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污染水稻土中重金属的形态分布及空间变化

污染水稻土中重金属的形态分布及空间变化

作者：陈守莉南京农业大学

学位级别：硕士

土壤重金属污染是目前环境领域中的一个重要问题。国内外对土壤性质空间变异的研究主要集中在土壤水分、容重和机械组成等物理性质和土壤有机质、大量养分元素(N、P、K)、pH等化学性质上。在景观和区域尺度上对土壤重金属的空间变异及... 详细信息

土壤重金属污染是目前环境领域中的一个重要问题。国内外对土壤性质空间变异的研究主要集中在土壤水分、容重和机械组成等物理性质和土壤有机质、大量养分元素(N、P、K)、pH等化学性质上。在景观和区域尺度上对土壤重金属的空间变异及其影响因素的研究有待进一步加强，而这是进行土壤环境修复的基础。针对土壤重金属污染，论文选择江西省贵溪铜冶炼厂周围受污染的水稻田为典型研究区，通过野外调查与室内分析相结合，综合运用经典统计学方法、方差分析方法、相关分析方法、地统计学方法，采用Excel、SPSS、Arcinfo、ArcGis等软件进行统计分析并制图。利用BCR分级方法对土壤重金属形态的研究表明，在江西省贵溪铜冶炼厂污染区，废渣场渗滤液污染区域(渣场区)的污染较污水灌溉污染区(污灌区)严重，渣场区水稻土中Cu、Pb、Cd的含量高于污灌区，而污灌区水稻土中Ni含量较高。在表层(0～20cm)水稻土中，Cu以可氧化态为主，Pb以可还原态和可氧化态为主，Cd以酸溶态为主，Ni以残渣态为主，不同重金属元素的有效态比例顺序是Cd＞Cu＞Pb＞Ni。土壤重金属不同形态之间也呈现一定的相关性，说明Cu、Cd、Pb与Ni之间具有污染的同源性。土壤pH主要影响了污灌区中Cu的形态分布，以及渣场区土壤酸溶态Ni的分布。土壤吸附性能影响了土壤重金属的有效态含量分布，特别是Cu和Cd。但土壤有机质含量对重金属形态分布的影响较小。利用地统计学方法对水稻土的有效态重金属(Cu，Cd，Pb，Zn)的空间变异分析表明，土壤有效态Cu，Cd，Pb含量具有中等的空间相关性(67.9％～69％)，有效态Zn表现为弱空间相关性(87.2％)。各重金属有效态空间分布特征都不完全相同，但又有一些相同的特征，影响其空间变异的影响因子主要是微地形变化(地势走向：东北高-西南低)和风向(含重金属等的降尘)。土壤有效态铜含量符合对数正态分布，变异函数的最佳理论模型为高斯模型，并具有中等的空间相关性(C与C+C比值为68.2％)，空间自相关距离为490.62m～1636.9m，影响其空间变异的结构性因子主要是土壤母质、微地形以及土壤pH等。土壤中重金属元素Cu，Cd，Pb全量与有效量间呈显著正相关性(Zn除外)，pH含量

关键词：重金属空间变异形态分级影响因素

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土壤中磺胺甲恶唑的形态转化及降解规律研究

土壤中磺胺甲恶唑的形态转化及降解规律研究

作者：陶小庆浙江工商大学

学位级别：硕士

抗生素的环境风险并非取决于抗生素的全量而是具有生物可给性部分的含量,因此了解土壤中各种形态抗生素的含量及行为,可以有效地控制抗生素所带来的环境危害。本论文以农田土壤为研究对象,优化了土壤中磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole, SMX... 详细信息

