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不同碳酸钙含量石灰性土壤对外源污染物的吸附解吸

作　者: 贺婧
导　师: 关连珠
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 农业环境与生态
关键词: 石灰性土壤碳酸钙外源污染物吸附解吸
分类号: X53
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国北方地区分布着大面积的石灰性土壤（Calcareous Soil）,而且大部分是重要的农田土壤。由于土壤剖面中含有不同数量的碳酸钙或碳酸氢钙等石灰性物质，一方面可以左右着土壤中植物营养物质的转化和存在形态，影响植物营养元素的有效性，另一方面也必将影响外源进入到土壤中的各种污染物质的化学行为和生物活性。本项研究以不同碳酸钙含量石灰性土壤为供试材料，在分析其基本性质的基础上，重点研究土壤中碳酸钙对外源重金属和一些有机污染物吸附容量和吸附特性的影响，以期为明确土壤中碳酸钙的环境效应，进一步评断含有不同数量碳酸钙的石灰性土壤的环境容量和承载外源污染物的能力提供数据参考和理论依据。研究结果表明：（1）供试石灰性自然土壤的pH值在7.78⁸.18之间，碳酸钙含量在30.51g.kg^-1¹00.23g.kg^-1之间，有机质、粘粒差异不显著。供试培养石灰性土壤pH值在7.02⁸.42之间，碳酸钙含量在8.61²27.94之间，有机质及粘粒含量均随着碳酸钙含量的增加而减少。碳酸钙对不同酶活性影响不同，低碳酸钙含量（本试验为3%以内）对碱性磷酸酶活性有促进作用，高碳酸钙含量（本试验为3%以上）则对碱性磷酸酶活性起抑制作用；低碳酸钙含量（本试验为5%以内）对脲酶及过氧化氢酶活性起促进作用，高碳酸钙含量范围内（本试验为5%以上）起抑制作用；碳酸钙对转化酶活性有抑制作用。（2）土壤pH与碳酸钙含量呈极显著非线性相关关系。在碳酸钙含量较低时(<89.91g.kg^-1)，pH随碳酸钙含量的增加而增加较快，但随着碳酸钙含量的继续增加，pH变化较慢，直至达到平衡。（3）石灰性土壤对外源重金属铅及铜具有很大的吸附容量，对重金属铅的最大吸附量可以达到11234mg.kg^-1¹7513mg.kg^-1，对铜的最大吸附量可以达到9856mg.kg^-1¹3039mg.kg^-1之间。而且对重金属铅和铜的最大吸附量随着土壤碳酸钙含量的增加而增加。石灰性土壤对被吸附重金属的吸附结合能很强，被土壤吸附铅的解吸率只有不到2%，吸附铜的解吸率也只有不到10%，而且土壤中碳酸钙含量越高，被吸附重金属的解吸率越小，说明土壤中的碳酸钙含量对于固持外源重金属具有重要意义。（4）外源重金属铅、铜进入石灰性土壤后，石灰性土壤中各形态铅、铜含量及所占比例均发生变化。可交换态及残渣态所占比例均下降，而碳酸盐态、铁锰氧化态及有机态所占比例均不同程度的有所增加，并有随着碳酸钙含量的增加可交换态及有机态有向碳酸盐结合态及铁锰氧化态转化的趋势，这是随碳酸钙含量增加石灰性土壤对重金属吸附容量增加的重要原因。（5）不同碳酸钙含量石灰性土壤对苯酚的最大吸附量介于2571mg.kg^-1⁴930mg.kg^-1之间，邻苯二酚的最大吸附量介于3198mg.kg^-1⁶211mg.kg^-1之间，土壤对邻苯二酚的吸附容量明显高于对苯酚的吸附容量。最大吸附量随着土壤碳酸钙含量的增加而减小。被土壤吸附苯酚的解吸率变化在12%¹8%，被土壤吸附邻苯二酚的解吸率变化在16%²0%，解吸率很低，解吸率随着土壤碳酸钙含量的增加而增加。（6）不同碳酸钙含量石灰性土壤对金霉素的吸附容量不同，最大吸附量可以达到7253mg.kg^-1¹3517mg.kg^-1。吸附量随碳酸钙含量的增加而逐渐减少。石灰性土壤对被吸附金霉素有较高的吸附强度，被土壤吸附金霉素的解吸率在4.89%⁷.52%之间，仍有绝大多数金霉素被吸附于土壤当中。土壤中碳酸钙含量越高，被吸附的金霉素解吸率越大。（7）石灰性土壤对水溶性有机物具有较大的吸附能力，吸附率可以达到12.19%-40.54%。吸附率随碳酸钙含量的增加而逐渐减少。被土壤吸附的水溶性有机物解吸率为22.40%³0.66%。碳酸钙含量越高，土壤吸附水溶性有机物的强度越小，解吸率越大。（8）不同碳酸钙含量石灰性土壤对重金属的吸附量与对有机物的吸附量不同，土壤对重金属的吸附容量随碳酸钙含量的增加而增加，对有机物的吸附容量随碳酸钙含量的增加而减小。石灰性土壤对不同重金属及不同有机物的吸附容量及吸附强度均不同，实际中应根据碳酸钙含量及污染物种类科学确定石灰性土壤的环境容量。

