有機(jī)絡(luò)合態(tài)重金屬在華南土壤中的遷移轉(zhuǎn)化及其穩(wěn)定性項(xiàng)目摘要

我國土壤重金屬污染相當(dāng)嚴(yán)重，需要研究其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和修復(fù)技術(shù)。而有機(jī)絡(luò)合態(tài)重金屬相對較易遷移，對植物（食品）、水體和生態(tài)系統(tǒng)的影響較大。然而，前期研究發(fā)現(xiàn)，我國華南地區(qū)紅壤系列土壤含鐵高，其對EDTA絡(luò)合態(tài)重金屬固定能力強(qiáng)。本項(xiàng)目將更深入研究華南土壤對有機(jī)絡(luò)合態(tài)重金屬的吸附容量和穩(wěn)定性，吸附機(jī)理及與含鐵礦物的關(guān)系，以及對水體的風(fēng)險。研究結(jié)果對了解華南土壤的環(huán)境化學(xué)特征，評價EDTA等螯合劑在強(qiáng)化污染土壤修復(fù)中的作用和環(huán)境風(fēng)險，優(yōu)化污染土壤修復(fù)技術(shù)，都有重要的理論意義和實(shí)踐指導(dǎo)作用。

我國土壤重金屬污染相當(dāng)嚴(yán)重，而有機(jī)絡(luò)合態(tài)重金屬相對較易遷移，對植物（食品）、水體和生態(tài)系統(tǒng)的影響較大。本項(xiàng)目研究華南土壤對有機(jī)絡(luò)合態(tài)重金屬的吸附容量和穩(wěn)定性，吸附機(jī)理以及對水體的風(fēng)險。盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，含EDTA的混合螯合劑MC淋洗土壤，重金屬去除率較低，說明酸性污染土壤（pH為4～5）不適合用MC淋洗；但是MC淋洗有利于后續(xù)植物提取，東南景天對Cd和Zn的植物提取率可達(dá)50%和10%左右；MC淋洗過的土壤施加石灰，能顯著提高滲濾液中重金屬的含量，這是由于土壤pH值的提高使土壤所吸附的螯合態(tài)重金屬大量釋放的結(jié)果。不同土壤對EDTA吸附量大小順序?yàn)椋簶凡廴炯t壤>上壩污染紅壤>廣州赤紅壤>>山西褐土，華南酸性紅壤明顯大于北方中堿性土壤；pH值是影響土壤吸附EDTA的一個重要因素，隨著pH值的升高，三種土壤對EDTA吸附均表現(xiàn)出下降的趨勢，但是土壤其他特性仍起更大的作用；土壤添加外源氫氧化鐵膠體后顯著提高對EDTA吸附量。田間調(diào)查結(jié)果表明，樂昌試驗(yàn)田EDTA施用6年后，在表層土壤及深層土壤中均沒有測出EDTA殘留；佛岡試驗(yàn)田在EDTA施用1年后，土壤中檢測不到EDTA。室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)表明，EDTA在廣州赤紅壤、山西褐土和上壩污染土壤中半降解期分別為71天、25天和53天，說明具有一定的降解能力，環(huán)境風(fēng)險沒有原來想像的那么高。田間試驗(yàn)還表明，復(fù)合污染土壤經(jīng)過FeCl3淋洗兩個月后，土壤Cd、Zn、Pb和Cu的降低率分別為73.4%、21.8%、26.0%和37.2%；第二次采用MC對土壤淋洗，對表層土壤重金屬的去除效果不明顯；而繼續(xù)施用FeCl3淋洗，表層土壤Pb和Cu全量顯著降低，表明了FeCl3的優(yōu)勢和適用性。研究結(jié)果對了解華南酸性土壤的環(huán)境化學(xué)特征，評價EDTA在強(qiáng)化重金屬污染土壤修復(fù)中的作用和環(huán)境風(fēng)險，優(yōu)化污染土壤修復(fù)技術(shù)，具有重要的理論和實(shí)踐意義。 2100433B