抗生素的环境风险并非取决于抗生素的全量而是具有生物可给性部分的含量,因此了解土壤中各种形态抗生素的含量及行为,可以有效地控制抗生素所带来的环境危害。本论文以农田土壤为研究对象,优化了土壤中磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole, SMX)的全量及各分级(CaCl2可提取态、MeOH可提取态、残渣态)含量的浸提方法,研究了SMX在土壤中的形态转化和降解规律,以及重金属Cu对其形态转化和降解规律的影响。所得主要结论如下： (1)通过对土壤中SMX全量及各形态含量提取方法的优化,确定了全量提取的最佳条件是浸提剂为含50%乙腈的磷酸盐缓冲液(v/v, EDTA, pH=3)、土水比为1：5、浸提次数为3次、最佳稀释度为有机溶剂含量低于5%(v/v),在该条件下SMX全量的回收率为85.3%～90.3%;分级提取的最佳条件是：CaCl2可提取态的土水比为1：2.5、残渣态萃取剂为乙腈水溶液(v/v,1：4)、土水比为1：10,该条件下SMX三种形态的回收率为88.3%-113.7%。 (2)通过对SMX的全量及易提取态(CaCl2可提取态、MeOH可提取态)含量进行模型拟合,发现SMX在土壤中的降解规律符合二级指数模型。且根据此模型可知SMX的全量、CaCl2可提取态、MeOH可提取态的半衰期随着SMX处理浓度的增加而延长,分别为4.65～23.72d、2.17～20.88d、6.13-22.15d,均具有易降解性。 (3)通过对SMX在土壤中的形态迁移转化研究,结果发现利用抗生素的表观分配系数(Kapp)、C(MeOH)/C(CaCl2)值及易提取态的DT50、DT90值可以判定抗生素在环境介质中的存在状况：Kapp、 C(MeOH)/C(CaCl2)值越大且易提取态DT50、DT90值越小,则SMX的老化程度越强。 (4)通过复合污染下Cu对SMX形态转化的影响研究,发现可还原态与可氧化态Cu比例的增多可加速抗生素SMX的老化,而酸提取态Cu比例的增多则可促使抗生素SMX的活化。 (5)通过复合污染下Cu对SMX全量的降解规律影响研究,发现Cu能抑制SMX全量的降解,且抑制作用随Cu浓度的增加而加强。当Cu的外源投加量为400mg/kg时,SMX全量的DTso和DT90值是空白对照组的近100倍。

关键词：磺胺甲恶唑铜土壤形态分级降解

石灰性土壤中氟的形态变化和氟对玉米生长发育及产量品质的影响

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石灰性土壤中氟的形态变化和氟对玉米生长发育及产量品质的影响

作者：王晓东山西农业大学

学位级别：硕士

石灰性土壤在我国有大面积的分布,而且都是重要的农业区。石灰性土壤中各种元素的状态和转化,对植物营养和环境质量有重要意义。氟是人体和动物的必需元素之一,环境中的氟含量出现异常,往往会通过食物链的作用,引起人畜的氟中毒病症。... 详细信息

石灰性土壤在我国有大面积的分布,而且都是重要的农业区。石灰性土壤中各种元素的状态和转化,对植物营养和环境质量有重要意义。氟是人体和动物的必需元素之一,环境中的氟含量出现异常,往往会通过食物链的作用,引起人畜的氟中毒病症。对于动植物而言,过量的氟会对其产生不利的影响。本文采用盆栽试验的方法研究了石灰性土壤中氟的形态分级及其对玉米生长发育及产量品质的影响,为土壤氟污染的有效预防和综合治理提供理论依据。试验得到了以下初步结果: 1.氟在石灰性土壤中的赋存形态按含量大小排序为:残余态>水溶态>铁锰结合态>有机束缚态>可交换态。残余态氟是全氟组成的主体,占全氟含量的90%以上。各形态氟含量和全氟量(对照全氟含量+不同氟处理)的相关性显著,随着处理浓度的增加而增加,随着生育期的延长除残余态氟含量增加外,其余形态均呈下降趋势。 2.石灰性土壤添加氟后,可使土壤pH、有机质含量增加,水溶性Ca的含量显著下降,土壤微生物量受到不同程度的影响。 3.土壤添加氟可显著降低玉米生长,苗期地上部生物量最为显著,干重下降幅度达22.5～42%。随着生育期的延长,拔节期、孕穗期干重降幅为4.7～38.1%、6.2～43.3%,可以看出,高氟处理(F4、F5)对作物生长造成持续抑制,低氟处理表现为对作物的慢性积累性障碍作用,随着生育期的延长可对作物生长造成显著影响。 4.氟对玉米的根系活力有明显的抑制作用,并随着生育期的延长,其抑制程度增强。低浓度的氟可以诱导SOD酶的活性增强,超过一定阀值其活性受到抑制,且阀值浓度有随时间延长,氟积累量的增加,有向低浓度氟处理移动的趋势。 5.氟对玉米各部位养分吸收分布的影响研究表明:玉米根部和籽粒中的含氟量随着氟添加量的增加而显著增加,相关性达显著水平,茎、叶中的含氟量与氟添加量的相关性不明显。玉米不同部位氟含量的大小顺序为根>叶>叶鞘>茎>籽粒。处理F3、F4、F5籽粒含氟量已超过国家卫生标准。氟可以显著降低钾在玉米各部位的含量,对氮、磷的含量影响不明显。 6.添加氟可显著降低玉米各产量构成因素,其中籽粒重减少9.43%～85.38%,穗重减少5.41%～80.3%,穗粗减少1.71%～54.7,穗长减少8.26%～64.31%,百粒重减少0.9%～10.15%。玉米籽粒中蛋白质的含量随着处理浓度的增加显著增加,淀粉含量表现为先下降后上升的趋势,其作用机理有待进一步研究。

