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重金属的土水分配行为研究——根际土壤溶液采样器的应用

时间:2015-04-14      阅读:1749

重金属的土水分配行为研究——根际土壤溶液采样器的应

 

 

郝汉1 靳孟2 李瑞敏3 王支3 刘成1 陈   1 钟学1

1 咸宁源与环科学院,湖咸宁 437100 2 中国地质大(武)环境院, 430074 3 中国地监测院北京 100081

 

 

 要: 用根采样Rhizon-SMS河南壤溶溶液度对 因变量土壤溶液理化性质作为自变量进行多元线性逐步回归结果表明只有有机碳进入Cu的相关方程pH进入Cd的相关 程。土溶液pH和土壤Zn作为自量进入Zn关方程土壤溶中的CupH线性系,而CdZn土壤 pH的线性p0.01壤中CuCdZn液中Kd 3 Kd 大小顺序为:CuZnCd。根Freeze Cherry模型,联合log(Kd -Cd)log(Kd -Zn)pH的线性关,估计了CdZn在土壤中 的迁移度。

关键词: 壤溶液样器分配系;重属;土;河南

中图分号: S153.6F595

 

 


土壤溶液不是土壤化学应发生的场,也是 植物获取养分泉。重金土壤和土溶液 之间配行为是重金属在中环境效的一 个重要研究原固-相的互作对评 价重金动性和具有十的意义。

根际土采样器(Rhizon-SMS(衢州新芝生物科技有限公司大量现货订购: 王女士)美国 EP规定的险废物准方并得到广泛用。 根际土采样器统通常由 3 部分组:多 孔材料suction cup样瓶和抽气器。

重金属吸附平衡通常用分配系Kd 来表示Kd

L/kg)表溶液中某种物质对固体基质的相对亲和 附着能[1]为土壤属含量Mtotalmg/kg及土 壤水中浓度Msolution mg/L)之比,即:

pH解析方程变 50%把土壤有机C引 入方程以显著程的决R2 0.61) [4]。研究证pH [5-7]、土有机C [8]CEC是决定壤 Kd [9]

C于生非必需对植物当其 进人体后能引系列不利物生长的应。 1988  FAO/WHO 专家员会提 Cd 每周

可耐受摄入量(provisiona tolerate weekl intake

PTWI 7 μg/kg(体重)Cu  Z是人体健康植物 不可缺量营养过量对产生危。 河南省黄淮平原经济区是我国的农业生产基 地,壤质量状接影响到的可持续展以 及人康。然而河南省黄原经济区金属


  M total 

1

在原位固-两相配研究本研


Msolution

已经有报称土壤CdKd 值与土壤理化性质 有一定关系。Anderson[2]发现土壤pH是控制CdKd zui重要Christensen[3]用土壤理化参数pH、土 壤黏粒含量、腐殖质和阳离子交换总量(CEC)以及 土壤中分如活活性MnAl,通 过逐步回方法发现衡时土壤液中pH解释 72% 的方差异。多线回归模,土壤溶

用自根际土壤采样器原取土壤溶,旨

探讨 CuCdZ-两相分配行② 通过重配系数金属的度。

 

1 材料与方法

 

在研究区选 24 个剖,每个规格是长 m 0.8 m 2.2 m 的梯形在剖 204060、 80130160210 cm 深度处各壤样品 1 kg


 

 

①基金项目国家自然科学基金项40772155学院重点项BK0704和生物地与环境地质教育部重点实验室开放基金项BGEG0809) 资助。

作者简介:郝汉舟(1970,男湖北英山人,博士,主要从事生态修复的教学与科研工作。E-mail: haohz110@163.com


 


在开挖的壤剖面上用负压式壤溶液采器采 集土壤溶。在剖面 20406080130、 160 cm 置陶瓷头。土壤溶液采集有以下步骤:

