伴随阴离子对土壤中铅和镉吸附-解吸的影响

采用等温平衡法研究了3种伴随阴离子(Cl-、SO24-、H2PO-4)下赤红壤和水稻土Pb2+和Cd2+的吸附解吸规律,以阐明不同阴离子影响铅和镉有效性的大小。结果表明,Pb2+、Cd2+的吸附量均随平衡液中Pb2+、Cd2+浓度增加而增大,其关系较好地符合Freundlich方程X=ACB。方程中表征吸附容量的参数A表明,3种阴离子影响土壤铅吸附大小顺序依次为H2PO-4>SO24->Cl-;赤红壤上阴离子的影响大于水稻土。两种土壤上铅的解吸量平均仅占吸附量的0.06%～1%,说明土壤吸附铅以专性吸附为主;而镉在赤红壤上解吸率<3%,水稻土上解吸率为1.4%～19.2%,表明镉在赤红壤仍以专性吸附为主,水稻土上还存在部分非专性吸附。根据吸附结果认为,土壤中氯离子的存在可增加铅、镉的有效性,而磷酸根是铅、镉最好的稳定剂。

伴随阴离子对土壤Cd形态转化的影响

化学性质各异的伴随阴离子通过影响进入土壤的外源Cd2＋后的形态转化,而影响其迁移特性和生物毒性.对此进行了解将有助于采取相应的防治镉污染的技术措施.通过室内连续培养试验（0-70 d）,研究了伴随阴离子（NO3^-、C1^-、SO4^2-）对Cd^2＋在土壤中的吸附特性、形态分配与转化特性的影响.结果表明,伴随阴离子对添加外源Cd2＋溶液后的土壤Cd 吸附作用能力表现为：SO4^2-〉NO3^-〉C1^-;SO4^2-处理在20 d 时吸附率达最大值（93.61%）;NO3^-与C1-处理在30 d 时吸附率达最大值,分别为82.25%、67.97%.初始状态土壤中Cd 主要以残渣态存在,可交换态Cd 含量与比例最低,占总Cd 含量不到10%.添加1.0 mmol·L^-1 外源Cd2＋处理后,在培养期内（0-70 d）,表现为可交换态Cd 含量〉铁锰氧化物结合态Cd 含量〉碳酸盐结合态Cd 含量〉残渣态Cd 含量〉有机结合态Cd 含量.土壤可交换态Cd 在0-70 d 分配系数达到38%-61%,其中SO4^2-处理培养10 d 达到最大值（61.09%）,NO3^-与C1^-处理30 d 时达到最大值（分别为43.74%和41.80%）.土壤碳酸盐结合态Cd 含量在30 d 时趋于饱和,其含量（0-70 d）表现为SO4^2-〈C1^-〈NO3^-.3 种伴随阴离子处理的土壤铁锰氧化物结合态Cd 含量在0-50d 无显著性差异.有机结合态Cd 和残渣态Cd 含量随着培养周期延长而逐渐增加,但其吸收转化分配比例相对可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态低.从生物利用度系数来评价镉形态的危害程度,初始状态土壤中其危害程度表现为生物潜在可利用态〉生物难利用态〉生物易利用态.添加1.0 mmol·L^-1 的外源Cd2＋溶液后,SO4^2-处理的表现为：生物易利用态〉生物潜在可利用态〉生物难利用态;C1^-和NO3^-处理的表现为生物潜在可利用态〉生物易利用态〉生物难利用态.这表明,镉形态在SO4^2-处理伴随下对土壤造成的危害程度相对C1^-和NO3^-处理严重.外源Cd^2＋溶液进入土壤主要转化为可交换态Cd（SO4^2-〉NO3^-〉C1^-）,SO4^2-处理培养10 d 达到最大值（转化系数为61.09%）.可交换态Cd 在土壤中具有较强的迁移性,容易被生物吸收利用,对环境影响最大.

不同伴随阴离子对水稻土铜吸附-解吸的影响研究

以上海水稻土为样品,研究了不同伴随离子条件下土壤对铜盐的吸附解吸特性。结果表明:伴随阴离子为硝酸根、氯离子和硫酸根离时水稻土中对铜吸附量为硝酸根<氯离子<硫酸根。水稻土中对铜盐的解吸量为氯离子<硝酸根<硫酸根。

不同伴随阴离子对Pb污染土壤生物毒性的影响

利用水趋光指数(Ip)评估不同伴随离子对铅污染土壤生物毒性的差异。结果表明,水的Ip随土壤Pb添加量的增加而降低,不同伴随阴离子下,能引起水Ip发生显著变化的最低重金属添加量(检测下限,LLDC)分别为:PbCl2(50mg·kg-1)>Pb(OAc)2(25mg·kg-1)>Pb(NO3)2(10.0mg·kg-1);在Pb水平相同时,土壤生物毒性表现为:Pb(NO3)2>PbCl2>Pb(OAc)2。在以同浓度阴离子的NaNO3,NaCl及NaOAc的对照试验中,NO3-,Cl-及OAc-对土壤的生物毒性的影响较小,说明不同伴随阴离子对Pb化合物在土壤中生物毒性有着重要的影响。

