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再生水灌溉对土壤cd吸附特性的影响研究

再生水灌溉对土壤Cd吸附特性的影响研究

作者：李宝贵中国农业科学院

学位级别：硕士

污水再生利用是缓解我国水资源短缺地区供需矛盾的重要举措,但由于再生水资源中含有较高浓度盐分、一定量的重金属以及有机污染物等有害物质,灌溉后可能会对农田生态环境构成潜在风险。目前关于不同再生水灌溉对土壤吸附重金属的能力是... 详细信息

污水再生利用是缓解我国水资源短缺地区供需矛盾的重要举措,但由于再生水资源中含有较高浓度盐分、一定量的重金属以及有机污染物等有害物质,灌溉后可能会对农田生态环境构成潜在风险。目前关于不同再生水灌溉对土壤吸附重金属的能力是否有影响的研究较少。因此,本研究以处理后的养殖废水和生活污水为灌溉水源,以重金属cd为供试重金属,通过前期灌溉养殖废水和再生水,探明了短期和长期不同水源灌溉后的土壤对cd吸附特性的影响。研究结果可为非常规水资源安全利用及cd污染土壤防治提供参考。取得的主要研究结论如下:(1)养殖废水和再生水灌溉能够显著地影响土壤p H、黏粒含量和盐分等土壤理化性质,从而改变土壤对cd的吸附特性。与Langmuir模型相比较,Freundlich模型能够更好地拟合不同水源灌溉的土壤对cd的吸附。(2)短期盆栽试验养殖废水和再生水灌溉后潮土对cd的吸附结果表明,120 h吸附阶段,cd初始浓度为5 mg/L时,养殖废水和再生水灌溉均较去离子水灌溉增加了土壤对cd的吸附,其解吸量也明显地低于对照;cd初始浓度为10～50 mg/L时,养殖废水和再生水灌溉均降低了土壤对cd的吸附,其解吸量也明显高于对照。(3)短期室内培养试验养殖废水和再生水灌溉后土壤对cd的吸附结果表明,与对照相比,对酸性土壤(红壤)来说,养殖废水灌溉减少了cd初始浓度(5～10 mg/L)较低时其对cd的吸附,增加了cd初始浓度(25～50 mg/L)较高时其对cd的吸附;而再生水灌溉降低了其对cd的吸附。对碱性土壤(潮土、塿土、黑土和黑垆土)来说,养殖废水和再生水灌溉均减少了其对cd的吸附。长期养殖废水和再生水灌溉的潮土对cd的吸附结果与短期灌溉后潮土吸附cd试验结果一致。(4)不同水源灌溉后土壤对cd的吸附主要以络合态cd为主。灌溉后土壤p H、黏粒含量、SO和HCO等的增加可促进土壤对cd的吸附,而盐分增加可降低土壤对cd吸附,因此养殖废水和再生水灌溉对土壤吸附cd能力的影响为以上因素综合作用的结果。

关键词：再生水灌溉土壤 cd吸附

添加H_(2)O_(2)改性和HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭对一种酸性水稻土吸附cd(Ⅱ)的影响

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土壤 2022年第5期54卷 1016-1023页

作者：何娴徐仁扣土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049

选择稻草、玉米秸秆和油菜秸秆作为制备生物质炭的原料,分别用H_(2)O_(2)和HNO_(3)/H_(2)SO_(4)对生物质炭进行改性处理,以未改性的生物质炭和HCl处理的生物质炭作为对照。按土重3%的比例向采自安徽郎溪的酸性水稻土中添加上述生物质炭... 详细信息

选择稻草、玉米秸秆和油菜秸秆作为制备生物质炭的原料,分别用H_(2)O_(2)和HNO_(3)/H_(2)SO_(4)对生物质炭进行改性处理,以未改性的生物质炭和HCl处理的生物质炭作为对照。按土重3%的比例向采自安徽郎溪的酸性水稻土中添加上述生物质炭,在经历一个干湿交替周期后,进行cd(Ⅱ)吸附/解吸试验,研究添加生物质炭对水稻土吸附cd(Ⅱ)的影响及其机制。结果表明,两种改性方法均有效增加了生物质炭表面的质子结合位点数,且HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性对生物质炭表面羧基官能团的扩增效果更显著。官能团的增加使得添加了HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭的水稻土对cd(Ⅱ)的专性吸附能力显著增强。因此,添加HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭可作为酸性水稻土吸附固定重金属cd的一种新型方法。

关键词： H_(2)O_(2)改性 HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭酸性水稻土 cd吸附

丛枝菌根真菌对溶解态和胶体态cd淋溶的影响

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农业环境科学学报 2020年第8期39卷 1741-1747页

作者：苏琳曹力张金秀秦丽祖艳群湛方栋云南农业大学资源与环境学院昆明650201 中国冶金地质总局昆明地质勘查院昆明650203

采用粒径0.2 mm的石英砂制备30 cm高的砂柱,在接种和不接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)条件下种植玉米,施用1 mg·L-1的溶解态和胶体态cd,开展砂柱培养和模拟淋溶试验,研究AMF对砂粒比表面积、砂柱溶液cd浓度和淋... 详细信息