《土壤-植物系統(tǒng)中Cd等重金屬的遷移轉(zhuǎn)化》對重金屬Cd等在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制及影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容包括：土壤-植物系統(tǒng)中的Zn-Cd交互作用對Cd遷移的影響及其生理生化機(jī)制；磷肥、鉀肥陪伴陰離子、磷礦粉、新型生物可降解螯合劑等對土壤-植物系統(tǒng)中Cd等重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響；新型生物可降解螯合劑與AM菌根聯(lián)合在植物修復(fù)Cd等重金屬污染土壤中發(fā)揮的作用；Cd等重金屬污染農(nóng)用地安全利用評價研究，最后就影響Cd在土壤-植物系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化的重要因素及其可能的作用機(jī)理進(jìn)行闡述和總結(jié) 。

本書是作者長期從事土壤-植物系統(tǒng)中重金屬污染研究的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，書中對土壤重金屬污染及其生物效應(yīng)，土壤和植物元素背景值，砷、鎘、鉻、銅、汞、鉛、鋅等重要的污染元素的基本性質(zhì)、反應(yīng)行為，重金屬的復(fù)合污染問題，重金屬元素的根際化學(xué)，重金屬土壤負(fù)載容量等，從基本原理到應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了較為系統(tǒng)而深入的討論，對土壤-水-植物系統(tǒng)污染物遷移轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)研究、環(huán)境評價、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的制定、污水灌溉、廢棄物的土地處理，以及污染治理等方面很有參考價值?？晒氖颅h(huán)境、農(nóng)業(yè)、土壤、生態(tài)、化學(xué)、地球化學(xué)、地球環(huán)境醫(yī)學(xué)和水文學(xué)等科學(xué)工作者和工程管理人員以及大專院校相關(guān)學(xué)科師生參考。

進(jìn)入海洋的重金屬，一般要經(jīng)過物理、化學(xué)及生物等遷移轉(zhuǎn)化過程。

重金屬污染物在海洋中的物理遷移過程主要是指海－氣界面重金屬的交換及在海流、波浪、潮汐的作用下，隨海水的運(yùn)動而經(jīng)歷的稀釋、擴(kuò)散過程。由于這些作用的能量極大，故能將重金屬遷移到很遠(yuǎn)的地方。

重金屬污染物在海洋中的化學(xué)過程主要是指重金屬元素在富氧和缺氧條件下發(fā)生電子得失的氧化還原反應(yīng)，及其化學(xué)價態(tài)，活性及毒性等變化過程。重金屬在海水中能與無機(jī)和有機(jī)配位體作用生成絡(luò)合物和螯合物，使重金屬在海水中的溶解度增大。已經(jīng)進(jìn)入底質(zhì)的重金屬在此過程中可能重新進(jìn)入水體，造成二次污染。此外，重金屬在海水中經(jīng)水解反應(yīng)生成氫氧化物，或被水中膠體吸附而易在河口或排污口附近沉積，故在這些海區(qū)的底質(zhì)中，常蓄積著較多的重金屬。

重金屬污染物在海洋中的生物過程主要是指海洋生物通過吸附、吸收或攝食而將重金屬富集在體內(nèi)外，并隨生物的運(yùn)動而產(chǎn)生水平和垂直方向的遷移，或經(jīng)由浮游植物、浮游動物、魚類等食物鏈(網(wǎng))而逐級放大，致使魚類等高營養(yǎng)階的生物體內(nèi)富集著較高濃度的重金屬，或危害生物本身，或由于人類取食而損害人體健康。此外，海洋中的微生物能將某些重金屬轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的化合物，如無機(jī)汞在微生物作用下能轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的甲基汞。

由于重金屬污染來源和遷移轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，一般認(rèn)為重金屬污染物在海洋環(huán)境中的分布規(guī)律如下：①河口及沿岸水域高于外海；②底質(zhì)高于水體；③高營養(yǎng)階生物高于低營養(yǎng)階生物；④北半球高于南半球。