岩溶区典型石灰土Cd形态指示意义及风险评价——以桂林毛村为例

为了了解岩溶区石灰土中重金属Cd形态分配特征及富集情况,在桂林毛村采集了3种处于不同发育阶段的黑色、棕色和红色石灰土进行研究。通过原子光谱仪测试了Cd质量分数,运用改进的Tessier分析法测定了3种石灰土中Cd的可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CAB)、铁锰氧化物结合态(OXI)、有机结合态(ORG)、残渣态(RES)5种形态,并对其指示意义及风险进行了分析与评价,结果表明,3种石灰土中Cd质量分数从大到小依次为早期黑色石灰土、中期棕色石灰土、晚期红色石灰土。形态测试结果表明:黑色石灰土和棕色石灰土中Cd形态以铁锰氧化态和残渣态为主,占土壤Cd质量分数的63%以上,且5种形态质量分数从大到小顺序均为铁锰氧化态、残渣态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态;红色石灰土Cd形态以残渣态为主,占土壤Cd质量分数的76%,形态分配特征从大到小为残渣态、铁锰氧化态、可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态。Cd稳定度和富集程度评价结果表明:在黑色石灰土、棕色石灰土和红色石灰土中Cd稳定度逐渐减小,环境二次释放风险逐渐降低;富集程度从大到小依次为黑色石灰土、棕色石灰土、红色石灰土,其中Cd在黑色石灰土中呈显著富集状态,在棕色石灰土中呈中度富集状态,在红色石灰土中呈轻微富集状态。潜在生态风险评价和健康风险评价结果表明,由早期黑色石灰土到中期棕色石灰土和晚期红色石灰土,土壤中Cd的生态风险和健康风险均逐渐降低。研究结果可为岩溶区土壤重金属Cd污染修复与治理提供基础数据。     

茶园土壤不同形态镍的含量及其影响因素

通过自然茶园土壤采样和室内实验分析,探讨浙江、江苏和安徽13个茶园土壤镍的污染状况、形态分布规律以及不同形态镍的含量与土壤镍总量和土壤理化性质的关系。结果表明：部分茶园土壤受到不同程度的镍污染;茶园土壤镍的形态分布有一定差异,按镍的含量多少排序,一般为残渣态＞交换态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞碳酸盐结合态;除了交换态以外的所有其他形态的镍含量均随土壤镍含量的增加而显著增加;碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态镍含量随土壤pH的升高呈显著增加趋势,而交换态镍则呈减少趋势,但不显著;随土壤有机质含量的增加,铁锰氧化物结合态镍显著减少,而其他形态增加或减少的趋势均不显著;碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态的镍含量均随阳离子交换量的增加显著增加;随粘粒含量的增加所有形态中的镍呈增加趋势,但除了残渣态外增加趋势均不显著。     

浙江富硒土壤中硒赋存形态特征

依据李家熙的土壤硒含量的分类定义标准,可以确认浙江存在富硒土壤.一些地区的红壤和水稻土是浙江重要的富硒土壤.富硒红壤和富硒水稻土中的有机结合态硒是土壤中的主要结合态.前者弱有机态硒含量高于强有机态的,且离子交换态硒含量低于碳酸盐态的,后者则反之.二者的离子交换态、碳酸盐态和铁锰氧化态硒含量加和对全硒的影响很小.     

辽河流域土壤镉有效性的地球化学研究

利用辽宁省辽河流域生态地球化学调查中取得的土壤镉深表层含量及形态分析等测试数据,对土壤镉的存在形态及其影响因素进行了系统对比研究,结果表明：辽河流域土壤镉主要以离子交换态、水溶态、铁锰氧化态、碳酸盐结合态、强有机结合态、腐殖酸结合态及残渣态等七种形态存在,其中离子交换态及水溶态是可被生物吸收利用的有效态,其含量主要受土壤镉全量、pH值、有机质、土壤粘度等因素制约。     

