重金屬鎘的土壤空間分布機(jī)制及遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程研究.pdf

1、鎘屬于分散元素,在地殼的豐度僅為是0.2 mg·kg-1，然而在特殊的自然過(guò)程、工業(yè)活動(dòng)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)的影響下，鎘會(huì)在土壤中大量累積，對(duì)生態(tài)環(huán)境安全產(chǎn)生影響，甚至危害人類健康。貴州省屬于喀斯特巖溶區(qū)，碳酸鹽巖分布廣泛，土壤中鎘的平均背景值為0.659 mg·kg-1，遠(yuǎn)高于我國(guó)其他地區(qū)，具有明顯的鎘地球化學(xué)高背景特征，其異常的特征以及污染風(fēng)險(xiǎn)值得廣泛關(guān)注。本文在鎘的土壤空間分布規(guī)律研究基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了貴州省黃壤與石灰土的吸附解吸特性、高污

2、染地區(qū)鎘在耕地土壤剖面的淋溶特性，以及影響鎘空間分布的主要因素。取得的主要成果如下：
　?。?）吸附解吸試驗(yàn)鎘的濃度設(shè)置為0、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、25、50、100、150、300mg/L,Cd在黃壤和石灰土中的吸附量均隨著加入Cd濃度的增加而增加，而吸附率卻逐漸下降。當(dāng)初始溶液中Cd的濃度達(dá)到310 mg·L-1時(shí)，石灰土與黃壤中吸附的Cd的含量達(dá)到了2626和1507mg·kg-1，此時(shí)石灰土以及黃壤的

3、Cd的吸附率分別為84.74％和48.64%。Freundlich和Henry方程均可以用來(lái)擬合Cd2+在這兩種土壤中的等溫吸附過(guò)程,而Langmuir和Temkin方程則不適合用來(lái)描述.其中Freundlich的擬合效果最好。在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),Cd在黃壤和石灰土中的解吸量均隨著加入Cd濃度的增加而增加，而解吸率卻逐漸升高最終趨于穩(wěn)定，黃壤對(duì)Cd的解吸率最終穩(wěn)定在25%-30%之間，石灰土對(duì)Cd的解吸率穩(wěn)定在6%-7%。重金屬鎘在酸性黃

4、壤中的吸附能力較石灰土弱，而解吸性能較石灰土強(qiáng)，容易遷移，具有較高的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
　　（2）高濃度養(yǎng)殖廢水淋溶試驗(yàn)表明，污水灌溉會(huì)使重金屬鎘在土壤表層和底層富集，在淋溶初期，土壤中鎘的分級(jí)測(cè)定結(jié)果為易還原態(tài)鎘>殘?jiān)鼞B(tài)鎘>酸可交換態(tài)鎘>可氧化態(tài)鎘，在180天淋溶試驗(yàn)結(jié)束后，鎘在土壤中的存在形態(tài)為殘?jiān)鼞B(tài)鎘>易還原態(tài)鎘>酸可交換態(tài)鎘>可氧化態(tài)鎘，可見(jiàn)，鎘在土壤中可由易還原態(tài)向穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化。
　　(3)前期試驗(yàn)表明，鎘的空間分布規(guī)

5、律主要是表層累積，在0-0.8 m范圍內(nèi)有所下降，在0.8-1.2m出現(xiàn)明顯的沉積層。研究土壤剖面鎘與土壤有機(jī)碳、鐵錳氧化物含量、土壤質(zhì)地等的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明在土法煉鋅區(qū)，鎘在土壤表層累積，與土壤有機(jī)碳含量分布較為一致，在無(wú)污染的背景區(qū)，鎘在土壤中的空間分布為表層低，底層高，與土壤中粘粒含量分布相關(guān)性顯著。在酸性土壤中，鎘主要以鐵錳氧化物易還原態(tài)以及酸可交換態(tài)的形式存在，其占到總鎘的60%-80%，這可能會(huì)引起鎘從土壤向食物鏈以及水體