鄱陽(yáng)湖濕地土壤重金屬形態(tài)分布特征及吸附-解吸機(jī)理研究.pdf

1、隨著人口增長(zhǎng)、工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快,鄱陽(yáng)湖湖區(qū)環(huán)境污染日益嚴(yán)重,特別是濕地土壤重金屬污染。因此對(duì)土壤重金屬研究已成為熱點(diǎn),然而同種金屬由于它們?cè)谕寥乐写嬖诘男螒B(tài)不同,其遷移轉(zhuǎn)化特點(diǎn)和污染性質(zhì)也不同,重金屬的生物毒性不僅與其總量有關(guān),更大程度上由其形態(tài)分布所決定。
　　本文以鄱陽(yáng)湖流域濕地土壤為研究對(duì)象,測(cè)定了其 Cu、Zn總量,并利用Tessier提取法測(cè)定了其各形態(tài)的含量,探討了其分布特征,并利用綜合污染評(píng)價(jià)法對(duì)鄱陽(yáng)湖濕地土壤

2、重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)。為了了解重金屬各形態(tài)在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律,通過(guò)相關(guān)性分析,探討了重金屬總量及各形態(tài)與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系。通過(guò)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),反映了濕地土壤吸附重金屬速率。通過(guò)等溫吸附實(shí)驗(yàn),研究了濕地土壤對(duì)重金屬Cu、Zn吸附特征。通過(guò)等溫解吸實(shí)驗(yàn),分析解吸量與吸附量之間的關(guān)系。通過(guò)改變?nèi)芤簆H及溫度,研究了環(huán)境因素對(duì)濕地土壤吸附重金屬特征的影響。通過(guò)Cu、Zn共存吸附實(shí)驗(yàn),分析了濕地土壤對(duì)兩種重金屬離子的吸附能力的強(qiáng)弱

3、。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)鄱陽(yáng)湖濕地土壤樣品含水率分布不均勻。最大值為24.77％,位于星子。最小值為6.02%,位于九江。九江土壤有機(jī)質(zhì)含量非常高達(dá)到0.54mg/g,其他土壤樣品有機(jī)質(zhì)含量在0.02-0.06mg/g之間。鄱陽(yáng)湖濕地土壤 pH最大值為湖口土壤樣品8.45,最小值為贛江北支土壤樣品4.94,其平均值為6.28。
　　(2)鄱陽(yáng)湖濕地土壤中Cu、Zn含量分布差異較大,Cu最高值342.54mg/kg,位

4、于蔡家灣。最低值為6.83mg/kg,位于都昌。贛江南支、信江、龍口港、都昌、湖口和吳城濕地土壤Cu含量很低在國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),其余點(diǎn)都在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。蔡家灣土壤Cu含量為最高342.54mg/kg。濕地土壤中Zn的含量最大值為282.96mg/kg,位于九江。最小值為34.39mg/kg,位于都昌。贛江南支、龍口港、都昌、湖口和星子濕地土壤Zn含量很低在國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),其余點(diǎn)都在國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
　　(3)鄱陽(yáng)湖

5、濕地土壤重金屬 Cu以殘?jiān)鼞B(tài)為主,各形態(tài)含量大小順序?yàn)?殘?jiān)鼞B(tài)>有機(jī)態(tài)>鐵錳氧化態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>可交換態(tài),采樣點(diǎn)中重金屬 Cu各形態(tài)變異系數(shù)都比較大,最高為1.46。鄱陽(yáng)湖濕地土壤重金屬Zn以殘?jiān)鼞B(tài)為主,各形態(tài)含量大小順序?yàn)?殘?jiān)鼞B(tài)〉鐵錳氧化態(tài)>有機(jī)態(tài)>可交換態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)。采樣點(diǎn)中重金屬Zn形態(tài)變異系數(shù)在0.55-0.68之間,相對(duì)于Cu元素變異系數(shù)較小。
　　(4)鄱陽(yáng)湖濕地土壤綜合污染指數(shù)平均值為0.78,根據(jù)污染評(píng)價(jià)標(biāo)

6、準(zhǔn)為警戒限。其中蔡家灣污染指數(shù)最高達(dá)到2.81,九江的土壤指數(shù)也達(dá)到了1.97,土壤中重金屬Cu、Zn含量明顯超標(biāo)。
　　(5)通過(guò) SPSS軟件分析相關(guān)性得知:濕地土壤中 Cu、Zn含量之間呈顯著正相關(guān),濕地土壤中重金屬元素Cu、Zn含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)出顯著正相關(guān),與其他理化性質(zhì)無(wú)明顯相關(guān)性。采樣點(diǎn)土壤中重金屬Zn的碳酸鹽態(tài)與土壤PH呈極顯著負(fù)相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為-0.693。采樣點(diǎn)土壤中重金屬Zn、Cu殘?jiān)鼞B(tài)與土壤有機(jī)質(zhì)層

7、極顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.677、0.746。
　　(6)九江、蔡家灣和饒河土壤對(duì)重金屬 Cu、Zn吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明:三處土壤對(duì)重金屬Cu、Zn吸附在20min左右達(dá)到飽和。三點(diǎn)土壤對(duì)重金屬Cu等溫吸附都可用 Langmuir方程和 Freundlich方程來(lái)描述,從相關(guān)系數(shù)來(lái)看,以Langmuir方程擬合為佳,相關(guān)系數(shù)均大于0.9,達(dá)顯著水平。三點(diǎn)土壤對(duì)重金屬Zn等溫吸附都可以用Langmuir方程和Freundlic