关键词：石灰性土壤氟形态分级玉米生长发育产量品质

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

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农业环境科学学报 2017年第2期36卷 264-271页

作者：贾赵恒罗瑶沈友刚刘凡蔡崇法谭文峰邱国红华中农业大学资源与环境学院农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉 430070

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:... 详细信息

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618-1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。

关键词：重金属污染硫化物矿物矿区土壤形态分级相关性

来源：评论

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纳米级二氧化锰对土壤中砷形态影响的研究

土壤科学 2015年第1期3卷 1-6页

作者：周爽潘雨齐袁毳雷鸣湖南农业大学资源环境学院湖南长沙

本文通过土壤原位钝化与土壤砷分级实验,研究了添加浓度为土壤质量0.2%、0.5%、1.0%、2.0%的纳米级二氧化锰对土壤中砷形态的影响。结果表明:添加了纳米级二氧化锰的土壤中,其土壤中As的形态以残渣态为主,占50%左右,其次是Fe-As、Ca-As,... 详细信息

本文通过土壤原位钝化与土壤砷分级实验,研究了添加浓度为土壤质量0.2%、0.5%、1.0%、2.0%的纳米级二氧化锰对土壤中砷形态的影响。结果表明:添加了纳米级二氧化锰的土壤中,其土壤中As的形态以残渣态为主,占50%左右,其次是Fe-As、Ca-As,Ca-As含量随着纳米级二氧化锰含量增加变化趋势是先增加后降低,且浓度为2.0%的纳米级二氧化锰添加量土壤中Ca-结合态As最少,为12.25%;纳米级二氧化锰对土壤中松散结合态As有一定影响,但影响效应不显著;同时发现,对于土壤中的残渣态As,添加纳米级二氧化锰对其有增加作用。

关键词：砷纳米级二氧化锰形态分级土壤

杭州市郊规模化养殖场猪粪的重金属含量及其形态

维普期刊数据库评论

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浙江农业学报 2008年第1期20卷 35-39页

作者：董占荣陈一定林成永章永松倪丹华浙江大学环资学院教育部环境修复与生态健康重点实验室浙江杭州310029 浙江省农业厅土肥站浙江杭州310020

对采集于杭州市郊规模化养殖场的猪饲料和猪粪的重金属含量及猪粪中重金属的形态分布进行了研究。结果显示,猪饲料中Zn,Cu,Mn和As的平均含量分别为324.0,294.1,156.2和5.9 mg/kg;猪粪中Zn,Cu,Mn和As的平均含量分别高达1064.00,1018.00,6... 详细信息

对采集于杭州市郊规模化养殖场的猪饲料和猪粪的重金属含量及猪粪中重金属的形态分布进行了研究。结果显示,猪饲料中Zn,Cu,Mn和As的平均含量分别为324.0,294.1,156.2和5.9 mg/kg;猪粪中Zn,Cu,Mn和As的平均含量分别高达1064.00,1018.00,659.90和59.96 mg/kg。参照污泥农用中污染物控制标准(GB4284-84),供试猪粪样品中Zn,Cu含量均超标,As含量超标率为35%。猪粪中Cu以有机结合态为主,Zn和Mn以铁锰氧化物结合态为主,而As则主要以生物有效性高的交换态存在,高达31.2%。按照农田常规施氮量估算的粪便用量施用,土壤耕层中重金属均会有不同程度的增加,长期施用这些高量重金属的畜禽粪便存在污染农产品和生态环境的潜在风险。

关键词：猪饲料猪粪重金属连续提取形态分级

褐土区露天菜地和粮田磷素形态及环境风险分析

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江苏农业科学 2019年第19期47卷 299-302页

作者：刘洋吴田彭正萍王艳群李迎春门明新张家铜河北农业大学资源与环境科学学院/河北省粮田生态环境重点实验室河北保定071001 中国土地勘测规划院北京100081 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 河北省保定市环境监控中心河北保定071000

为明晰菜地和粮田土壤磷库,分类合理指导磷肥施用,减少环境污染,以北京市、河南省、河北省的露天菜地及相邻粮田为研究对象,采用石灰性土壤无机磷形态分级方法,研究不同褐土区菜地与粮田土壤中磷素空间分布、形态变化及其可能引起的环... 详细信息

