文献综述
1 研究目的及意义
我国现阶段土壤污染问题日益严重,尤其是重金属污染。它可以通过食物链在生物体内蓄积,对人体有很大影响。其中镉的点位超标率为7.0,位居重金属污染首位。同时,我国又是一个农业生产大国,每年种植产生大量农作物秸秆。这些秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,含有羟基和羧基等活性基团,易与重金属结合,具有来源广、成本低、易再生利用等优点。本实验拟通过研究室内柱实验分析不同秸秆处理方式下污染土壤中重金属Cd的前一情况,以探明镉污染土壤中的镉的环境行为。通过研究,可以进一步了解秸秆对于重金属的作用机理,在有效处理农业废弃物的基础上控制土壤重金属污染,为秸秆修复农用地土地污染奠定基础,对于解决我国土壤污染问题、合理利用秸秆资源有一定意义。
2 研究现状
2.1土壤中镉的赋存
2.1.1镉的形态划分
Cd的环境行为与生态效应并不取决于土壤中的总量, 而主要取决于活性态或有效态镉含量。土壤Cd形态测定采用Tessier法主要分为五类,需要用到不同的溶剂进行萃取: 可交换离子态(Exc-Cd)用MgCl2 溶液提取, 碳酸盐结合态(Carb-Cd)用NaAc溶液提取, 铁锰氧化物结合态(FeMnOx-Cd)用NH2OH·HCl溶液提取, 有机结合态(OM-Cd)用HNO3溶液提取, 残渣态(Res-Cd)采用 HF-HNO3-HClO4消解。根据土壤重金属5种形态的生物可利用性大小, 将其划分为有效态、潜在有效态和不可利用态, 有效态包括 Exc-Cd和Carb-Cd, 潜在有不可利用态, 有效态包括Exc-Cd和Carb-Cd, 潜在有效态包括FeMnOx-Cd和OM-Cd, 不可利用态一般指Res-Cd[1]。
2.1.2镉的形态转化规律
影响土壤中Cd迁移转化的因素有很多,主要与土壤中的其他元素物质、土壤pH值以及土壤结构有关。朱永官等人通过调查研究总结并阐述了影响Cd在土壤-植物系统中迁移转化的几个重要因素:土壤基本理化性质(pH值、有机质等)、Zn元素、P元素、陪伴阴离子Cl-和SO42-,并详细论述了各因子对Cd在土壤-植物系统中迁移转化的影响及其可能机理[2]。在研究中,人们还发现酸性土壤中Cd以氧化态和可交换态为主, 其余三态相对较低;碱性土壤中有机态和残渣态比例较高, 碳酸盐态和可交换态所占的比例较低[3]。
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