陕西省石头河一带土壤及植物富硒特征

土壤硒的丰缺与人类和动物的健康密切相关,依据李家熙的土壤硒含量划分标准,石头河地区存在中硒土壤(0.2~0.4×10-6)和富硒土壤(0.4×10-6)。小麦籽实分析均为富硒小麦,与富硒土壤关系密切。硒形态分析表明土壤中硒的强/弱有机结合态、水溶态、残渣态、铁锰结合态、碳酸盐结合态含量变化均为:水稻土水系沉积物褐土。硒的全量及形态含量受pH值影响较大,在酸性土壤中施加一定量的CaCO3,可提高土壤的pH值,增加硒的溶解度,有利于提高植物对土壤硒的吸收。     

类芽孢杆菌对铜陵新桥矿区土壤中Cu化学形态的影响

采用Tessier五步连续提取法和红外光谱技术,研究类芽孢杆菌对铜陵新桥矿区重金属污染土壤中Cu化学形态的影响,初步探讨了Cu形态变化的机理。结果表明,不同投入量的类芽孢杆菌接种到土壤培养一周后,土壤溶液pH值降低,土壤中可交换态、有机结合态Cu含量增加,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cu的含量降低。土壤中可交换态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cu含量的变化主要受土壤溶液的pH值控制;有机结合态升高主要与类芽孢杆菌菌数及其代谢产生的低分子量有机酸有关。类芽孢杆菌可以改变矿区土壤中Cu的化学形态,影响Cu的生物有效性。     

根际环境锌镉镍的形态变化与植物有效性

以抚顺西露天采场60平盘5种修复植物根际与非根际土为研究对象，运用顺序提取实验和数理统计分析方法研究了根际与非根际土中Zn、Cd、Ni的形态分布与植物有效性。结果表明，Zn、Ni在根际与非根际土中主要以硫化物态存在；而Cd在非根际土中以硫化物态为主，在根际土中以可交换态和松、紧有机态为主。与Ni相比，非根际土中Zn的紧有机态、氧化物态和Cd的紧有机态、氧化物态、可交换态比例明显偏大；与非根际土相比，根际土中Zn的铁锰氧化物态和硫化物态含量增加，碳酸盐态含量降低，松有机态、紧有机态和可交换态Zn在不同植物根际变化不同。Cd的硫化物态降低，可交换态、松有机态、碳酸盐态、氧化物态和紧有机态含量在不同植物根际变化不同。Ni的紧有机态显著增加，可交换态、碳酸盐态和硫化物态明显降低，松有机态在不同植物根际变化不同；根际Cd的碳酸盐态增加和氧化物态降低有利于植物Cd的吸收；碳酸盐态Zn的减少可促进植物Zn的增高。     

富硒土壤镉的赋存状态

采用7步提取法对某地富硒土壤样品进行镉的形态分析,发现镉质量分数较高,镉平均为0.374 mg/kg,最高为0.943 mg/kg。各形态含量差异较大,基本是残渣态离子交换态铁锰氧化物结合态腐殖酸结合态强有机结合态碳酸盐态水溶态,在7种形态中以残渣态、离子交换态、铁锰氧化物结合态3种形态占主导。     

呼和浩特市大气降尘中镉赋存形态分析

采用Tessier连续提取法对呼和浩特市不同区域的9个大气降尘样品中镉的赋存形态进行了研究。结果表明,各形态含量在总镉中所占比例由大到小排列顺序依次是:铁锰氧化物结合态>残渣态>碳酸盐结合态>强有机结合态>可交换态。大气降尘中镉的5种形态占总镉的平均质量分数由大到小为:铁锰氧化物结合态31.80%,残渣态24.42%,碳酸盐结合态19.04%,强有机结合态14.61%,可交换态10.13%;铁锰氧化物结合态是主要存在形态;铁锰氧化物结合态镉、有机结合态镉、残留态镉这三种形态镉生物有效性很低,但当环境改变时可能发生镉释放,应予以关注。汽油和煤的燃烧以及工厂排放镉能加大城市大气降尘中的镉含量。     

