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重金属复合污染物在土壤—作物系统中的迁移分配研究

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重金属复合污染物在土壤—作物系统中的迁移分配研究

作者：邱喜阳湖南科技大学

学位级别：硕士

重金属复合污染研究是当前环境保护研究的热点与难点之一。研究重金属复合污染物在土壤-作物系统的迁移分配情况,可为土壤重金属复合污染生态效应预测、土壤环境容量评价以及土壤环境质量标准的修订提供科学依据。以空心菜、红苋菜为指... 详细信息

重金属复合污染研究是当前环境保护研究的热点与难点之一。研究重金属复合污染物在土壤-作物系统的迁移分配情况,可为土壤重金属复合污染生态效应预测、土壤环境容量评价以及土壤环境质量标准的修订提供科学依据。以空心菜、红苋菜为指示作物,通过盆栽实验,研究了Cu、Zn、Pb、Cd单一与复合污染条件下重金属在土壤.作物系统的迁移分配情况;并探求了Cu、Zn、Pb、Cd复合污染条件下重金属在土壤中的化学形态分布。结果表明:(1)重金属复合污染对2种作物的生长均具有抑制作用。本实验条件下,造成作物减产的主要因素是Zn,土壤中Zn的含量与作物的生物量达到了极显著负相关水平。(2)与单一污染相比,复合污染处理使空心菜中Cu、Zn、Pb、Cd的富集系数都下降;Cu的转运系数升高,而Zn、Pb、Cd的转运系数下降。(3)4种重金属在2种作物中的富集系数大小均表现为Cd＞Zn＞Cu＞Pb;作物地下部重金属的富集系数远远高于地上部。复合污染条件下,红苋菜地上部对4种重金属的吸收富集能力大于空心菜,尤其是Zn和Cd。(4)4种重金属在空心菜中的转运系数大小表现为Cd＞Zn＞Pb＞Cu,而在红苋菜中则表现为Zn＞Cu＞Cd＞Pb。复合污染条件下,红苋菜中Cu、Zn的转运系数远高于空心菜,红苋菜中Cu和Zn的转运系数分别为空心菜的2～7倍和2～4倍。(5)土壤中重金属的赋存形态对其生物有效性有重要影响。复合污染条件下,Cd主要以水溶态、可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态为主;Pb主要以残渣态为主;Zn主要以残渣态和水溶态、可交换态、碳酸盐结合态为主;Cu在土壤中的形态分布与土壤中Cu的含量有关。4种重金属的生物有效性表现为Cd＞zn＞Cu＞Pb。(6)重金属在土壤-作物系统中的最佳响应模型大多是非线性的。重金属在土壤.作物系统中的迁移分配,不仅取决与该元素的含量,而且深受共存元素及元素间交互作用的影响。重金属在土壤-作物系统中迁移分配的交互作用因重金属种类、作物种类的不同而发生很大的变化。通过盆栽实验,还研究了酸雨和Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni复合污染条件下,重金属在萝卜和上海青中的吸收富集情况,并探讨了酸雨和共存元素对作物吸收重金属的影响。结果表明:(1)复合污染条件下,6种重金属在2种作物体内富集系数大小均表现为Zn＞Cd＞Ni＞Cu＞Pb＞Cr。(2)酸雨对作物体内重金属吸收积累的影响与重金属的种类和作物的种类有关。(3)酸雨影响下和复合污染条件下,重金属在作物体内的积累量与土壤中相应重金属含量成显著的正相关;共存元素大多对作物体内重金属(除Cr外)的吸收积累具有促进作用。

关键词：重金属复合污染作物迁移分配

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海泡石改性及处理印染废水的研究

环境科学与技术 2005年第1期28卷 77-78,105页

作者：李方文邱喜阳马淞江湖南科技大学化学工程系湘潭411201

通过提纯与酸改性海泡石,去除了杂质、打通了海泡石内部封闭的孔道,增大了它的吸附能力。同时研究了 pH、改性海泡石的投加量、海泡石的粒度等因素对处理废水效果的影响,试验结果显示:改性海泡石处理印染废水具有处理效果好(COD去除率... 详细信息

通过提纯与酸改性海泡石,去除了杂质、打通了海泡石内部封闭的孔道,增大了它的吸附能力。同时研究了 pH、改性海泡石的投加量、海泡石的粒度等因素对处理废水效果的影响,试验结果显示:改性海泡石处理印染废水具有处理效果好(COD去除率能达到80%以上,SS去除率与脱色率能达到90%以上。除pH外,出水水质能达到GB4287 92中的Ⅰ级标准)、处理成本低廉等特点。

关键词：海泡石提纯改性 pH 投加量粒度印染废水

阴-阳离子有机膨润土制备及其对铅离子的吸附

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环境工程学报 2012年第12期6卷 4405-4411页

作者：赵振许中坚邱喜阳刘桃香湖南科技大学化学化工学院湘潭411201

用十八烷基三甲基溴化铵(STAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)共同改性膨润土制备阴-阳离子有机膨润土,并用红外光谱分析法、热分析法和X粉晶衍射分析进行了表征;考察了阴-阳离子有机膨润土对铅离子的吸附性能。结果表明,用0.5CEC(cation exc... 详细信息

