优秀研究生学位论文题录展示

合肥地区农田土壤重金属形态特征及其生物有效性研究

专 业: 土壤学
关键词: 合肥地区 重金属 生物有效性 农田土壤
分类号: X501  S158.4
形 态: 共 58 页 约 37,990 个字 约 1.817 M内容
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内容摘要


该研究在分析合肥地区土壤中重金属总量和各形态含量及分布的基础上,比较了不同作物对重金属累积程度的差异,并通过相关性,探讨了重金属形态与不同作物的累积量的关系;借助于重金属形态与土壤主要理化性质的关系,进一步分析了影响重金属有效性的主要土壤理化性质,在此基础上初步拟定了土壤重金属形态的临界值;通过等温吸附试验,了解了土壤对铅、镉的等温吸附特性。

主要研究结论如下:1.合肥地区不同重金属形态水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、强有机结合态、铁锰氧化物结合态、残渣态含量的描述性统计分析表明,除土壤Cd以离子交换态为主外,其余三种元素As、Hg、Pb则以残渣态为主。

四种重金属元素的形态含量大小排序为:

As为残渣态>腐殖酸结合态>强有机结合态>水溶态>碳酸盐结合态>离子交换态>铁锰氧化结合态;Hg为残渣态>铁锰氧化结合态>腐殖酸结合态>水溶态>离子交换态>强有机结合态>碳酸盐结合态;Cd为离子交换态>残渣态>强有机结合态>腐殖酸结合态>铁锰氧化结合态>碳酸盐结合态>水溶态;Pb为残渣态>强有机结合态>腐殖酸结合态>离子交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化结合态>水溶态。

同时,土壤重金属元素的活性态水溶态+离子交换态+碳酸盐结合态+腐殖酸结合态+强有机结合态+铁锰氧化物结合态含量占总量的比例相差较大。

其中所占比例最大的是Cd,最小的是As。

从土壤中各重金属形态含量的变异系数来看,除残渣态Hg、离子结合态Cd属于强变异外,其余所有形态重金属含量的变异系数均介于10%-70%之间,属于中等变异。

2.水稻籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.167、0.031、0.158mg/kg、10.335μg/kg;小麦籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.064、0.053、0.307mg/kg、0.559μg/kg;油菜籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.012、0.045、0.288mg/kg、50146μg/kg;花生籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.057、0.146、0.388mg/kg、1.668μg/kg。

应用农业部颁布的食品重金属限量标准评价的结果表明:

水稻中As、Hg、Pb存在一定程度的超标;小麦中As、Cd、Pb存在一定程度的超标:

油菜中Cd、Pb存在一定程度的超标;花生中只有Pb存在一定程度的超标。

而从累积率来看,水稻对不同重金属的累积顺序为Cd>Hg>As>Pb;小麦为Cd>Pb>Hg>As;油菜和花生均为Cd>Hg>Pb>As。

As被不同作物的累积顺序为水稻>小麦>花生>油菜;Hg为水稻>油菜>花生>小麦;Cd为花生>油菜>小麦>水稻;Pb为花生>小麦>油菜>水稻。

3.作物籽粒重金属含量与土壤中重金属形态的关系分析表明,水稻中Hg含量与离子交换态Hg间在P≤0.1时呈显著负相关,Cd含量与铁锰氧化物结合态Cd间在P≤0.1时呈显著正相关,Pb含量与强有机结合态Pb呈显著正相关性,而且Pb含量与铁锰氧化物结合态Pb间在P≤0.1时呈显著正相关。

小麦中As含量与水溶态As呈极显著正相关,Cd含量与土壤全量Cd、水溶态Cd、离子交换态Cd、碳酸盐结合态Cd、腐殖酸结合态Cd呈极显著正相关,另外,Cd含量与强有机结合态Cd间在P≤0.1时呈显著正相关。

Pb含量与腐殖酸结合态Pb、铁锰氧化物结合态Pb间在P≤0.1时呈显著负相关。

油菜籽中As含量与土壤全量As、水溶态As、腐殖酸结合态As呈显著正相关,Cd含量与腐殖酸结合态Cd呈显著负相关,Pb含量与腐殖酸结合态Pb之间关系在P≤0.1时呈显著正相关。

