外源稀土在安徽省主要农业土壤中形态分布的研究

论文摘要

稀土元素(Rare Earth Elements,REEs)现已广泛应用于冶金、机械、化工和农林养殖等传统产业领域,因为可以显著改善产品性能和增加产量等优良特性,一直成为各个国家优先开发和发展的热点。我国是稀土的大国,稀土的开发利用一直受到高度重视。特别是近30年来稀土肥料在农业领域的大量推广应用,在增产提质的同时,无疑也加速了环境中稀土元素的富集和积累。土壤中稀土元素的环境化学行为很大程度上取决稀土元素的存在形态而非总量,对稀土元素在土壤中进行长期的形态分析有现实的理论指导意义。本实验以安徽省三种主要农业土壤为研究对象,进行早作和淹水模拟实验,以欧共体标准局提出的三步萃取法即BCR提取法,研究外源稀土镧和钕在三种土壤中各形态的时间进程,以期了解外源稀土进入土壤后的存在形态及其迁移转化规律。实验制备0(对照)、5、15、50、100mg/kg五个处理,共1350个土样,在恒温环境中进行旱作和淹水培养,保持早培各土壤湿度相同,淹培始终在淹水状态下。于培养开始,第1d、6d、11d、17d、22d、30d、60d、120d(淹培从第6d)开始取样,进行形态提取,提取液中的稀土总量用ICP—AES测定,旱培、淹培取土样时,同时取土测定含水量。从理论上分析,稀土元素在土壤中迁移、转化受多种环境因素,以及土壤本身的理化性质的影响,如pH、Eh、土壤吸附容量、铁锰氧化物和有机质的含量都会影响外源稀土的分布。研究结果如下:1.外源镧在三种土壤中各形态分布差异:在两种培养条件下,三种土壤中B1态的浓度顺序为:黄红壤＞黄褐土＞砂姜黑土。三种土壤中B2态的浓度顺序为:黄红壤＞黄褐土＞砂姜黑土。无论旱作还是淹水条件下,黄红壤中B3态的浓度始终最低,砂姜黑土和黄褐土的B3态之间没有明显的浓度大小关系,存在交叉现象。2.外源钕在三种土壤中各形态分布差异:旱培条件下,低浓度处理外源钕在黄红壤中有效态浓度最高,之后逐渐减少,高浓度处理黄红壤B1态浓度始终最高,淹水条件下四个处理黄红壤B1态浓度始终最高;在两种模拟实验条件下,砂姜黑土和黄褐土中外源钕B1态浓度始终最低,且后期有解吸的现象。在两种模拟实验条件下,三种土壤中B2态的浓度顺序分别为:黄红壤＞黄褐土＞砂姜黑土;在实验后期,黄红壤和黄褐土中B2态钕的浓度有逐渐降低的趋势,而砂姜黑土中B2态的钕浓度则略有增加。在两种条件下,低浓度处理的B3态都没有明显的变化规律;高浓度处理条件下,砂姜黑土和黄褐土的变化趋势相似,且总体上大于黄红壤B3态的浓度。3.三种土壤中,外源镧和钕各形态的分布趋势基本相同。无论在旱作还是淹水模拟实验条件下,砂姜黑土和黄褐土中外源镧的B2和B3态的量都大于钕B2和B3态的量:黄红壤中镧B1和B2态的量大于钕B1和B2态的量,但钕B3态的量大于镧B3态的量。4.外源稀土镧和钕在黄红壤中主要积累在B2和B3态,在砂姜黑土和黄褐土中主要累积在B3态,B2态浓度较低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 文献综述
• 引言
• 材料和方法
• 1 实验材料
• 2 实验方法
• 3 数据处理
• 结果与分析
• 1 外源镧在三种土壤中的分布
• 1.1 B1态镧在三种土壤中的分布
• 1.1.1 旱培条件下B1态镧在三种土壤中的分布
• 1.1.2 淹培条件下B1态镧在三种土壤中的分布
• 1.2 B2态镧在三种土壤中的分布
• 1.2.1 旱培条件下B2态镧在三种土壤中的分布
• 1.2.2 淹培条件下B2态镧在三种土壤中的分布
• 1.3 B3态镧在三种土壤中的分布
• 1.3.1 旱培条件下B3态镧在三种土壤中的分布
• 1.3.2 淹培条件下B3态镧在三种土壤中的分布
• 2 外源钕在三种土壤中的分布
• 2.1 B1态钕在三种土壤中的分布
• 2.1.1 旱培条件下B1态钕在三种土壤中的分布
• 2.1.2 淹培条件下B1态钕在三种土壤中的分布
• 2.2 B2态钕在三种土壤中的分布
• 2.2.1 旱培条件下B2态钕在三种土壤中的分布
• 2.2.2 淹培条件下B2态钕在三种土壤中的分布
• 2.3 B3态钕在三种土壤中的分布
• 2.3.1 旱培条件下B3态钕在三种土壤中的分布
• 2.3.2 淹培条件下B3态钕在三种土壤中的分布
• 3 同一实验条件下两种外源稀土元素之间形态分布差异
• 3.1 砂姜黑土中镧和钕形态分布的差异
• 3.2 黄褐土中镧和钕形态分布的差异
• 3.3 黄红壤中镧和钕形态分布的差异
• 4 外源稀元素土在三种土壤中的归趋
• 讨论
• 结论
• 1 外源镧在三种土壤中的分布
• 2 外源钕在三种土壤中的分布
• 3 同一实验条件下外源稀土元素之间形态分布差异
• 4 120d取样点外源稀土元素在三种土壤中的归趋
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介