用十八烷基三甲基溴化铵(STAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)共同改性膨润土制备阴-阳离子有机膨润土,并用红外光谱分析法、热分析法和X粉晶衍射分析进行了表征;考察了阴-阳离子有机膨润土对铅离子的吸附性能。结果表明,用0.5CEC(cation exchange capacity)十八烷基三甲基溴化铵和0.4CEC十二烷基苯磺酸钠改性的膨润土吸附铅的效果最佳;阴-阳离子有机膨润土吸附铅离子的能力比改性前明显增加,达到吸附平衡所需要的时间缩短;pH值强烈影响有机膨润土对铅离子吸附;有机膨润土对铅离子等温吸附过程符合Langmuir吸附模型;吸附热力学分析表明该吸附是一个放热过程,降低温度有利于铅离子的吸附。

关键词：十八烷基三甲基溴化铵十二烷基苯磺酸钠有机膨润土吸附铅离子

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SBR法处理酚氰废水的研究

工业水处理 2005年第5期25卷 50-52页

作者：邱喜阳史红文马松江湖南科技大学湖南湘潭411201

焦化厂酚氰废水毒性大、有机物含量高,较难处理。引入SBR工艺处理酚氰废水,研究了曝气时间及污泥负荷对污染物去除率的影响。结果表明,通过对普通活性污泥的培养与驯化,利用SBR工艺处理焦化厂酚氰废水是可行的;当污泥质量浓度为4g/L,污... 详细信息

焦化厂酚氰废水毒性大、有机物含量高,较难处理。引入SBR工艺处理酚氰废水,研究了曝气时间及污泥负荷对污染物去除率的影响。结果表明,通过对普通活性污泥的培养与驯化,利用SBR工艺处理焦化厂酚氰废水是可行的;当污泥质量浓度为4g/L,污泥负荷(CODCr)为0.15kg/(kg·d),曝气时间为4h时,COD、酚、氰的去除率分别可达86.6%、99.7%,95.9%;改变SBR的运行程序,对氨氮也有较好的处理效果。

关键词：酚氰废水序批式间歇反应器污泥驯化化学需氧量

复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集

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生态与农村环境学报 2008年第2期24卷 71-75页

作者：许中坚邱喜阳刘文华向言词湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201 湖南科技大学生命科学学院湖南湘潭411201

采集莴苣及根际土壤样品,分析Cu、Zn、Cd、Pb复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集规律。结果表明:复合污染条件下,莴苣不同部位对4种重金属元素的吸收积累表现为根>叶>茎,莴苣中重金属含量为Zn>Cu>Cd>Pb,富集系数为Cd≈Zn>Cu>Pb;不... 详细信息

采集莴苣及根际土壤样品,分析Cu、Zn、Cd、Pb复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集规律。结果表明:复合污染条件下,莴苣不同部位对4种重金属元素的吸收积累表现为根>叶>茎,莴苣中重金属含量为Zn>Cu>Cd>Pb,富集系数为Cd≈Zn>Cu>Pb;不同采样区莴苣对重金属的吸收积累与富集能力存在明显差异。用于描述Zn和Cd在土壤-莴苣系统中迁移的响应模型均为非线性方程,模型类型在2种元素之间以及莴苣不同部位存在一定差异,但2种元素在不同部位中的响应均可用3次曲线方程来描述。莴苣对Cd、Zn的吸收除了受到元素自身性质的影响外,还受到共存元素的影响,这种影响与共存元素的含量有关。

关键词：莴苣重金属复合污染响应模型吸收富集

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重金属在土壤-空心菜系统中的迁移分配

环境科学研究 2008年第6期21卷 187-192页

作者：邱喜阳许中坚史红文张华湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

通过盆栽试验,研究了Cu,Zn,Pb和Cd单一与复合污染条件下在土壤-空心菜系统中的迁移分配情况.结果表明:单一和复合污染情况下,空心菜地上部重金属的富集系数大体表现为Cd>Zn>Cu>Pb,重金属转运系数则表现为Cd>Zn>Pb>Cu.与单一污染相比较,... 详细信息

通过盆栽试验,研究了Cu,Zn,Pb和Cd单一与复合污染条件下在土壤-空心菜系统中的迁移分配情况.结果表明:单一和复合污染情况下,空心菜地上部重金属的富集系数大体表现为Cd>Zn>Cu>Pb,重金属转运系数则表现为Cd>Zn>Pb>Cu.与单一污染相比较,复合污染条件下,Cu,Zn,Pb和Cd富集系数下降,Cu的转运系数升高,而Zn,Pb和Cd的转运系数降低.单一污染条件下,随着土壤中重金属质量分数的增大,Cu的富集系数和转运系数都相应减小;Zn和Pb的富集系数增大而转运系数减少;Cd的富集系数增大,但转运系数变化很小.整体上看,复合污染条件下,土壤w(Cu)的增加使Zn,Pb和Cd在空心菜中的富集系数明显减小;土壤w(Zn)的增加使空心菜中Cd的富集系数明显减小;土壤w(Pb)的增加使空心菜中Cu的富集系数明显增大;土壤w(Cd)的增加使空心菜中Pb的富集系数明显增大.

