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低分子量有机酸对两种污染土壤铅释放的影响

史志鹏  
【摘要】:在一定条件下,植物体或者微生物中可以分泌出低分子量有机酸,通过不断积累,能达到较高浓度,从而可以改变土壤的微环境。在受重金属污染的土壤中,低分子量有机酸可与重金属发生作用,改变重金属的存在形态,从而使重金属能够从土壤中释放出来,达到治理或者修复污染土壤的目的。 本试验分别选取一元、二元、三元低分子量有机酸(乙酸、草酸和柠檬酸),设置不同浓度,温度,时间和pH等条件,采用静态平衡法,使之与两种铅污染土壤(红壤、棕壤)反应,较系统的研究了不同条件下有机酸对土壤中铅释放的影响,并测定了反应后土壤铅分级,探讨了不同pH条件下铅形态的转化。结果表明: (1)与对照相比,在不同种类和浓度的低分子量有机酸作用下,两种土壤的铅释放量均增加显著,且释放量随有机酸浓度的升高而升高。反应后土壤的pH值都有升高趋势,但随着有机酸浓度的增加,升高幅度逐渐减少。 (2)随着三种有机酸浓度从5-100mmol/l的增加,红壤中铅的释放量变化范围分别为9.3-104.3mg/kg(乙酸)、14.2-200.8mg/kg(草酸)、25.5-107.7mg/kg(柠檬酸);棕壤中铅的释放范围则分别是4.6-51.4mg/kg(乙酸)、22.9-165.8mg/kg(草酸)、14.0-75.0mg/kg(柠檬酸)。同一有机酸浓度下,总体的释放铅能力顺序为:草酸柠檬酸乙酸;红壤棕壤。 (3)在10mmol/1和100mmol/1两种浓度的混合有机酸作用下,两种土壤中铅的释放量都显著增加(p0.05),且对于同一组混合有机酸在相同浓度下,红壤比棕壤可以释放更多的铅。混合有机酸浓度为100mmol/1时,乙酸和柠檬酸的组合可使红壤释放铅量达125.9mg/kg,占红壤中铅总量的39.3%。当浓度相同时,混合有机酸组合与单一有机酸相比,未表现出从土壤中释放铅的优势。 (4)随着草酸浓度和温度的升高,两种土壤的铅释放量都显著升高。当温度为35℃、草酸浓度为100mmol/1时,红壤的铅释放量达到最大值232.9mg/kg,占红壤中铅总量的72.8%,而对于棕壤,在35℃下,铅释放量随有机酸浓度升高而显著升高,增加幅度大于其他温度的处理。对于任何供试有机酸浓度,25℃比15℃更有利于棕壤中铅的释放。 (5)对两种土壤来说,随着培养时间延长,铅释放量都出现了先增加后减少的特征,第14天为铅释放量由多变少的转折点,以后变化则趋于平稳,结果均显著大于对照的铅释放量。 (6)随着有机酸的初始pH值从2升到5,对红壤来说,三种有机酸存在下铅释放量都出现下降,而对不同pH的有机酸处理的棕壤,在pH从2到3时,释放铅量均呈下降趋势,而随着pH值的继续升高,棕壤的铅释放量则没有明显规律。反应后土壤铅形态分级表明,两种土壤中还原态铅在四种形态的铅中所占比例最大,且变化量也最高,酸交换态铅量次之,而氧化态铅和残渣态铅所占比例最小。从变化量来说,柠檬酸和草酸作用趋势相似,且柠檬酸可使两种土壤的不同形态铅有更大的变化幅度,乙酸在土壤的各个铅形态变化的过程中也发挥了重要作用。 综上可知,低分子量有机酸对土壤中铅释放的作用效果明显,不同种类的有机酸对不同的土壤在各种供试条件下释放铅的效果也不尽相同。总体说来,有机酸浓度影响最大,其次是温度、pH和培养时间。在实际操作中需根据目标进行相应条件的设置,以达到最佳的效果,从而有效地控制土壤污染。


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