全文目录

摘要  9-11
ABSTRACT  11-14
第一章绪论  14-28
  1.1 碳酸钙及其基本性质  14-15
  1.2 我国土壤中碳酸钙的赋存状况  15-16
  1.3 碳酸钙对土壤性质的影响  16-20
    1.3.1 碳酸钙对土壤化学性质的影响  16-17
    1.3.2 碳酸钙对土壤物理性质的影响  17-19
    1.3.3 碳酸钙对土壤生物化学性质的影响  19-20
  1.4 碳酸钙对土壤养分有效性的影响  20-21
  1.5 我国土壤污染现状  21-22
  1.6 碳酸钙对外源污染物在土壤中的行为的影响  22-25
  1.7 有关土壤吸附特性的相关研究  25-26
  1.8 本项研究目的和意义  26-28
第二章不同碳酸钙含量石灰性土壤及其基本性质  28-40
  2.1 引言  28
  2.2 不同碳酸钙含量石灰性土壤的来源  28-30
  2.3 不同碳酸钙含量石灰性土壤的基本性质  30-38
  2.4 小结  38-40
第三章不同碳酸钙含量石灰性土壤对外源重金属的吸附解吸  40-54
  3.1 引言  40-41
  3.2 材料与方法  41-42
  3.3 结果与分析  42-51
    3.3.1 不同碳酸钙含量石灰性土壤对重金属铅的吸附  42-46
    3.3.2 不同碳酸钙含量石灰性土壤中重金属铅的解吸  46-47
    3.3.3 不同碳酸钙含量石灰性土壤对铜的吸附  47-50
    3.3.4 不同碳酸钙含量石灰性土壤中铜的解吸  50-51
  3.4 讨论  51-53
  3.5 小结  53-54
第四章不同碳酸钙含量石灰性土壤对外源重金属形态分布的影响..  54-66
  4.1 引言  54
  4.2 材料与方法  54-56
  4.3 结果与分析  56-62
    4.3.1 不同碳酸钙含量石灰性土壤中重金属铅的形态分布  56-59
    4.3.2 不同碳酸钙含量石灰性土壤中重金属铜的形态分布  59-62
  4.4 讨论  62-63
  4.5 小结  63-66
第五章不同碳酸钙含量石灰性土壤对外源酚类污染物的吸附解吸..  66-82
  5.1 引言  66
  5.2 材料与方法  66-68
  5.3 结果与分析  68-79
    5.3.1 不同碳酸钙含量石灰性土壤对苯酚的吸附  68-72
    5.3.2 不同碳酸钙含量石灰性中苯酚的解吸  72-74
    5.3.3 不同碳酸钙含量石灰性土壤对邻苯二酚的吸附  74-77
    5.3.4 不同碳酸钙含量石灰性土壤中邻苯二酚的解吸  77-79
  5.4 讨论  79-80
  5.5 小结  80-82
第六章不同碳酸钙含量石灰性土壤对金霉素的吸附解吸  82-94
  6.1 引言  82-83
  6.2 材料与方法  83-85
  6.3 结果与分析  85-90
    6.3.1 不同碳酸钙含量石灰性土壤对金霉素的吸附  85-89
    6.3.2 不同碳酸钙含量石灰性土壤中金霉素的解吸  89-90
  6.4 讨论  90-91
  6.5 小结  91-94
第七章不同碳酸钙含量石灰性土壤对水溶性有机物的吸附解吸  94-104
  7.1 引言  94-95
  7.2 材料与方法  95-96
  7.3 结果与分析  96-101
    7.3.1 不同碳酸钙含量石灰性土壤对水溶性有机物的吸附  96-99
    7.3.2 不同碳酸钙含量石灰性土壤所吸附的水溶性有机物的解吸  99-101
  7.4 讨论  101
  7.5 小结  101-104
第八章全文结论及研究展望  104-108
  8.1 全文结论  104-105
  8.2 研究展望  105-108
参考文献  108-118
致谢  118-119
攻读学位期间发表的学术论文  119

不同碳酸钙含量石灰性土壤对外源污染物的吸附解吸

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