采用粒径0.2 mm的石英砂制备30 cm高的砂柱,在接种和不接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)条件下种植玉米,施用1 mg·L-1的溶解态和胶体态cd,开展砂柱培养和模拟淋溶试验,研究AMF对砂粒比表面积、砂柱溶液cd浓度和淋溶流失的影响。结果表明:AMF菌丝在砂柱中生长和分泌球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP),增大石英砂的比表面积,增加石英砂对cd的吸附量与吸附能力;接种AMF显著降低砂柱10 cm处溶液中溶解态和胶体态cd的浓度,减少cd的淋溶流失量;相关性分析表明,在AMF接种情形下,砂柱中GRSP含量与砂粒cd吸附量呈显著正相关,GRSP含量与砂柱溶液cd浓度呈显著负相关,且砂粒cd吸附量与砂柱溶液cd浓度呈显著负相关,砂柱20 cm深度的砂粒cd吸附量与cd流失量呈显著负相关,砂柱30 cm深度的溶液cd浓度与cd流失量呈显著正相关。可见,AMF菌丝通过分泌GRSP、增大石英砂的比表面积,增强石英砂对cd的吸附,从而降低砂柱溶液cd浓度与cd淋溶流失。

关键词：丛枝菌根真菌球囊霉素相关土壤蛋白比表面积 cd吸附淋溶流失

一株酸性红壤拟小球藻的分离及其镉吸附能力研究

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环境科学研究 2023年第9期36卷 1737-1745页

作者：张菊谢章彰汤佳张亚平刘芳华广东工业大学环境科学与工程学院广东广州510006 广东省科学院生态环境与土壤研究所华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心广东省农业环境综合治理重点实验室广东广州510650

华南红壤稻田同时受到酸化和镉(cd)污染的胁迫,以藻类为代表的生物材料可同时提升环境pH和吸附cd,因此,将藻类用于cd污染酸性土壤修复的研究备受关注.本研究从华南酸性水稻土壤中筛选得到一株具备耐酸耐cd能力的微藻,通过形态观察和18S ... 详细信息

华南红壤稻田同时受到酸化和镉(cd)污染的胁迫,以藻类为代表的生物材料可同时提升环境pH和吸附cd,因此,将藻类用于cd污染酸性土壤修复的研究备受关注.本研究从华南酸性水稻土壤中筛选得到一株具备耐酸耐cd能力的微藻,通过形态观察和18S rRNA基因序列测序以及系统发育树分析,被鉴定为拟小球藻,最终将其命名为ZJ1(Parachlorella ***1).藻株ZJ1的耐酸、耐cd实验结果表明,其能耐受的最低pH为3.50,能耐受的最高cd浓度为6.00 mg/L.藻株ZJ1的cd吸附能力实验结果表明,在pH=6.00以及初始cd浓度分别为1.50、3.00和5.00 mg/L的条件下,藻株ZJ1对cd的吸附率分别为67.36%、64.89%和41.03%.吸附动力学拟合结果表明,藻株ZJ1对cd的吸附特征符合二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于化学吸附和单分子层吸附.当pH=4.00、初始cd浓度为3.00 mg/L时,藻株ZJ1对cd的去除率能够达到56.81%,并且能将体系pH提升至6.50左右,表明藻株ZJ1具备在酸性环境下吸附cd并提升体系pH的能力.藻株ZJ1的获得,有望为应对华南红壤稻田土壤酸化和cd污染的双重胁迫提供理论支持的同时,提供可再生的生物修复功能材料.

关键词：稻田土壤拟小球藻 cd吸附土壤酸化 pH提升

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水溶性有机质对土壤中镉吸附行为的影响

应用生态学报 2002年第2期13卷 183-186页

作者：陈同斌陈志军中国科学院地理科学与资源研究所环境修复室北京100101 广西科学院情报研究所南宁530022

水溶性有机质 (DOM)是陆地生态系统和水生生态系统中的一种很活跃的组分 .本文以赤红壤、水稻土和褐土作为供试土壤 ,研究了来源于稻秆和底泥的DOM对土壤中cd吸附行为的影响 .DOM对土壤中cd的吸附行为具有明显的抑制作用 .这种抑制作用... 详细信息

水溶性有机质 (DOM)是陆地生态系统和水生生态系统中的一种很活跃的组分 .本文以赤红壤、水稻土和褐土作为供试土壤 ,研究了来源于稻秆和底泥的DOM对土壤中cd吸附行为的影响 .DOM对土壤中cd的吸附行为具有明显的抑制作用 .这种抑制作用与土壤类型和DOM种类有关 .在 3种供试土壤中 ,无论添加稻秆DOM还是底泥DOM ,都会使cd的最大吸附容量和吸附率明显降低 ,其下降幅度为17 3%～ 93 9%.在添加同一种DOM的前提下 ,DOM对cd吸附的抑制作用均为 :赤红壤 >水稻土 >褐土 .如果不添加DOM ,则土壤对cd的最大吸附容量主要取决于土壤固相的吸附特性 ,添加DOM后土壤对cd的最大吸附容量则主要取决于液相中的DOM .由此推断 ,传统的看法 ,通过施用有机肥来固定土壤中的cd并达到治理重金属污染土壤的观点值得商榷 .

关键词：土壤污染 cd吸附水溶性有机质 DOM 镉吸附