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《中国农业科学院》 2011年
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几种调理剂对土壤砷形态及生物有效性的影响研究

孙媛媛  
【摘要】:农田土壤中砷的环境风险已引起人们广泛的关注,这是因为土壤中累积的砷不仅可以随水迁移进而影响水体安全,也可通过食物链的方式影响人类身体健康。目前,在砷污染土壤的治理修复方面,化学钝化修复技术由于简单、快捷和经济高效等特点受到广泛关注,但从总体来看,具备高效钝化砷能力的调理剂仍相对较少,且缺乏相关技术上的指导,使得该技术的发展受到限制。因此,本论文以7种具有固定砷能力的天然及人工合成材料作为研究对象,通过室内模拟培养及盆栽试验相结合的方法,研究了各调理剂在土壤中砷风险调控上的效果,探讨了调理剂作用下土壤中砷形态的变化及其可能的机制。本论文旨在为今后砷污染土壤的钝化修复提供有效的材料支持及理论依据。全文主要研究结果如下: 1.双金属氧化物(LDO)对溶液中As (V)的吸附能力最强,最大吸附量为50.12 mg·g~(-1),其次为改性赤泥2、改性赤泥1、赤泥(RM)、水滑石(LDH)与磷酸铁,炭化秸秆最弱。且改性产物对As (V)的吸附能力优于原材料。 2.随着培养时间的延长,土壤有效态砷含量均逐渐降低。在红壤中,各调理剂固砷能力依次为:改性RM1RMLDH炭化秸秆改性RM2磷酸铁LDO,且改性RM1对红壤中砷的最大固定率为38.39%。潮褐土中,调理剂固砷能力为:LDOLDH≈改性RM2≈RM≈改性RM1磷酸铁≈炭化秸秆,且LDO对潮褐土中砷的最大固定率为52.19%(低砷)和55.24%(高砷)。 3.通过研究LDO、改性RM1、改性RM2添加量变化,可知:(1)当添加量为5%时,土壤易溶态砷固定量最大。(2)土壤铝型砷含量基本受LDO添加量影响较小,随着改性RM添加量的增加而减小。(3)土壤铁型砷含量与LDO添加量成反比,与改性RM添加量成正比。(4)当添加量为5%时,钙型砷含量最大。(5)红壤中残渣态砷含量随着LDO添加量的增加而增加,改性RM1和改性RM2会促进红壤残渣态砷的释放;在潮褐土中,残渣态砷含量与改性RM类添加量成正比,与LDO添加量成反比。 4.通过研究调理剂对砷生物有效性的影响可知,磷酸铁可有效降低红壤与高砷潮褐土中小油菜植株内砷含量,固定率分别为30.50%和54.31%。红壤中,LDO能使小油菜少吸收43.34%的砷,使其产量增加15.22%。 5.调理剂固定土壤砷的机制主要为:离子交换、表面络合、沉淀、共沉淀、表面沉淀。LDH和LDO主要通过层间阴离子交换与共沉淀作用固定土壤砷;RM类调理剂主要通过表面络合与共沉淀作用固定土壤砷;磷酸铁通过Fe~(3+)的活化来固定土壤砷;炭化秸秆因含钙镁氧化物沉淀反应固定土壤砷。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X53;X13

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