伴随阴离子对铅毒蚕豆根质膜Ca^(2+)-ATPase活性的影响

研究了水培条件下不同伴随阴离子对铅染毒蚕豆根细胞质膜Ca2+-ATPase活性的影响。伴随阴离子为Cl-,NO3-,OAc-,铅的浓度为0,1.0×10-7,1.0×10-6,1.0×10-5,1.0×10-4,1.0×10-3 mol/L,染毒时长为12,24,36 h。结果表明:铅毒性有随时间和浓度的累加而增大的特性,铅毒较低时Ca2+-ATPase活性被促进,铅毒较大时Ca2+-ATPase活性被抑制;伴随阴离子对铅毒的作用是,Cl-只在超量时(1.0×10-3mol/L,36 h)才对较大铅毒表现一定的解毒作用,OAc-只能把较低铅毒的毒性放大,而NO3-对较低铅毒的解毒作用、对较大铅毒的毒性放大程度都很大。

间作及伴随阴离子肥料对油菜吸收积累镉的影响

为提高Cd污染土壤植物修复效率,采用盆栽方法研究了Cd含量为10.0 mg·kg 1的土壤中,伴随阴离子肥料和间作鹰嘴豆对油菜生长与吸收积累Cd的影响。结果表明:单作下,不同肥料处理土壤DTPA提取态Cd含量为Cl>NO3>SO42>无伴随阴离子;间作鹰嘴豆提高土壤DTPA提取态Cd含量,且伴随Cl、SO42或NO3条件下达显著水平。单作下,油菜主根长为NO3>Cl>SO42>无伴随阴离子,根系体积为SO42>NO3>Cl>无伴随阴离子,根系活力NO3>SO42>Cl>无伴随阴离子;间作鹰嘴豆在无肥处理下可显著提高油菜的主根长与根系体积,在无肥处理、SO42、NO3处理下显著提高根系活力。单作下,油菜地上部Cd含量表现为Cl>SO42>NO3>无伴随阴离子,间作鹰嘴豆可显著降低无肥处理地上部Cd含量,但显著提高施肥处理地上部的Cd含量。单作下,施肥可显著增加油菜的Cd积累总量,以伴随Cl处理最大,达470.4μg·plant 1;间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd积累总量,且伴随Cl处理最大,达783.7μg·plant 1。除伴随Cl处理外,施肥处理均可显著提高油菜的Cd转移系数,施肥处理的Cd转移系数均大于1;间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd转移系数,且施肥条件下达显著水平。因此,如果把油菜用作Cd污染土壤植物修复作物,可选择施用含Cl肥料和间作鹰嘴豆,以提高修复效率。

不同类型伴随阴离子钙盐对风化煤矸石污染物释放的影响

在岩溶地区煤矿山污染修复过程中,钙盐在风化的酸性煤矸石污染物质控制方面发挥着至关重要的作用,为评价不同类型伴随阴离子钙盐对风化煤矸石中特征污染组分释放影响,通过在风化煤矸石中添加等摩尔比(以钙计)的CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2、CaC_2O_4、CaSO_4、CaCl_2、Ca(NO_3)26种钙盐并稳定7 d后,考察了浸出液的pH、EC、Eh及Fe、Mn、Cu、Zn和SO_4^(2-)等特征污染物。结果表明:CaCO_3、Ca_3(PO_4)_2能有效缓冲煤矸石的酸度,明显提高了体系的pH,极显著(p<0.001)抑制风化煤矸石中特征污染组分的溶出释放;CaC_2O_4能显著提高煤矸石浸出液的pH,降低浸出液EC、Eh及Mn、Cu、Zn和SO_4^(2-)的含量,但草酸根的存在明显促进亚铁和总铁的释放;CaSO_4一定程度上会抑制Fe、Mn、Cu的释放,但会提高浸出液中Zn、SO_4^(2-)的含量,总体上对各污染组分的影响作用不显著;呈中性的强酸强碱盐CaCl_2、Ca(NO_3)_2由于离子竞争作用及Ca^(2+)形成复合物-石膏沉淀作用能显著(p<0.05)抑制SO_4^(2-)的溶出,但在一定程度上可降低浸出液的pH、提高浸出液的EC及Zn离子浓度,而对其他污染组分影响作用相对较小,故建议在煤矿山污染修复过程中需谨慎使用或引入此类物质。综上,不同类型伴随阴离子的钙盐对风化煤矸石中pH、EC、Fe、Mn、SO_4^(2-)及重金属等多种特征污染组分的释放存在显著差异,影响着风化煤矸石在环境中的潜在污染风险和修复材料的污染控制效果。

不同种类与浓度的阴离子对菠菜镉吸收的影响

通过盆栽试验,研究了不同种类与浓度的阴离子(Cl^-,SO_4^(2-))以及不同镉(Cd)水平对菠菜镉吸收的影响。结果表明,随着土壤中Cd浓度的增加,菠菜中的Cd浓度也随之增加。施Cd 1 mg/kg处理,菠菜中Cd浓度是对照的11～17倍;而施Cd 5 mg/kg处理,菠菜中Cd浓度是对照的10～43倍。增施Cr^-可使土壤溶液中镉浓度增加,进而提高菠菜中镉浓度。施Cl^-5与10 mmoL/kg,菠菜中Cd浓度分别为对照的1.45倍与2.31倍。施SO_4^(2-)处理,则会降低菠菜中Cd浓度。施SO_4^(2-)5 mmol/kg,Cd浓度仅为对照的0.77倍。土壤溶液中的Cd浓度与Cl^-浓度呈显著正相关关系。