红壤与黄褐土根际环境下外源重金属铅的化学行为研究

论文摘要

本课题以红壤（可变电荷土壤）和黄褐土（恒电荷土壤）为研究对象，以重金属铅为指示离子，采用根箱法盆栽试验及化学分析方法研究了红壤和黄褐土植麦后根际中外源重金属铅的吸附特征、形态转化及其根际效应，探讨了根际环境对重金属化学行为的影响。结果表明：1、植麦后，根分泌物及根表物理化学过程等改变了红壤和黄褐土根际pH，有机质含量等因子，两土壤上改变程度和规律有所不同。2、红壤和黄褐土根际土壤吸附铅的特征符合Langmuir等温吸附曲线，拟合结果显示，黄褐土吸附Pb2+的能力大于红壤，根际土壤大于对应的非根际土壤。随土壤Pb2+吸附量增加，平衡液pH下降。随着Pb2+起始浓度增加，土壤对铅吸附的根际效应有增大的趋势。3、低浓度铅处理（50 mg／kg），红壤根际土不同形态的铅含量为铁锰氧化物结合态＞交换态＞碳酸盐结合态＞有机结合态＞残渣态，非根际土相同，其中，根际土交换态铅含量高于非根际土；黄褐土根际土铅含量为交换态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞有机结合态＞残渣态，而在非根际土则以铁锰氧化物结合态含量最高，交换态次之，其它形态顺序同根际土，其中根际土交换态铅含量高于非根际土。高浓度处理（300mg／kg），红壤根际土为交换态＞铁锰氧化物结合态＞残渣态＞碳酸盐结合态＞有机结合态，非根际土以铁锰氧化物结合态含量最高，其次是交换态、碳酸盐结合态、残渣态和有机结合态，其中，根际土交换态铅含量明显高于非根际土；黄褐土根际土为碳酸盐结合态＞铁锰氧化物结合态＞交换态＞残渣态＞有机结合态，而非根际土依次为铁锰氧化物结合态、碳酸盐结合态、交换态、有机结合态和残渣态，其中，根际土碳酸盐结合态铅远大于非根际土。4、根际与非根际土壤中铅主要以交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态存在，且在供试条件下不因铅加入浓度增加而改变其主要形态。随着铅添加浓度增大，根际土壤有效铅比值增加，铅的活化效应进一步增强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 土壤的重金属污染现状及危害
• 1.2.1 土壤的重金属污染现状
• 1.2.2 土壤重金属污染的危害
• 1.3 根际土壤重金属的地球化学行为
• 1.3.1 重金属在土壤—植物系统中迁移转化规律
• 1.3.2 重金属在土壤中的吸附作用
• 1.3.3 根际重金属形态与影响土壤重金属形态变化的因素
• 1.3.4 根际重金属形态与生物有效性
• 1.4 研究目的、内容与意义
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 供试土壤及采样区域自然地理概况
• 2.1.2 供试植物与根际盒
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 根际土壤获得（盆栽试验）
• 2.2.2 样品的采集与前处理
• 2.2.3 土壤基本理化性质的分析测定
• 2.2.4 土壤对铅的吸附实验
• 2.2.6 统计方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 供试土壤的理化性质
• 3.2 小麦根系影响下土壤活性组分及理化性质的变化
• 3.2.1 根际土壤pH和活性组分变化
• 3.2.2 铅污染土壤根际pH、有机质含量变化
• 3.3 几种吸附实验条件对根际土壤吸附铅的影响
• 3.3.1 根际土壤用量对吸附Pb的影响
• 3.3.2 吸附时间对根际土壤吸附Pb能力的影响
• 3.3.3 pH值对根际土壤吸附Pb的影响
• 3.4 根际和非根际土壤对铅的吸附特征
• 2+的吸附特性'>3.4.1 红壤和黄褐土根际和非根际土壤对Pb²⁺的吸附特性
• 3.4.2 根际与非根际土壤吸附铅与平衡液pH的关系
• 3.4.3 土壤吸附铅的根际效应
• 3.5 根际土壤中Pb的形态分析与比较
• 3.5.1 根际土壤环境中Pb含量变化
• 3.5.2 红壤根际土中Pb形态分析与比较
• 3.5.3 黄褐土根际中Pb形态分析与比较
• 3.6 讨论
• 3.6.1 小麦根际土壤的组成变化的原因
• 3.6.2 土壤吸附Pb的影响因素
• 3.6.3 小麦根际土壤铅的形态变化
• 3.6.4 根际土壤中重金属元素铅对环境影响的分析与评价
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