RCEES OpenIR  > 环境化学与生态毒理学国家重点实验室
土壤/沉积物中金属元素形态分析和生物可给性研究
王松雪
Subtype博士
Thesis Advisor张淑贞
2004-06-01
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Degree Discipline环境科学
Keyword分级和生物可给性 吸附/解吸 金属元素 土壤和沉积物 低分子量 有机酸
Abstract目前土壤和沉积物中金属元素的化学形态的直接表征是十分困难的。但基于操作定义的分级提取方法在生物可给性研究中得到广泛的应用。近年来,在已经提出的众多分级提取方法中,BCR分级提取方法得到较多关注。BCR方法将沉积物或土壤中的金属元素按操作定义分为水溶态、可交换态与碳酸盐结合态(B1),铁.锰氧化物结合态(B2)和有机物与硫化物结合态(B3)。
样品前处理和沉积物粒度是影响金属元素分级的两个因素,但在以往的研究中常易忽略。本论文第一部分首先考察了室温风干(20℃)、烘箱烘干(85℃)和冷冻干燥前处理方法对金属元素分级的影响。结果表明沉积物前处理影响金属的分级提取形态。和新鲜样品对比,其中冷冻干燥对分析结果的影响最小.此外,还考察了不同粒径中金属元素的分级,结果表明在沉积物细粒度部分中金属元素B1态和B3态浓度明显增大,可以作为污染考察的指标。同时发现金属元素的总可提取级分(B1+B2+B3)主要集中在<63~m的颗粒部分中。这也证明了<631am的级分作为评价沉积物污染研究是合理的。从另一个角度这也论证了以<63~m颗粒研究水体介质的合理性。最后,结合金属元素的总量和分级提取形态,考察了官厅水库沉积物中金属元素污染情况。结果表明,官厅水库总体上受金属元素污染较轻,一些采样点受到Pb,Zn和Cd的轻微污染。各个采样点重金属元素浓度相关分析表明Pb,Zn,Cd可能有共同的污染源。
造纸废液直接排放会污染环境,其副产品木质素在农田土壤中的应用是一种解决途径,但对土壤潜在的污染也需重视。本论文第二部分考察了施加木质素对江西、黑龙江和北京农田土壤的土壤性质和金属元素形态分布及其生物可给性的影响。结果表明木质素施加后能改变土壤的阳离子交换容量、有机质含量、有效磷和有效钾浓度等。施加木质素会使土壤中金属元素B3态升高,而B2态降低,BI态在不同的土壤中没有呈现普遍的增减趋势。温室盆栽实验表明,木质素施加后增加了植物生物量,也增加了Mo和Mn在植物体内的富集,但降低了金属元素Cu,Zn,Cd,Ni,Cr和Pb的生物可给性。
低分子量有机酸是土壤中普遍存在的有机配体,可以通过络合作用影响土壤中金属元素的移动性及生物可给性。但低分子量有机酸吸附在矿物上对金属元素的吸附/解吸行为产生的影响很少研究。本论文第三部分考察了低分子量有机酸改性的土壤粘土矿物.伊利石和蒙脱石上金属元素的吸附/解吸行为。结果表明有机酸改性矿物上pH静态吸附曲线趋向平缓,动力学吸附过程证明金属元素的吸附量减少, 慢吸附阶段延长。在有机酸改性粘土矿物上吸附的金属元素陈化20周后,比在未经改性粘土矿物上被吸附的金属元素更易解吸。最后,通过对矿物表面的反应分析表明可能是矿物表面的吸附位点与有机酸生成内层或外层络合物影响了金属元素在其上的吸附/解吸行为。
本论文的最后一部分对吸附在伊利石、蒙脱石和软锰矿上的金属元素生物可给性进行了考察,结果表明吸附在这些矿物上的金属元素易于被植物吸收,其中伊利石吸附的金属元素最易被植物吸收,其次是软锰矿和蒙脱石,后两者区别不明显。同时发现两种矿物混合后,金属元素的生物可给性会降低,表明在不同矿物相间可能发生了金属元素由活动性强到活动性弱的转移。
Subject Area环境化学
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/2146
Collection环境化学与生态毒理学国家重点实验室
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GB/T 7714
王松雪. 土壤/沉积物中金属元素形态分析和生物可给性研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2004.
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