生态环境学报 2009, 18(4): 1286-1290 Ecology and Environmental Sciences
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不同比例钾钙锌共存对土壤镉吸附的影响
宋正国
1, 2
,徐明岗 *,刘平 ,孙楠 ,丁永祯 ,唐世荣
1 1 1 2
2
1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所//农业部作物营养与施肥重点开放实验室,北京 100081; 2. 农业部环境保护科研监测所生态毒理与环境修复研究中心//农业部产地环境与农产品安全重点开放实验室,天津 300191
摘要:采用等温平衡法,测定了锌,钾,钙两两共存下赤红壤镉的吸附量,应用 Freundlich 方程分析了土壤镉的吸附特征, .结果表明,用 Freundlich 吸附等温方程拟合土壤镉的吸附特征具有很好的相关性.与单钠 并计算了镉的分配系数(KdCd) 体系相比,钙钾,钙锌及锌钾共存均使赤红壤吸附镉的能力减弱,赤红壤的总吸附容量(Kf 值)分别降低了 56.5%,96.73% 和 91.3%.不同离子两两共存下改变土壤吸附镉能力的程度不同,钙钾共存的 Kf 值明显高于钙锌,钾锌共存,对 Kf 值的影 ,共 响程度的次序为:锌钾≈钙锌,钙钾.钙锌,钾共存时,增加吸附体系中锌质量浓度将明显降低镉的分配系数(KdCd 值) 存离子中锌含量与 KdCd 值呈明显负相关.钙锌,钾锌以不同比例与镉共存时,锌含量高低是制约 KdCd 值大小的主要因子. 关键词:镉;共存离子;赤红壤;吸附;分配系数 中图分类号:X131.3 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2009)04-1286-05
土壤镉污染在世界范围内广泛存在且日益严 重,因其能够对动物和人产生毒害作用而受到广 镉的矿物溶解度较大, 通常土壤中镉 泛的关注 [1]. 质量浓度较低.土壤中镉质量浓度主要受吸附反 应所控制,即土壤镉的移动性和植物毒害性主要 研究表明, 镉的吸附受到 取决于土壤吸附反应 [2]. 土壤性质,矿物组成,质地,竞争离子等多种因 素的影响 [3-4],共存离子作为最普遍的影响因子, 深刻地影响土壤对镉的吸附.在离子强度相同的 情况下,共存离子与土壤作用性质的不同,致使 镉吸附量随离子种类不同而变化.由于作物吸收 因 镉的数量与土壤溶液中镉质量浓度密切相关 [5], 而从土壤镉的吸附角度来研究镉污染的防治具有 重要的理论与实际意义. 目前,氯,硝酸根,硫酸根等阴离子对镉吸附 影响已有研究[6],铅,铜等阳离子改变土壤镉吸附 特性的差异也受到广泛关注[3,7-8];但对钙,钾等阳 离子与镉共存时,影响镉吸附作用的研究却较少. Jalali等[7]试验结果表明在竞争体系中,铜,镍会强 烈抑制土壤对镉的吸附;Srivastava等[8]研究表明, 在铜,镉,铅与锌共存体系中,高岭石对铜的吸附 明显强于镉,二者存在明显的竞争吸附行为.为了 明确钙钾锌两两共存对镉吸附的影响,本文以竞争 性弱的钠离子作为参照离子,在设定的离子强度 下,探讨了钙钾锌共存对镉吸附的影响,以期为中 轻度镉污染土壤合理施肥提供依据.
计划(09JCYBJC08500)
1 材料与方法
1.1 供试材料 供试土壤为赤红壤发育的水稻土,采自广东省 肇庆市郊区稻田表层(0~20 cm) ,该土壤无重金属 污 染 历 史 . 有 机 质 含 量 33.0 gkg-1 , CEC10.09 cmolkg-1,pH(H2O)6.61,有效镉0.020 mgkg-1, 砂粒26.3%,粉粒30.9%,粘粒41.7%.土壤风干后 过1 mm筛. 1.2 研究方法 1.2.1 钙,锌,钾共存时镉的吸附等温试验 采用一次平衡法.称风干土样 10.0 g 24 份,分 别置于 100 mL 离心管中,每 6 份为一组,共 4 组. 向每个离心管中加入一定质量浓度的硝酸镉,使每 组溶液中镉质量浓度为:0,0.5,1.0,5.0,10,20 mgL-1.第 1 组为单钠离子,是本实验的参比组, 其中以 1.50 mmolL-1 硝酸钠溶液作为支持电解质; 第 2~4 组为高质量浓度钙,锌,钾两两共存试验, 向其中分别加入钙锌,钾锌,钙钾混合溶液,使溶 ,钾 液中离子含量分别为钙锌(5.0,5.0 mmolL-1) -1 ,钙钾(5.0,5.0 mmolL-1) . 锌(5.0,5.0 mmolL ) 初始溶液体积为 20 mL,第 2~4 组离子强度为 0.03 M.将离心管密封后水平放置,在(25±0.5)℃下 振荡 2 h,恒温平衡 22 h;如此反复振荡,平衡 5 d. 土壤悬浮液以 4 000 g 离心 15 min,倾出上清液, 以 0.45 m 滤膜过滤,滤液中镉的测定采用石墨炉 原子吸收分光光度法.根据吸附平衡前后镉质量浓

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