不同形态磷对土壤中Pb、Cd行为的影响研究

摘要

施用磷肥是农业生产中最为普遍的增产措施之一。近年来，磷肥在影响土壤中重金属的行为，促进重金属形态转化、降低其环境毒性的效应时有报导。其在土壤污染治理领域，实现增肥增产的同时达到修复污染土壤的潜在应用前景受到关注。 本研究以广东典型地带性土壤赤红壤(采自中山大学校园内)为主要研究对象，选择了KH2PO4、羟基磷灰石、H3PO4三种形态P，通过吸附·解吸实验、重金属五形态连续提取法以及土柱酸性淋溶实验探讨磷形态及介质条件对土壤中Pb、Cd行为的影响效应。 不同形态磷对土壤吸附-解吸Pb、Cd特征的影响，试验结果表明：重金属的种类和所添加磷的形态均影响土壤对重金属的吸附。不添加磷时，供试土壤吸附Pb能力显著高于Cd。添加KH2PO4提高了土壤对Pb的最大吸附量，却降低了土壤对Cd的最大吸附量。羟基磷灰石可以提高土壤对Pb、Cd的最大吸附量。H3PO4可以降低土壤对Pb、Cd的最大吸附量。供试土壤不添加磷时对Pb、Cd吸附等温线在实验浓度范围内都能很好地用Freundlich方程和Langmuir方程。添加不同形态P后对Pb、Cd吸附等温线在实验浓度范围内用Freundlich方程表达优于Langmuir方程。通过采用Tessier连续提取法，逐级提取土壤Pb、Cd的水溶交换态、碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物态、有机-硫化物态、残渣态。无P及三种形态P(KH2PO4、羟基磷灰石、H3PO4.)处理下土壤中Pb都主要是以活性相对较低的碳酸盐结合态和铁-锰氧化物态存在，其生物毒性相对较小；而Cd则是以水溶交换态为主，活性较高，生物及环境毒性较大。土壤中Pb、Cd随着时间的推移其形态都向更稳定态转移。只是Cd转化速率十分迟缓。KH2PO4的投加，加速了土壤中水溶交换态铅和碳酸盐结合态铅向铁-锰氧化物态的转化，对各形态镉含量分布却没有明显的影响。羟基磷灰石的投加加速了土壤水溶交换态铅和碳酸盐结合态铅向有机-硫化物态的转化，也加速了土壤水溶交换态镉向铁-锰氧化物结合态与有机-硫化物态的转化。H3PO4的投加，对水溶交换态铅无影响，但促使碳酸盐结合态向铁-锰氧化物结合态转化，对土壤中Cd形态没有显著影响。 酸性淋溶条件下土壤中外源Pb、Cd主要残留在土壤表层，但铅表现出较弱的水迁移性，镉的水迁移性较铅强。投加不同形态磷后，KH2PO4没有明显改变铅的水迁移性，但抑制了镉在土柱中的水迁移性。羟基磷灰石对Pb水迁移性并没有改善，甚至表现出微弱的促进迁移效应；对CA则表现出抑制作用。H3PO4的加入对铅表现出一定的抑制效应，对镉则表现出微弱的促进效应。酸性淋溶条件下，外加还原性有机质促进了土壤中外源Pb、Cd的垂直迁移，促进效应镉显著大于铅，还原性有机质的加入极大地提高了镉的环境风险。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1土壤中Pb、Cd地球化学性质及环境效应

1.2土壤中Pb、Cd行为研究概况

1.3土壤中重金属污染修复方法研究进展

1.4研究意义与目的

1.5研究内容与方法

第二章不同形态磷对土壤Pb、Cd吸附-解吸特性影响研究

2.1等温吸附热力学理论

2.2实验材料与方法

2.3结果与分析

第三章不同形态磷对土壤重金属Pb、Cd形态变化的影响研究

3.1实验材料与方法

3.2结果与分析

第四章不同形态磷对土壤重金属Pb、Cd淋溶特性影响研究

4.1实验材料与方法

4.2结果与分析

4.3本章小结

第五章主要结论

参考文献

后记