成都平原区水稻土成土剖面Cd形态分布特征及影响因素研究

成土过程中不同形态镉(Cd)迁移转化的影响因素研究对于了解Cd的地球化学行为具有非常重要的意义。以四川省成都平原区农田生态系统水稻土剖面中不同形态Cd分布特征为例,探讨成土过程中不同形态Cd的迁移转化影响因素及其生态危害性。结果表明:总量Cd、离子交换态Cd和碳酸盐Cd均表现出表层富集,深层含量稳定的特征;岷江流域和沱江流域水稻土Cd含量的背景值分别为0.147,0.215mg·kg-1。外源输入耕层土壤中Cd主要为活动态,其增加量占Cd总量增加量的60.71%~90.52%,向下垂向迁移能力非常弱。成土过程随着土壤中Cd总量增加,稳定态Cd含量显著增加,而活动态Cd含量明显降低。土壤的pH值主要对碳酸盐态Cd含量有影响,pH值越大,其含量越高;随着土壤成熟度增高,粉粒和粘粒含量增加的同时,残渣态Cd含量显著降低,而有机结合态Cd含量显著增高。耕层土壤中Cd的生物有效性系数高达0.59~0.65,已经严重地影响到农作物安全。     

水稻吸收Cd的地球化学控制因素研究——以苏锡常典型区为例

对苏锡常地区416套稻米-耕层土样品Cd等元素含量的解剖研究,证实了土壤Cd、Zn、Se、p H、OM、CEC等是控制稻米Cd的重要地球化学因素。相关统计分析结果显示:1)酸性土壤环境中当稻米Cd的BCF值大于10%时,稻米Cd与土壤Cd、Zn呈显著正相关,相关系数大于0.67。土壤Cd的生物有效量普遍较高,土壤中酸可溶态Cd与稻米Cd含量的相关系数大于0.7,接近或稍高于稻米与土壤Cd的相关性;2)土壤Se、OM、CEC均能抑制水稻对土壤Cd的吸收,在一定条件下稻米Cd与土壤Se、OM、CEC之间显著负相关,相关系数均小于-0.5;3)土壤酸化可促进稻米对土壤Cd的吸收,当土壤Cd0.2 mg/kg、OM变化于2.5%~6.5%时,稻米Cd与土壤p H呈显著负相关,相关系数为-0.6;4)水稻不同器官中Cd含量不同,从根部→地上部→稻米Cd含量渐次降低,指示根部水稻器官在稻米从土壤吸收Cd的过程中发挥了更大作用、水稻根系吸收的Cd多积聚于根部。     

珠江三角洲不同成土母质发育水稻土镉活动性差异及其影响因素

随着我国经济社会的快速发展,土壤重金属的超标问题越来越突出,尤其是Cd。土壤Cd活动性受到各种因素的影响,但成土母质对土壤Cd活动性影响的研究成果还鲜有报道。以珠江三角洲为研究区,系统采集了由第四纪沉积物、酸性侵入岩和陆源碎屑岩3种不同成土母质发育形成的水稻土样品235件,查明了土壤理化特征,探讨了Cd全量及其活动态的影响因素。结果表明：不同成土母质发育形成的水稻土理化性质、Cd全量及其活动态的影响因素存在差异。第四纪沉积物发育形成的水稻土CaO、K₂O、Na₂O、TFe₂O₃、阳离子交换量(CEC)、pH、有机质、黏粒平均含量显著高于酸性侵入岩和陆源碎屑岩,Cd超标最为严重,不同方法提取的Cd活动态含量也最高;陆源碎屑岩发育形成的水稻土中Cd全量与土壤理化指标的相关性均强于其他两类成土母质;酸性侵入岩发育形成的水稻土中Cd全量与土壤理化指标的相关性较弱。Cd全量对其活动态含量有重要影响,此外,第四纪沉积物发育的水稻土中Cd活动态含量与pH、有机质和TFe₂O₃     

我国主要农耕区水稻土有机碳含量分布及影响因素研究

水稻土是我国主要的耕作土壤之一,水稻土有机碳变化与全球气候变化息息相关,因此研究我国主要农耕区水稻土有机碳含量分布特征及影响因素具有重要的现实意义。本文基于全国多目标地球化学调查1：250000土壤数据库,以行政区划分析了水稻土有机碳分布规律,从土壤pH值、年均气温、年均降雨量、耕作方式等角度探讨了其对水稻土有机碳含量...     

