外源铅在土壤中的形态分布.doc

外源铅在土壤中的形态分布
摘要:通过对加入外源铅的砂姜黑土、黄褐土、红壤进行培养处理,测定土壤中各形态铅及水溶态NHK和速效态磷的含量,研究外源铅在各类土壤中的形态分布特点及对土壤养分的影响。结果表明:交换态和残渣态的铅为红壤>黄褐土>砂姜黑土,碳酸盐态铅为砂姜黑土>黄褐土>红壤,铁锰氧化态铅为红壤>砂姜黑土>黄褐土,有机结合态铅为黄褐土>砂姜黑土>红壤;交换态和残渣态所占比例随着外源铅的浓度增大而提高,有机结合态的比例随着外源铅浓度增大降低,碳酸盐结合态铅在砂姜黑土、铁锰氧化态铅在红壤上则呈现外源铅小于500mg/kg时比例增高,大于500mg/kg时比例开始下降的状况;加入外源铅的土壤中,水溶态的NH和K的浓度增大,使其流失的风险性增加;水溶态磷和铅离子生成难溶性磷酸铅盐被固结,使速效磷的浓度减少,降低了水溶性磷肥的功效。
关键词:外源铅;土壤;形态与分布;交换与固结中图分类号:S153文献标识码:A文章编号:100922242(2008)0120074204
我国是一个水资源短缺的国家,由此很多农地的灌溉采用工业和生活污水,这虽然缓解了我国紧张的水资源供需矛盾,但同时对环境也带来一定的影响,尤其是污水中普遍存在着的重金属元素铅对土壤的影响。一方面,在土壤中通过植物吸收和食物链进入人体而危害人类健康;另一方面是对土壤的理化性能的改变,造成土壤质地下降。而污水中铅对于对土壤养分的作用,目前虽尚无见报道,但其影响一定存在。而这些都与铅进入土壤后的形态特点及含量有关,已有研究证明铅在土壤中的迁移、富集和积累及对环境和生物效应与铅在土壤中的存在形态有关。而不同类型的土壤,因其组成成分、土壤pH、温度、湿度、阳离子交换量、有机质含量、粘粒含量、氧化物含量及氧化还原电位(Eh)等因素各不相同,又影响着外源铅进入土壤后的存在形态,所以对不同类型土壤中铅形态及分布特点的研究可以揭示铅进入不同类型土壤中的化学行为,为其污染预警和治理提供合理依据。本研究以安徽地区内由北向南的3种主要代表土壤为研究对象,用Tessier法在土壤中重金属的分级方法,研究外源铅进入土壤后铅的各形态含量及特点,同时研究其对土壤养分的影响。
以Tessier分级法测定3种土壤样品中各形态铅的含量,根据其测定结果,分析研究外源铅进入3种土壤后各形态铅的含量及分布特点;同时测定各土壤样中水溶态NH,K和土壤中的速效态磷的含量,以分析外源铅进入土壤后对土壤速效养分的影响。根据Tessier分级测定方法,对土壤中铅的交换态用1mol/LMgCl2的溶液提取;碳酸盐结合态用pH=5的1mol/LNaOAc的溶液提取;铁锰氧化物结合态用pH=2,加热的0104mol/LNH2OH(HCl)+HOAc(25%)的溶液提取;有机结合态用30%H2O2(pH=2)+0102mol/LHNO3+312mol/LNH4OAc的溶液提取;残留态用x射线荧光法测定的全量值差减其它相态后计算其结果。
加入外源铅的3种土壤经培养后,土壤中各形态的铅含量都有所增加,但其含量和增量在3种土壤中却各有差异:铅的交换态含量在3种土壤中都呈现随着外源铅浓度的增加而增加,按3种土壤中的可交换态铅的含量高低比较则是红壤大于黄褐土大于砂姜黑土,若以外源铅为1000mg/kg的处理水平与对照相比,则增幅分别为原土壤铅的141159,134144,103197倍;碳酸盐态铅的含量,砂姜黑土含量最高其次为黄褐土、红壤,以处理中测定的最大浓度与对照浓度相比,砂姜黑土增加53131倍,其次为黄褐土39129倍,最后是红壤12199倍;铅铁锰氧化态的含量:红壤高于砂姜黑土和黄褐土,与本土铅相比增加了32167,30169,15154倍;有机结合态的铅,含量高低的顺序为黄褐土、砂姜和红壤,与本土相比分别为21107,33169,20121倍,因对照中的黄褐土有机态铅含量较高,所以在处理5中的含量虽然高于砂姜因土,但其增幅低于砂姜黑土;和有机态含量的变化相近似的是残渣态,因为砂姜黑土中残渣态铅含量比红壤低,所以虽然处理5中残渣态的含量是红壤大于黄褐土大于砂姜黑土,但与原土铅对比,铅的残渣态中增幅最高的却是砂姜黑土达56199倍,次之为黄褐土的45138倍,最后是红壤39135倍。外源铅进入土壤后,各形态铅的含量与土壤本身的性质密切相关,石灰性土壤中游离态的碳酸盐含量高,使得碳酸盐结合态铅的含量随着外源铅的量的增多而增大,如砂姜黑土中的碳酸盐的含量;红壤中铁锰氧化态的含量高于砂姜黑土和黄褐土,源于组成红壤的土壤中有较高的铁、锰、铝等氧化物,易与铅形成闭蓄态的物质;铅在土壤中有机结合态含量的高低决定于土壤有机质的含量的多少,通常情况下,土壤有机质含量高则有机结合态的铅的含量相对要高;残渣态与土壤的酸碱度和土壤水溶液中的阴离子种类有关