①清洗。一次使用新仪器,安装前用酸洗 干净并用蒸馏水浸泡陶瓷 24 h ②埋置用 直径略大于陶瓷头的土钻在预定的剖面深度处 

孔,打孔略向下倾,将土钻的土壤取,过

筛去掉粗和石砾,水搅和成浆倒回孔,把 陶瓷头放孔中央,使泥浆没过瓷头,加压实 密封防止气进入。连接。把瓷头通气管用 金属杆堵塞确保密闭④润洗按压真空泵抽气, 使瓶内气压 -0.7 准大气压zui初抽取的溶液 并不取样只用于润陶瓷头、管和采样。⑤ 采样。在压达到要时,经过洗后即可行采 样。

土壤及液中 Cu  Zn  IRIS Intrepid 全谱 仪测定方法依据 DZ/T0064-93Cd  M6 石 墨炉原子 收分光光 计测定( 测方法依 GB5750-85 。土壤  pH  国哈 HACH sensION4 便携式 pH 定。土壤有 C 用用铬酸 钾氧-外热法测

 

2 分析与讨论

 

2.1 土壤液重金浓度

不同深溶液中属浓度 1zui大值 和zui小值相 2 。其中 2 cm 深度

溶液 Cu 浓度范 0.001 ~ 0.404 mg/L,平均值 为 0.018 mg/LC度范围为 0.01 ~ 0.08 μg/L

值为 0.06 μg/LZn 浓度围为 0.034 ~ 0.343 mg/L

均值为 0.095 mg/L


 

 

 1   不同深土壤溶 CuCdZn 浓度描述统计(n = 24mg/L

Table 1   Cu, Cd and Zn concentrations in soil solution at different depths

 

深度

 

 

平均值

 

0.018

 

0.026

 

0.021

 

0.023

 

0.022

 

0.008

Cu (mg/L)

zui小值 zui大值

 

0.001 0.404

 

0.001 0.126

 

0.001 0.059

 

0.005 0.064

 

0.002 0.051

 

0.001 0.019

 

 

CV 0.004

0.009

 

0.005

 

0.005

 

0.004

 

0.002

 

 

 

平均值

 

0.06

 

0.10

 

0.10

 

0.12

 

0.08

 

0.06

Cd (μg/L)

zui小值 zui大值

 

0.01 0.08

 

  1. 0.20

 

  1. 0.14

 

0.06 0.14

 

0.05 0.09

 

0.04 0.08

 

 

CV 0.002

0.003

 

0.001

 

0.004

 

0.002

 

0.003

 

 

 

平均值

 

0.095

 

0.080

 

0.092

 

0.100

 

0.076

 

0.059

Zn (mg/L)

zui小值 zui大值

 

0.034 0.343

 

0.004 0.260

 

0.007 0.211

 

0.031 0.260

 

0.008 0.189

 

0.018 0.110

 

 

CV 0.024

0.019

 

0.017

 

0.018

 

0.016

 

0.008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

130

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


在对溶液中重金属进行对数转换后作为因变量, 用土液中理化作为自变进行多元线性回 归自变量进入程选择逐步归方法(stepwise

是土pH金属度(Mtotal 土壤有 机碳(Corg 的函数:

 

( ) ( )


log(Corg )pHlog(Zntotal) 方程。

log   M solution

=  +

 p +  

lo M total


从表 2 对于土Cu只有土壤

+ d 

lo(Cor )

2


溶液中CCorg 了方其他土壤理性质 有作为进入方于土壤Cd来讲, 只有土pH进入了方程。对溶液中Zn, 土壤溶液pH和土壤中的Zn浓度都作自变量进方 程资料[10]土壤溶液中Msolution 

该模型中abcd为常。该模型前假设是土壤

溶液中H+ 竞争壤的吸该模型来自 与田认为污染壤进行回测,对土溶液 中的CuCdZn程的定系数分别 0.6110.884、 0.618[10]


 

 2    土壤溶液中重金属预测方程

Table 2   Prediction equations for heavy metal in soil solution

在本研CdZn的线性回归pH能解

释方差变异 42.3%  64.5%无论是土壤的 有机C是土壤黏粒作为自入方程不能 进一步定系数R2对于CdZnpH是zui 重要测土壤溶重金属的,土壤溶中的 土壤质没有相预测效果回归方程以看 中的CuCdZn*不一溶液 中的有够解释异的 32.2%土壤溶pH

 

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