梯度擴散薄膜技術(DGT)新型裝置研發(fā)與其對土壤鎘生物有效態(tài)評估.pdf

1、土壤中重金屬對生物的毒性不僅取決于全量，更是由其賦存形態(tài)決定。重金屬的形態(tài)變化隨著環(huán)境條件變化而變化，并顯示出不同的行為及毒性。梯度擴散薄膜技術（the technique of diffusive gradients in thin-films，DGT）是一種新型重金屬有效態(tài)提取技術。大量研究表明，DGT技術較傳統(tǒng)方法更能反映植物吸收重金屬情況。通過結合相中吸附材料的篩選、擴散膜物理化學性能的對比、土壤理化性質對水稻籽粒Cd含量的影響

2、和土壤中鎘生物有效態(tài)不同提取方法的對比研究，得出以下結論:
　　(1) chelex-100、巰基修飾層狀硅酸鹽、海泡石粉末、凹土、二氧化鋯、二氧化鈦(5nm)、蒙脫土7種吸附材料的吸附能力差別較大，巰基修飾層狀硅酸鹽對Cd吸附能力最強，達到158.84mg/g，凹土、二氧化鋯、二氧化鈦(5nm)幾乎對Cd無吸附能力。吸附能力較強的4種材料:巰基修飾層狀硅酸鹽＞chelex-100＞蒙脫土＞海泡石粉末，解吸率分別為99.9％、96

3、.8％、98.1％和97.5％。巰基修飾層狀硅酸鹽吸附解吸能力都最強，但由于其在用作吸附材料制作結合相的過程中，容易聚集成大顆粒，使得結合相中的巰基修飾層狀硅酸鹽分布及其不均勻。因此，chelex-100是較好的可用作DGT結合相中的吸附材料。
　　(2)透析膜在使用、儲存、價格等方面較凝膠膜有一定的優(yōu)勢，而凝膠膜則更具有定制性。在低離子強度下（小于0.001mol L-1），透析膜和凝膠膜受離子強度的影響較大，隨著離子強度的升高

4、，兩種膜的擴散系數受離子強度的影響較小;pH(5～9)對兩種膜的擴散系數影響不大。有機結合態(tài)鎘通過D10000、D15000、凝膠膜的時間分別為97.65、109.65和652.25s，有機結合態(tài)重金屬通過凝膠膜更易解離。在離子強度為0.1mol L-1的中性靜止水體中D10000、D15000和凝膠膜的擴散邊界層厚度分別為0.039、0.052和0.052cm，擴散邊界層對透析膜的影響較對凝膠膜的影響大，并且在靜止水體中不能忽略擴散邊

5、界層。
　　(3)水稻籽粒富集Cd量與土壤理化性質6個指標相關性大小分別為pH＞土壤Cd全量＞粉粒＞砂粒＞粘粒＞土壤DOC，pH和土壤Cd全量與水稻籽粒富集Cd量呈顯著線性相關性，相關系數分別為-0.371和0.272。其余4個指標幾乎和水稻籽粒富集Cd量無相關性。水稻籽粒富集Cd量與CaCl2提取態(tài)Cd、土壤溶液中Cd含量、chelex-100 DGT提取態(tài)Cd的相關系數分別為0.586、0.347、0.608。3種提取態(tài)和pH