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重金屬的土水分配行為研究——根際土壤溶液采樣器的應用

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重金屬的土水分配行為研究——根際土壤溶液采樣器的應

 

 

郝漢1 靳孟2 李瑞敏3, 王支農(nóng)3, 劉成1, 陳   1, 鐘學1

1 咸寧源與環(huán)科學院,湖咸寧 437100 2 中國地質(zhì)大(武)環(huán)境院, 430074 3 中國地質(zhì)環(huán)監(jiān)測院,北京 100081

 

 

 要: 用根采樣Rhizon-SMS河南壤溶溶液度對數(shù) 因變量、土壤溶液理化性質(zhì)作為自變量,進行多元線性逐步回歸結(jié)果表明只有有機碳進入Cu的相關方程,pH進入Cd的相關 程。土溶液pH和土壤Zn作為自量進入Zn關方程。土壤溶中的CupH線性系,而CdZn土壤 pH的線性p0.01。壤中Cu、Cd、Zn液中數(shù)Kd 。,3 Kd 大小順序為:CuZnCd。根據(jù)Freeze Cherry模型,聯(lián)合log(Kd -Cd)、log(Kd -Zn)pH的線性關,估計了CdZn在土壤中 的遷移度。

關鍵詞: 壤溶液樣器;分配系數(shù);重屬;土;河南

中圖分號: S153.6;F595

 

 


土壤溶液不是土壤化學應發(fā)生的場,也是 植物獲取養(yǎng)分泉。重金土壤和土溶液 之間配行為是重金屬在中環(huán)境效的一 個重要。研究原固-相的互作對評 價重金動性和具有十的意義。

根際土采樣器(Rhizon-SMS(衢州新芝生物科技有限公司大量現(xiàn)貨訂購: 王女士)美國 EP規(guī)定的險廢物準方,并得到廣泛用。 根際土采樣器統(tǒng)通常由 3 部分組:多 孔材料suction cup、樣瓶和抽氣器。

重金屬吸附平衡通常用分配系數(shù)Kd 來表示。Kd

L/kg)表溶液中某種物質(zhì)對固體基質(zhì)的相對親和 附著能[1],為土壤屬含量Mtotalmg/kg及土 壤水中濃度Msolution mg/L)之比,即:

pH解析方程變 50%把土壤有機C引 入方程以顯著程的決數(shù)R2 0.61) [4]。研究證pH [5-7]、土有機C [8]、CEC是決定壤 Kd [9]。

C于生非必需,對植物當其 進人體后能引系列不利物生長的應。 1988  FAO/WHO 專家員會提 Cd 每周

可耐受攝入量(provisiona tolerate weekl intake,

PTWI 7 μg/kg(體重)。Cu  Z是人體健康植物 不可缺量營養(yǎng)過量對產(chǎn)生危。 河南省黃淮平原經(jīng)濟區(qū)是我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基 地,壤質(zhì)量狀接影響到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以 及人康。然而河南省黃原經(jīng)濟區(qū)金屬


  M total 

1

在原位固-兩相配研究。本研


Msolution

已經(jīng)有報稱土壤CdKd 值與土壤理化性質(zhì) 有一定關系。Anderson[2]發(fā)現(xiàn)土壤pH是控制CdKd zui重要。Christensen[3]用土壤理化參數(shù)pH、土 壤黏粒含量、腐殖質(zhì)和陽離子交換總量(CEC)以及 土壤中分如活、活性Mn、Al,通 過逐步回方法發(fā)現(xiàn)衡時土壤液中pH解釋 72% 的方差異。多回歸模發(fā)現(xiàn),土壤溶

用自根際土壤采樣器原取土壤溶,旨

探討 Cu、Cd、Z-兩相分配行;② 通過重配系數(shù)金屬的度。

 

1 材料與方法

 

在研究區(qū)選 24 個剖,每個規(guī)格是長 m, 0.8 m, 2.2 m 的梯形。在剖 2040、60、 80、130、160、210 cm 深度處各壤樣品 1 kg。


 

 

①基金項目國家自然科學基金項40772155、學院重點項BK0704和生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)教育部重點實驗室開放基金項BGEG0809) 資助。

作者簡介:郝漢舟(1970,男湖北英山人,博士,主要從事生態(tài)修復的教學與科研工作。E-mail: haohz110@163.com


 


在開挖的壤剖面上用負壓式壤溶液采器采 集土壤溶。在剖面 20、40、60、80、130、 160 cm 置陶瓷頭。土壤溶液采集有以下步驟:

