同作用下水泥固化土中的铅更易溶出。     

微波萃取土壤中重金属形态的分析研究

利用微波的能量研究了经改进的Tessier系列萃取法,并用此法萃取分析了土壤中重金属的形态。结果表明,用微波萃取重金属的前3步形态所需时间为10.5 min,仅是常规振荡萃取的1/69,Cu、Fe、Pb和Zn的第1形态(可交换态)、第2形态(碳酸盐结合态)和第3形态(铁-锰氧化物结合态)部分的微波萃取效率是常规振荡萃取的101%～772%,但Mn和Ni在第2形态的结果稍微偏低,Ni在第1形态的结果也偏低。两种萃取方法所得的结果基本吻合,样品1中可萃取的Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn主要以第3形态存在。样品2中可萃取的Cu、Fe、Mn、Ni和Pb也主要与第3形态部分相关;而可萃取的Zn则主要以第4形态(有机质结合态)存在。     

城市内河底泥与上覆水的污染物相互关系试验研究

针对福州市晋安区水系5个点位的河道底泥与其上覆水,开展有机质、总氮总磷、重金属污染物含量试验,采用分配系数定义底泥污染物和水中污染物的浓度比值,通过有机质、总氮总磷、重金属污染物的分配系数分析底泥其与上覆水中污染物的关联性,导入分配系数标准差与相关系数的关系,探讨底泥与上覆水污染物的关联度,进而明确其关键影响因素。结果表明：不同污染物在底泥与其上覆水中的分配比重不同,上覆水与底泥中污染物的相关系数差异较大,污染物分配系数越稳定,底泥与其上覆水中污染物的相关性越高;底泥中黏粒含量、有机质含量及塑性指数对污染物分配系数具有显著影响,污染物分配系数均随底泥黏粒含量的增加而增大,重金属分配系数随着底泥有机质含量的增加而增大;有机质分配系数与总氮分配系数随塑性指数的增大大致呈增大趋势,各重金属分配系数的对数值与底泥塑性指数之间具有良好的线性关系。     

卡马西平在云南典型土壤上的吸附研究

卡马西平的广泛应用使得其大量进入环境,随之而来的环境风险引起了人们的广泛关注.土壤作为有机污染物主要的汇集地,控制了污染物的迁移、转化等环境行为,进而影响了污染物的生物效应和环境风险.本实验以云南典型10种土壤为吸附剂,探讨卡马西平在土壤上的吸附行为.结果表明,土壤对卡马西平（CBZ）有较强的吸附,且受土壤理化性质的影响.卡马西平在土壤中的吸附符合Freundlich模型,其吸附系数Kd值与土壤有机质含量和粘粒呈显著正相关性,而土壤的pH值、沙粒含量、CEC、粉粒含量与Kd没有显著的相关性.     

苯酚在松花江沉积物上的吸附行为及其影响因素

研究了松花江3个不同采样点沉积物对水体中苯酚的吸附行为,初步探讨了沉积物的有机质含量、颗粒粒径及水体pH对吸附作用的影响.结果表明:苯酚在松花江沉积物上的吸附行为可以同时用Freundlich型和Langmuir型吸附等温式来描述,说明其吸附行为比较复杂.吸附量随沉积物中有机质含量的升高而增大,随沉积物颗粒粒径的增大而减小,随水体pH的升高而增大.     

松花江沉积物对双酚A的吸附特性

研究了双酚A在松花江水体沉积物上的吸附特性．实验结果表明：在酸性条件下底泥对双酚A的吸附量随着溶液pH值的升高而降低,在碱性条件下影响不明显;沉积物对双酚A的吸附量随着沉积物粒径的增大而降低,随着沉积物量的增大而增大;沉积物有机质对双酚A的吸附作用在溶质的整个溶解度范围内,吸附等温线都是线性的．入江口沉积物和九站沉积物对双酚A的吸附等温线均符合Langmuir方程,白旗采样点沉积物对双酚A的吸附等温线符合Freundlich方程．     

北京地区不同类型土壤弥散试验

以北京地区不同类型的土壤——黏土、重粉质黏土、粉质黏土、黏质粉土和砂土为研究对象,通过室内土柱水动力弥散试验,得到了不同类型土壤的弥散系数.穿透曲线测定结果表明,氨氮和有机物在黏土、重粉质黏土、粉质黏土和黏质粉土中运移时穿透曲线大致分为2个阶段,在砂土中的穿透曲线呈逐渐上升并最终达到稳定的趋势.     

不同性质土壤中镉的形态特征及其影响因素

以氢化物-原子荧光法为主要研究手段,结合其他仪器和化学分析方法,以Statistical Program for Social Sciences(SPSS)数理统计软件为研究工具,研究了不同性质土壤中的镉形态分布特点,土壤中各形态镉之间以及与土壤性质之间的关系。实验结果表明:所试15个土壤样品中,有12个样品镉总量超过国家二级土壤标准;土壤有效态镉与总镉有显著的线性相关;所试土壤镉赋存形态以可交换态为主,各形态镉的变异系数大;各形态镉之间有一定的相关关系;有效态镉是各形态镉的综合反映;土壤环境因素对镉形态分配影响强于化学组成的影响,pH是最活跃的一个影响因素,有机质是除pH外最能影响镉形态的因素。     

表层沉积物中粘土及其主要组分吸附Cu和Zn的行为研究

以表层沉积物中的粘土为研究对象,利用选择性萃取分离-吸附-加和模型方法考察了粘土及主要组分(铁锰氧化物、有机质和粘土矿物)吸附Cu,Zn的热力学特性。结果表明粘土吸附Cu,Zn的能力略高于表层沉积物吸附Cu,Zn的能力,且粘土中铁锰氧化物对Cu,Zn吸附的相对贡献最大,有机质次之,粘土矿物最小,与表层沉积物中各组分吸附Cu,Zn的规律一致,说明铁锰氧化物控制水环境中痕量重金属的作用不容忽视。     

污染河流沉积物锑释放规律的研究

为了研究锑污染河流水化学环境条件对沉积物锑释放的影响,进行了锑矿区下游河流沉积物样品的特性表征及环境条件(pH、盐度和腐植酸质量浓度)对锑释放影响规律的研究.首先对沉积物样品进行了物相、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X线荧光光谱分析,并开展了不同pH、盐度和共存腐植酸质量浓度下锑的释放量及释放动力学实验.表征分析结果表明:所采集的沉积物样品矿物相、表面官能团、主要元素含量等特性相似;沉积物中主要含有石英石、斜长石、云母、斜磷锰矿和方解石,主要金属含量顺序均为Si>Al>Fe>Ca>K>Mg>Mn.模拟环境条件影响的批式实验结果表明:随着pH降低、盐度升高和腐植酸质量浓度增大,锑释放均呈增加趋势,其中pH对锑释放影响最大;pH对沉积物/锑酸盐作用的影响是样品所含矿物溶解释放锑和矿物表面荷电特性改变吸附Sb(OH)6-/H3SbO3能力变化两方面综合平衡的结果;在pH=3.0时,沉积物锑释放量与沉积物表面Mn元素显著相关,推测样品斜磷锰矿的含量及其溶解显著地影响锑的释放,矿物(主要是斜磷锰矿)溶解比表面吸附对锑的释放影响更大.