关键词：重金属复合污染空心菜迁移分配

铅-锌-镉复合污染物在土壤-芥菜/油菜系统中的迁移及交互作用

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水土保持学报 2007年第6期21卷 1-6页

作者：许中坚吴灿辉邱喜阳张华湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

了解重金属复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况对污染土壤的安全利用、土壤环境质量标准的修订以及重金属污染土壤的植物修复具有重要意义。通过盆栽试验,以芥菜和油菜为例,研究了铅-锌-镉复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分... 详细信息

了解重金属复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况对污染土壤的安全利用、土壤环境质量标准的修订以及重金属污染土壤的植物修复具有重要意义。通过盆栽试验,以芥菜和油菜为例,研究了铅-锌-镉复合污染物在土壤-植物系统中的迁移分配情况。结果表明:与对照相比,复合污染条件下,芥菜和油菜体内重金属含量显著提高,且Cd含量的提高程度要远远高于Pb和Zn;芥菜和油菜对Cd的吸收达到了100 m g/kg以上,表现出超富集植物的吸收水平。重金属的富集系数大小依次为Cd>Zn>Pb,地下部富集系数要高于地上部,转运系数大小为Cd≈Zn>Pb。Pb、Zn、Cd的富集系数均随各自元素在土壤中含量增大而减小,而且表现为低含量时显著减小,高含量时缓慢减小;重金属在土壤-植物系统的迁移分配深受共存元素的影响,且在不同元素之间和不同浓度范围内表现出不同的特点。Pb、Zn、Cd在芥菜和油菜体中积累量,均与其各自在土壤中的含量成正相关;Zn和Cd对Pb的吸收积累以及Pb对Zn的吸收积累具有明显的抑制作用;Zn-Cd对Zn的吸收积累具有正的交互作用,而对Cd的吸收积累具有负的交互作用。

关键词：重金属复合污染土壤污染芥菜油菜迁移交互作用

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重金属污染土壤的柠檬酸-皂素联合修复研究

水土保持学报 2013年第6期27卷 57-61页

作者：许丹丹许中坚邱喜阳郭素华李方文湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

采用振荡提取法,研究柠檬酸和皂素对Zn、Pb、Cu复合污染土壤的联合修复作用。结果表明:柠檬酸浓度为40mmol/L,皂素质量分数为3%时,重金属的浸提效果较好。当两者的体积比为1∶5,pH=5时,对重金属Zn、Pb、Cu的浸提率分别可达93.5%,84.8%,3... 详细信息

采用振荡提取法,研究柠檬酸和皂素对Zn、Pb、Cu复合污染土壤的联合修复作用。结果表明:柠檬酸浓度为40mmol/L,皂素质量分数为3%时,重金属的浸提效果较好。当两者的体积比为1∶5,pH=5时,对重金属Zn、Pb、Cu的浸提率分别可达93.5%,84.8%,33.6%;联合修复效果表现为Zn>Pb>Cu。柠檬酸和皂素的联合作用对重金属Zn、Pb、Cu的化学形态有很大影响。浸提后酸溶态Zn几乎全部去除,氧化态Zn和残渣态Zn含量也减少90%以上;各形态Pb含量均减少;酸溶态Cu含量减少80%,可还原态、可氧化态和残渣态Cu含量没发生太大的变化。

关键词：柠檬酸皂素重金属污染土壤联合修复

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酸雨作用下红壤铜释放特征与规律研究

湖南科技大学学报（自然科学版） 2007年第1期22卷 115-118页

作者：刘芬史红文邱喜阳张华湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨影响下红壤中铜的释放特征与规律．在淋溶前期,铜释放因土壤不同而表现出一定的差异,当淋溶到中期以后,多数情况下红壤铜释放量表现为随淋溶量的增加而上升．模拟酸雨对红壤中铜的释放产生明... 详细信息

采用室内模拟酸雨淋溶土柱的方法,研究了酸雨影响下红壤中铜的释放特征与规律．在淋溶前期,铜释放因土壤不同而表现出一定的差异,当淋溶到中期以后,多数情况下红壤铜释放量表现为随淋溶量的增加而上升．模拟酸雨对红壤中铜的释放产生明显影响,影响的性质和程度因供试红壤不同而不同．经过9150～10650mm模拟酸雨淋溶以后,与对照相比,pH4．5的酸雨使红壤铜累积释放量提高-3．45%～82．23%;pH3．5的酸雨使其提高-3．11%～258．89%．铜累积释放量与淋溶量的关系可用一元二次式来描述,供试红壤平均铜累积释放量(Q)随淋溶量(H)的变化为Q=-0．5051+0．0044H+7．2179×10^(-8)H^2．图4,表1,参9．

关键词：酸雨红壤铜释放