为明晰菜地和粮田土壤磷库,分类合理指导磷肥施用,减少环境污染,以北京市、河南省、河北省的露天菜地及相邻粮田为研究对象,采用石灰性土壤无机磷形态分级方法,研究不同褐土区菜地与粮田土壤中磷素空间分布、形态变化及其可能引起的环境风险。结果表明,不同褐土区菜地土壤磷素含量总体大于粮田。相同地区0~20 cm土层中磷素含量均大于20~40 cm土层。Ca2-P最易被作物吸收但土壤中含量较少,占土壤无机磷积累量的3.81%~8.68%;Al-P、Fe-P和Ca 8-P也是土壤中磷素的主要来源,它们基本均匀分布,分别占土壤无机磷积累量的32.82%~37.95%、16.65%~17.14%、27.26%~29.94%;Ca10-P、O-P的含量较少,分别占土壤无机磷积累量的4.97%~6.51%、6.45%~7.81%。长期施用磷肥的土壤会导致磷素在土壤中累积,多余的磷会进入地下水或地表水体,造成水体污染。因此,建议各地区菜地和粮田分类采用测土配方施磷肥方法,以降低土壤磷素环境风险。

关键词：菜地粮田磷素形态分级环境风险

水稻秸秆生物炭对土壤理化性质及土壤镉形态的影响

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河南农业 2022年第8期 12-13页

作者：郑依虹浙江经贸职业技术学院浙江杭州310018

本文以水稻秸秆为原料制备生物炭,通过培养试验利用生物炭对土壤重金属镉进行钝化,设置土壤不添加生物炭处理(CK)和添加5%生物炭处理(BC),研究水稻秸秆生物炭对土壤理化性质及土壤镉形态的影响。结果表明,添加水稻秸秆生物炭后,BC处理... 详细信息

本文以水稻秸秆为原料制备生物炭,通过培养试验利用生物炭对土壤重金属镉进行钝化,设置土壤不添加生物炭处理(CK)和添加5%生物炭处理(BC),研究水稻秸秆生物炭对土壤理化性质及土壤镉形态的影响。结果表明,添加水稻秸秆生物炭后,BC处理的pH显著高于CK处理,土壤阳离子交换量和有机质含量分别提高了34.7%、16.7%;相较于CK处理,BC处理的土壤镉的弱酸可提取态、可还原物质结合态所占比例分别降低了2.2%、3.9%,Cd的可氧化物质结合态、残渣态所占比例分别提高了3.3%、2.8%。水稻秸秆生物炭有效地改善了土壤理化性质,降低了镉的生物有效性。

关键词：生物炭水稻秸秆镉形态分级

农田土壤重金属赋存形态和生物有效性分析——以金华市某100亩农田为例

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绿色科技 2019年第24期21卷 74-78页

作者：金皋琪傅丽青黄其颖方伟徐妍徐祎萌马景政马睿凌马嘉伟叶正钱柳丹浙江省土壤污染生物修复重点实验室浙江农林大学浙江杭州311300 浙江省金华市土壤肥料工作站浙江金华321000

为了了解浙江省金华市某100亩农田土壤中重金属污染情况,对该地进行了土壤调研。采集了该地的30个表层土壤样品以及3个土壤剖面,分析了6种重金属元素的含量以及pH值和有机质,初步了解了土壤重金属污染状况;同时采集各20个表层、中层土... 详细信息

为了了解浙江省金华市某100亩农田土壤中重金属污染情况,对该地进行了土壤调研。采集了该地的30个表层土壤样品以及3个土壤剖面,分析了6种重金属元素的含量以及pH值和有机质,初步了解了土壤重金属污染状况;同时采集各20个表层、中层土壤样品,通过BCR形态分级方法测定结果,确定了不同的重金属其污染来源;利用生物有效性分析,确定了研究区重金属的污染情况;最后对当地进行了土壤重金属污染评价分析。研究结果得出研究区土壤重金属Cd含量超标,其他重金属均未超标。根据重金属形态分级、以及土壤剖面分析得出重金属:Pb以残渣态和可还原态较高;Zn、Cu、Cr、Ni主要以残渣态为主,Cd以弱酸提取态和可还原态为主。依据生物有效性分析,得出Pb具有潜在的危害,Cd在中层的生物活性系数K1急剧上升,对作物易造成危害。利用RSP污染评价方法得出Pb和Cd的污染程度为中度污染。因而,提出了在下一步的修复工作中需要针对不同来源,进行土壤中相应重金属含量的控制。

关键词：源解析土壤重金属形态分级投入品