花生仁中As含量与碳酸盐结合态As呈极显著性正相关,Cd含量与强有机结合态Cd间在P≤0.1时呈显著正相关,Pb含量与全量Pb、腐殖酸结合态Pb呈显著负相关,另外,Pb含量与强有机结合态Pb间在P≤0.1时呈显著负相关。

4.土壤重金属生物有效性的影响因素分析表明,有机质是影响土壤中As对小麦有效性的因素,而影响土壤中As对油菜有效性的因素是CEC;CEC是影响土壤中Hg对水稻有效性的因素;影响土壤中Cd对小麦有效性的主要因素是pH和CEC,影响土壤中Cd对油菜有效性的因素是CEC,影响土壤中Cd对花生有效性的因素是pH;影响土壤中Pb对小麦、油菜有效性的因素是CEC。

5.根据合肥地区重金属生物有效性的研究结果,通过两种方法初步拟订出合肥地区土壤重金属Pb、Cd、As、Hg形态的临界值,若以活性态表示,其临界值分别为4.21、0.0259、0.07、12.63mg/kg..……

全文目录


文摘
英文文摘
1文献综述
1.1土壤重金属形态及其生物有效性
1.1.1土壤中重金属形态
1.1.2土壤中重金属形态变化
1.1.3土壤中重金属在植物体的积累规律
1.1.4重金属的生物有效性
1.1.5土壤重金属形态与生物有效性的关系
1.2重金属在土壤中的等温吸附特性
1.2.1等温吸附模型
1.2.2土壤吸附重金属的影响因素
1.3土壤环境质量标准制订进展
2引言
2.1立题背景及意义
2.2研究内容
2.2.1合肥地区土壤As、Hg、Cd、Pb各形态的分布特征研究
2.2.2作物对土壤重金属累积特点分析
2.2.3土壤重金属的生物有效性及其影响因素
2.2.4重金属Cd2+、Pb2+在水稻土和黄褐土中的等温吸附特性
2.2.5合肥地区土壤重金属形态含量的临界值
2.3试验技术路线
3材料与方法
3.1研究区域概况
3.2样品的采集
3.3室内分析方法
3.3.1土壤的基本理化性质的测定
3.3.2土壤重金属形态提取方法
3.3.3植物样品的测定
3.3.4水稻土和黄褐土对Pb2+、Cd2+的等温吸附试验
3.4数据处理方法
4结果与分析
4.1合肥地区土壤As、Hg、Cd、Pb各形态的分布特征
4.1.1合肥地区土壤As、Hg、Cd、Pb各形态的分布特征
4.1.2合肥地区土壤As、Hg、Cd、Pb活性态的分布特征
4.1.3合肥地区不同类型土壤As、Hg、Cd、Pb各形态的分布特征
4.2作物对土壤重金属累积特点分析
4.2.1水稻籽粒对土壤重金属累积特点
4.2.2小麦籽粒对土壤重金属累积特点
4.2.3油菜籽粒对土壤重金属累积特点
4.2.4花生籽粒对土壤重金属累积特点
4.3土壤重金属的生物有效性及其影响因素
4.3.1稻田土壤重金属的生物有效性及其影响因素
4.3.2旱作下土壤重金属的生物有效性及其影响因素
4.4 Pb2+、Cd2+在水稻土和黄褐土中的等温吸附特性
4.4.1 Pb2+在水稻土和黄褐土中的等温吸附特性
4.4.2 Cd2+在水稻土、黄褐土和砂姜黑土中的等温吸附特性
4.5合肥地区土壤重金属形态的临界值
5结论与讨论
5.1土壤重金属形态特征及分布
5.2不同作物对重金属形态的累积效应及影响因素
5.3土壤重金属Pb2+、Cd2+的等温吸附特性
5.4土壤重金属形态含量的临界值
6有待进一步研究的问题
参考文献
发明专利与成果

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中图分类: > X501 > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 一般性问题 > 环境污染源
其他分类: > S158.4 > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤肥力(土壤肥沃性)

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