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不同农田黑土铜、锌迁移特征

作　者: 冯军
导　师: 崔晓阳；孟凯
学　校: 东北林业大学
专　业: 土壤学
关键词: 环境容量吸附—解吸铜锌黑土
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着工业的快速发展、城市污染的加剧和农用化学物质的大量使用,我国土壤重金属污染日益严重。重金属在植物根、茎、叶及籽粒中的大量累积,不仅严重地影响植物的生长和发育,而且会进入食物链,危及人类的健康。铜、锌是动植物生长必需的一类微量元素,同时也是污染土壤的重金属。土壤的吸附—解吸过程是控制土壤溶液中重金属离子的浓度的主要化学过程之一。土壤对铜、锌的吸附—解吸作用控制了土壤供铜供锌和对铜、锌的缓冲能力,决定了植物由土壤中吸收铜、锌的数量和土壤承受的最大外源铜、锌的容量。本实验通过对黑土地区铜、锌在大豆植株中迁移及其吸附—解吸的研究,为制定黑土地区土壤铜、锌环境质量标准,确定土壤环境容量提供理论依据。研究结果表明：1铜、锌在大豆地上部植株中的累积随着土壤中投入浓度的增加而升高,二者呈高度正相关,植株吸收率(植株中含量／土壤投入浓度*100%)随着土壤中投入浓度的增加而减少。除了对照外,当土壤投入相同铜、锌浓度时,大豆地上部植株中铜、锌含量呈现海伦>方正>双城的规律,可能是由于双城对铜、锌的吸附力大于方正、海伦样地,造成双城铜、锌向地上部转移量减小,所以大豆地上部植株中铜、锌含量呈现海伦>方正>双城的规律。2土壤中残留有效铜含量与土壤投入铜含量呈高度正相关,土壤残留有效锌随着土壤投入锌含量增加而增加。3随着土壤投入浓度的增加,土壤残留有效态铜、锌含量逐渐增加,植株中铜、锌含量也相应的增加。在土壤投入相同锌浓度时,植株中锌含量大于土壤残留有效锌含量。4土壤对铜、锌的吸附随着平衡液铜、锌浓度的增加而增加,在平衡液Cu2+Zn2+浓度较低时,吸附曲线陡度较大,表明溶液中的Cu2+、Zn2+大部分为土壤所吸附,但随着平衡液Cu2+浓度增大,曲线陡度逐渐变小,表明供试土壤对Cu2+的吸附增加速度减慢。而随着平衡液Zn2+浓度增大,曲线在平衡液浓度10-30 mg·L-1左右时经历一段平台区,表明供试土壤对Zn2+的吸附增加速度减慢,随后曲线陡度继续增大。5双城、海伦、方正土壤对Cu2+、Zn2+的吸附力大小依次为：双城>方正>海伦,这可能是由于双城土壤黏粒含量>方正土壤黏粒含量>海伦土壤黏粒含量,双城土壤的比表面积大,对Cu2+、Zn2+的吸附能力强。双城、方正、海伦对铜的固定量分别为563,636,673mg·kg-1,说明海伦市农田土壤对Cu2+的环境容量最大。6双城、海伦、方正三地土壤对Cu2+的吸附解吸行为用Freundlich方程拟合最佳,吸附态Cu2+的解吸有明显滞后现象,而且三地土壤吸附态Cu2+的解吸率均较低。三地土壤对Zn2+的吸附行为用Freundlich方程拟合最佳,而对Zn2+的解吸行为用Langmuir方程拟合最佳。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 土壤重金属污染概述  9-10
    1.1.1 土壤重金属污染来源  9
    1.1.2 土壤重金属污染防治  9-10
  1.2 土壤重金属环境容量研究  10-15
    1.2.1 土壤环境容量的研究动态  10-11
    1.2.2 土壤环境容量的含义  11-13
    1.2.3 土壤环境容量的确定  13-15
  1.3 土壤重金属吸附-解吸行为研究  15-16
    1.3.1 专性吸附  15-16
    1.3.2 非专性吸附  16
  1.4 重金属吸附-解吸的影响因素  16-17
    1.4.1 有机质  16
    1.4.2 pH  16-17
    1.4.3 土壤胶体  17
  1.5 重金属的吸附模型  17-18
  1.6 铜、锌对植物生长的作用  18
  1.7 本文研究的目的及意义  18-20
2 实验材料与方法  20-23
  2.1 样品采集  20
  2.2 大豆种子发芽试验设计  20
  2.3 盆栽试验  20-21
  2.4 重金属铜、锌吸附—解吸测定方法  21
    2.4.1 Cu~(2+)吸附等温线的测定  21
    2.4.2 Cu~(2+)解吸的测定  21
    2.4.3 Zn~(2+)吸附等温线的测定  21
    2.4.4 Zn~(2+)解吸的测定  21
  2.5 研究内容与技术路线  21-22
  2.6 实验指标测定方法  22
  2.7 实验试剂及数据分析方法  22-23
3 结果与分析  23-37
  3.1 不同浓度铜、锌处理对大豆种子发芽的影响  23
  3.2 土壤铜、锌在大豆植株中的累积  23-25
  3.3 土壤投入铜、锌在大豆地上部植株中的线性回归分析  25-26
  3.4 土壤中投入铜、锌与残留有效态铜、锌的关系  26-27
  3.5 土壤中投入铜、锌与残留有效态铜、锌的线性回归分析  27-28
  3.6 土壤残留有效态铜、锌含量与植株中铜、锌含量分析  28-30
  3.7 黑土地区铜、锌在大豆植株中迁移规律小结  30
  3.8 土壤Cu~(2+)吸附特性  30-31
  3.9 土壤Zn~(2+)吸附特性  31-32
  3.10 土壤Cu~(2+)吸附模型拟合  32
  3.11 土壤Zn~(2+)吸附模型拟合  32-33
  3.12 土壤Cu~(2+)解吸特性及其与吸附作用的关系  33-35
  3.13 土壤Zn~(2+)解吸特性及其与吸附作用的关系  35
  3.14 黑土地区铜、锌吸附一解吸规律小结  35-37
结论  37-38
参考文献  38-41
攻读学位期间发表的学术论文  41-42
致谢  42-43

不同农田黑土铜、锌迁移特征

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