土壤中重金属元素Pb、Cd地球化学行为影响因素研究

通过研究湖南洞庭湖地区水稻土中Pb、Cd与土壤有机质、粘粒和pH值的关系,结果表明,(1)土壤中有机质含量与Cd、Pb有着显著的正相关性,土壤中有机质含量增加可明显降低Cd和Pb的离子态和可交换态含量。(2)随着粘粒含量增加,Pb和Cd离子可交换态占全量的比值略有增加,这说明粘粒表面吸附的Pb和Cd容易进入植物体中,对生态系统安全具有危害的组分。(3)Cd离子交换态与土壤pH值呈显著相关关系,土壤酸化使Cd的离子交换态比例上升,可直接导致农作物中Cd含量增加,防止土壤酸化是控制Cd对生态系统危害的有效途径;Pb的离子交换态与全量的比值与pH值具有显著的相关性,对于Pb污染严重的土壤,保持土壤pH值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化和盐碱化,可以降低Pb危害。土壤有机质含量、pH值等是控制重金属元素地球化学行为的重要因素之一。     

江汉平原旱地和水田土壤镉的吸附与解吸特征及影响因素

为揭示旱地和水田土壤镉的吸附解吸特征,以江汉平原黄豆地、棉花地以及水稻田土壤为研究对象,开展土壤镉的吸附动力学实验、等温吸附?解吸实验以及有机质的影响实验.结果表明:江汉平原土壤对镉的吸附是一个较为复杂的吸附动力学过程且以化学吸附为主,研究区土壤镉的初始吸附速率总体上表现为水田土壤大于旱地土壤;旱地土壤对Cd2+具有较...     

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附 ——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量(B)也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数(K)都大于Cd的健合能常数(K),混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量（B）也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数（K）都大于Cd的健合能常数（K）,混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

广西象州与横县碳酸盐岩分布区土壤中Cd形态分布特征及影响因素

广西壮族自治区碳酸盐岩分布面积为96 372 km2,约占全区陆地国土面积的407%。由碳酸盐岩风化形成的土壤中Cd、Pb、Hg等重金属元素普遍富集。初步评价发现,农作物籽实对Cd的吸收量与土壤Cd含量无对应关系,农作物Cd超标多出现在土壤Cd含量较低的地区。进一步研究发现,Cd高含量的土壤中普遍含有铝土矿、Fe Mn结核等颗粒。为了探索土壤中Cd存在形态及其影响因素,选择了含铝土矿和铁锰结核的横县土壤和无铝土矿与铁锰结核的象州土壤,系统研究了土壤Cd形态差异及其影响因素。结果表明：(1)象州土壤中Cd主要以活动态形式存在,生物可利用性高,横县土壤中Cd主要以稳定态形式存在,生物可利用性低。(2)pH值为60是象州土壤Cd活动态含量的突变点,pH值在60处含量达到最大值;而在横县,pH降低使活动态Cd比例增加。(3)象州土壤中活动态Cd随有机质增加而增加,表明Cd被有机质弱吸附;而横县土壤有机质含量与Cd形态无明显相关性。(4)由铝土矿导致的土壤高Cd含量,多以残渣态形式存在,不会对动植物造成危害。     

湿润亚热带典型白云岩区不同土地利用的土壤CO2浓度特征及其影响因素

以中国南方岩溶施秉世界自然遗产地杉木河流域的子流域——黄洲河岩溶小流域为研究区,对3种不同利用方式土地（林地、旱地、水田）中的土壤CO2浓度进行为期一年的观测,并采集土壤样品,分析其理化性质。结果显示:（1）不同土地利用方式下土壤CO2的年平均浓度为:水田（21 008×10-6）>林地（9 038×10-6）>旱地（5 660×10-6）;（2）一年中林地与旱地的土壤CO2月浓度曲线与月均气温曲线的变化形态具有相似性,年变化规律总体上表现一致:1-7月土壤CO2浓度逐渐升高,8月浓度达到峰值,分别为16 157×10-6和13 458×10-6;（3）水田土壤CO2浓度在1-3月逐渐下降,3月出现最低值11 727×10-6,3-12月逐渐升高,8月开始波动升高,在10月达到峰值（29 993×10-6）;（4）白云岩区土壤CO2浓度有显著的季节变化规律（夏秋高、冬春低）;（5）气温、降雨对林地和旱地土壤CO2浓度有显著影响,而对水田土壤CO2浓度影响不显著;（6）土壤有机碳含量的差异对土壤CO2浓度有一定影响,且土壤pH增高,其土壤CO2浓度也随之增大。