腐植酸、水鐵礦及其共沉物對土壤Pb形態(tài)及生物有效性的影響.pdf

1、土壤Pb是威脅土壤農(nóng)作物產(chǎn)品安全和人體健康的主要土壤重金屬污染物質(zhì)之一。因此，Pb在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化特征和生物有效性成為眾多研究者的研究課題。腐植酸和鐵氧化物是土壤理化性質(zhì)和土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化的重要影響因素，二者通過直接和間接的方式影響土壤Pb的形態(tài)和活性。腐植酸和鐵氧化物的復(fù)合物在水環(huán)境中對重金屬離子吸附效果較好，同時，有研究表明，該類復(fù)合物在土壤中能夠降低重金屬活性。但目前對腐植酸和鐵氧化物共同作用下土壤重金屬形態(tài)及活性的變化特征和

2、土壤重金屬最佳鈍化添加比例的研究較少，相關(guān)鈍化研究機(jī)理不夠完備。因此，探討腐植酸與鐵氧化物的共沉物對污染土壤中重金屬的形態(tài)轉(zhuǎn)化和生物有效性的影響，對降低土壤重金屬活性和保護(hù)農(nóng)作物質(zhì)量安全有重要實(shí)際意義。
　　本文采用土培實(shí)驗(yàn)來探討煤炭腐植酸、水鐵礦和二者的共沉物——碳鐵共沉物對土壤Pb形態(tài)的影響特征。水鐵礦、碳鐵共沉物采用掃描電鏡（SEM）、X-射線衍射和BET比表面積等表征鑒定方法確定添加物的表面結(jié)構(gòu)特征，腐植酸采用紅外光譜鑒定

3、（FTIR）。并將這三種添加物加入Pb污染土壤中，經(jīng)過一個月的培養(yǎng)后，采用改進(jìn)BCR法測定煤炭腐植酸、水鐵礦、碳鐵共沉物存在下土壤Pb各形態(tài)含量。分析不同添加物對土壤Pb形態(tài)的影響差異，尋找鈍化土壤Pb的最佳碳鐵比（腐植酸中碳元素質(zhì)量與鐵氧化物中鐵元素質(zhì)量之比），探討三種添加物對土壤Pb形態(tài)的影響機(jī)理。并采用土壤重金屬單步浸法提取土樣中Pb可浸提濃度，以此來檢驗(yàn)添加物對土壤Pb生物有效態(tài)的鈍化效果。主要結(jié)論如下：
　　(1)煤炭腐

4、植酸的加入，降低了碳鐵共沉物的比表面積和空隙容量，增大了孔徑，粗糙了共沉物表面。
　　(2)腐植酸、水鐵礦和碳鐵共沉物對土壤pH值影響不顯著，且無明顯變化規(guī)律。土壤電導(dǎo)率隨重金屬濃度的增加而增加。腐植酸對電導(dǎo)率的影響無明顯變化規(guī)律，總體因腐植酸的加入有降低；水鐵礦抑制低濃度Pb土壤的電導(dǎo)率，增強(qiáng)高濃度Pb土壤的電導(dǎo)率；土壤電導(dǎo)率因碳鐵共沉物碳鐵比例的增加而增加。
　　(3)土壤中加入腐植酸后，土壤Pb的可交換態(tài)降低。但不同添

5、加物和不同添加量下，可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Pb的含量變化情況不穩(wěn)定。
　　(4)低添加量下水鐵礦促進(jìn)可交換態(tài)和可還原態(tài)的Pb向可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)Pb轉(zhuǎn)化，增加水鐵礦添加量后，前三種形態(tài)的Pb均向殘?jiān)鼞B(tài)Pb轉(zhuǎn)化。
　　(5)低碳鐵比例下（0.0214~0.3215），前三態(tài)Pb均向殘?jiān)鼞B(tài)逐漸轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化程度由大到小為可氧化態(tài)、可交換態(tài)、可還原態(tài)。較低Pb濃度水平下，殘?jiān)鼞B(tài)Pb在碳鐵比例最小時積累量最大；較高Pb濃度下，殘?jiān)鼞B(tài)在

6、碳鐵比例為0.1072時積累量最大。
　　(6)碳鐵比例擴(kuò)增（0.2500~2.0000）后，在碳鐵共沉物影響下，高濃度土壤Pb主要以殘?jiān)鼞B(tài)形式存在，碳鐵比例為0.2500時殘?jiān)鼞B(tài)積累量最大。同時，碳鐵共沉物添加量越大、碳鐵比例越小，對土壤Pb鈍化效果越好。碳鐵共沉物在土壤復(fù)雜因素的影響下，對Pb的鈍化作用受到抑制，因此水鐵礦相對于碳鐵共沉物鈍化效果更好。
　　(7)碳鐵共沉物較腐植酸對生物有效態(tài)Pb的降低能力強(qiáng)。共沉物的碳