土壤重金屬賦存形態(tài)的季節(jié)變化及其對DOM變化的響應(yīng).pdf

1、重金屬作為土壤中重要的污染物，其環(huán)境行為已成為目前環(huán)境科學(xué)研究的重點(diǎn)之一。土壤重金屬的生物毒性不僅與其總量有關(guān)，更大程度上取決于它們的化學(xué)形態(tài)，因此許多研究者在土壤重金屬形態(tài)提取、分布和轉(zhuǎn)化以及影響因素等方面做了諸多研究，并取得重要的研究成果。然而，土壤作為一開放體系，其環(huán)境條件隨時(shí)都在發(fā)生改變，重金屬在土壤中的形態(tài)也是處于不斷變化中的，研究重金屬的環(huán)境效應(yīng)不可忽視了轉(zhuǎn)化方向與時(shí)間進(jìn)程，但目前在這方面的研究還較少。此外，施用有機(jī)物料是農(nóng)

2、業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的農(nóng)藝措施，但有研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物料進(jìn)入土壤后會(huì)產(chǎn)生大量溶解性有機(jī)物(DOM)，DOM化學(xué)性質(zhì)非?；钴S，對重金屬吸附解吸、遷移轉(zhuǎn)化及生物毒性有顯著的影響。因此，本試驗(yàn)以重慶市主要的耕作土壤——紫色土和黃壤為調(diào)查研究對象，采用田間試驗(yàn)研究重慶市主要污染重金屬Cd及受有機(jī)質(zhì)影響突出的重金屬Cu的賦存形態(tài)的季節(jié)變化規(guī)律，并利用盆栽試驗(yàn)研究DOM的消長規(guī)律及其對土壤中Cd、Cu和Hg的形態(tài)變化和植物吸收的影響，以期為重慶市土壤環(huán)境

3、污染風(fēng)險(xiǎn)的評估與預(yù)測以及更合理地施用有機(jī)物料提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果如下： 田間試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著時(shí)間的變化，土壤重金屬Cd、Cu的賦存形態(tài)呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律，即交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機(jī)態(tài)變化起伏較明顯，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)趨于平穩(wěn)；春夏兩季由于環(huán)境因子的變化相對于秋冬兩季更為明顯，各形態(tài)的變化幅度也相對較大；施肥特別是施用有機(jī)肥會(huì)對重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生影響，而對于交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)尤為突出。 盆栽

4、試驗(yàn)結(jié)果表明：外源重金屬進(jìn)入土壤后，重金屬各形態(tài)具有一定的轉(zhuǎn)化規(guī)律。對于Cd而言，土壤Cd形態(tài)轉(zhuǎn)化首先向生物有效性較高的形態(tài)進(jìn)行，紫色土中交換態(tài)大量增加，而黃壤中碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)有明顯增加：隨著時(shí)間的推移，各形態(tài)又向較穩(wěn)定態(tài)方向發(fā)展，兩種土壤中有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)均有所上升。對于Cu而言，兩種土壤中交換態(tài)Cu起初均有較大增幅，但最后也趨向于轉(zhuǎn)化為有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)。對于Hg而言，土壤中的Hg有從水溶態(tài)、酸溶態(tài)、過氧化氫態(tài)向堿

5、溶態(tài)和殘留態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。栽種植物和添加DOM可以影響土壤中重金屬形態(tài)間的轉(zhuǎn)化方向和進(jìn)程，但對于不同土壤中不同重金屬形態(tài)的作用存在顯著的差異。 外源添加DOM使土壤中DOM含量達(dá)到一較高的濃度水平，但由于微生物的降解，隨著時(shí)間的延長DOM都呈下降的趨勢，在整個(gè)試驗(yàn)期間DOM的減少率大于50％，并以稻草處理更為明顯。此外，栽種植物可在一定程度上提高土壤DOM的含量。 為了進(jìn)一步探明土壤重金屬形態(tài)變化對DOM變化的響應(yīng)，對

6、二者進(jìn)行相關(guān)分析表明：DOM對重金屬有效態(tài)的影響最為明顯，在紫色土中，DOM與交換態(tài)Cd呈顯著正相關(guān)，與水溶態(tài)Hg呈顯著負(fù)相關(guān)；在黃壤中，DOM與交換態(tài)Cd、Cu呈極顯著負(fù)相關(guān)，與水溶態(tài)Hg呈極顯著正相關(guān)，說明DOM對于不同重金屬有效態(tài)的作用效果是不同的，且在不同土壤上也存在差異。DOM對有機(jī)結(jié)合態(tài)的影響也較為明顯，且對于不同的重金屬均表現(xiàn)為正相關(guān)，DOM可促進(jìn)其它形態(tài)向有機(jī)結(jié)合態(tài)的轉(zhuǎn)化。 植物對土壤中重金屬元素的吸收與土壤中

7、重金屬形態(tài)具有相關(guān)性，其中，交換態(tài)與植物含量的關(guān)系最為密切，在兩種土壤中重金屬Cd、Cu都呈顯著正相關(guān)；碳酸鹽結(jié)合態(tài)對植物吸收重金屬也有一定的貢獻(xiàn)：殘留態(tài)與植物體內(nèi)重金屬含量呈負(fù)相關(guān)，其含量越高，土壤活性重金屬占的比例越小，植物吸收量就越少。 不同重金屬在植物體內(nèi)的遷移特性存在著差異。萵筍各部位重金屬占總吸收量的比例大小為根Cu>Cd、莖Cd>Cu、葉Cd>Cu；Cd在地上部的積累量達(dá)60％，而Cu在地上部的積累量不到30％，