①清洗。一次使用新儀器,安裝前用酸洗 干凈并用蒸餾水浸泡陶瓷 24 h ②埋置。用 直徑略大于陶瓷頭的土鉆在預定的剖面深度處 

孔,打孔略向下傾,將土鉆的土壤取,過

篩去掉粗和石礫,水攪和成漿倒回孔,把 陶瓷頭放孔中央,使泥漿沒過瓷頭,加壓實 密封防止氣進入。連接。把瓷頭通氣管用 金屬桿堵塞確保密閉。④潤洗按壓真空泵抽氣, 使瓶內(nèi)氣壓 -0.7 準大氣壓zui初抽取的溶液 并不取樣,只用于潤陶瓷頭、管和采樣。⑤ 采樣。在壓達到要時,經(jīng)過洗后即可行采 樣。

土壤及液中 Cu  Zn  IRIS Intrepid 全譜 儀測定方法依據(jù) DZ/T0064-93Cd  M6 石 墨爐原子 收分光光 計測定( 測方法依據(jù) GB5750-85 。土壤  pH  國哈 HACH sensION4 便攜式 pH 定。土壤有 C 用用鉻酸 鉀氧-外熱法測。

 

2 分析與討論

 

2.1 土壤液重金濃度

不同深溶液中屬濃度 1,zui大值 和zui小值相 2 數(shù)。其中, 2 cm 深度,

溶液 Cu 濃度范 0.001 ~ 0.404 mg/L,平均值 為 0.018 mg/L;C度范圍為 0.01 ~ 0.08 μg/L,

值為 0.06 μg/L;Zn 濃度圍為 0.034 ~ 0.343 mg/L,

均值為 0.095 mg/L


 

 

 1   不同深土壤溶 Cu、Cd、Zn 濃度描述統(tǒng)計(n = 24mg/L

Table 1   Cu, Cd and Zn concentrations in soil solution at different depths

 

深度

 

 

平均值

 

0.018

 

0.026

 

0.021

 

0.023

 

0.022

 

0.008

Cu (mg/L)

zui小值 zui大值

 

0.001 0.404

 

0.001 0.126

 

0.001 0.059

 

0.005 0.064

 

0.002 0.051

 

0.001 0.019

 

 

CV 0.004

0.009

 

0.005

 

0.005

 

0.004

 

0.002

 

 

 

平均值

 

0.06

 

0.10

 

0.10

 

0.12

 

0.08

 

0.06

Cd (μg/L)

zui小值 zui大值

 

0.01 0.08

 

  1. 0.20

 

  1. 0.14

 

0.06 0.14

 

0.05 0.09

 

0.04 0.08

 

 

CV 0.002

0.003

 

0.001

 

0.004

 

0.002

 

0.003

 

 

 

平均值

 

0.095

 

0.080

 

0.092

 

0.100

 

0.076

 

0.059

Zn (mg/L)

zui小值 zui大值

 

0.034 0.343

 

0.004 0.260

 

0.007 0.211

 

0.031 0.260

 

0.008 0.189

 

0.018 0.110

 

 

CV 0.024

0.019

 

0.017

 

0.018

 

0.016

 

0.008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

130

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


在對溶液中重金屬進行對數(shù)轉(zhuǎn)換后作為因變量, 用土液中理化質(zhì)作為自變,進行多元性回 歸自變量進入程選擇逐步歸方法(stepwise,

是土pH、金屬度(Mtotal 、土壤有 機碳(Corg 的函數(shù):

 

( ) ( )


log(Corg )、pH、log(Zntotal) 方程。

log   M solution

=  +

 p +  

lo M total


從表 2 ,對于土Cu,只有土壤

+ d 

lo(Cor )

2


溶液中CCorg 了方其他土壤理性質(zhì) 有作為進入方。于土壤Cd來講, 只有土pH進入了方程。對溶液中Zn, 土壤溶液pH和土壤中的Zn濃度都作自變量進方 程。資料[10],土壤溶液中Msolution 

該模型中ab、c、d為常數(shù)。該模型前假設是土壤

溶液中H+ 競爭壤的吸。該模型來自 與田認為污染壤進行回測,對土溶液 中的Cu、Cd、Zn,程的定系數(shù)分別 0.611、0.884、 0.618[10]


 

 2    土壤溶液中重金屬預測方程

Table 2   Prediction equations for heavy metal in soil solution

在本研,CdZn的線性回歸,pH能解

釋方差變異 42.3%  64.5%無論是土壤的 有機C是土壤黏粒,作為自入方程不能 進一步定系數(shù)R2。對于CdZn,pH是zui 重要測土壤溶重金屬的,土壤溶中的 土壤質(zhì)沒有相預測效果。回歸方程以看 ,中的CuCdZn*不一,溶液 中的有質(zhì)夠解釋異的 32.2%,土壤溶pH

 

 
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