富硒區(qū)芥菜土壤腐殖質(zhì)特征及其對(duì)重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響

1、富硒區(qū)芥菜土壤腐殖質(zhì)特征及其對(duì)重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響土壤腐殖質(zhì)作為土壤有機(jī)質(zhì)存在的主要形態(tài), 其含量和組成特征能夠反映一定的成土條件和過程。?？诟晃寥兰染哂懈晃{迫下的成土條件和過程, 又具有亞熱帶地區(qū)的氣候特點(diǎn)和菜地耕作方式, 其土壤腐殖質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、行為等應(yīng)具有其特征性。同時(shí) , 土壤腐殖質(zhì)含有大量的羧基、羥基等含氧官能團(tuán)和各種芳香結(jié)構(gòu)、脂族結(jié)構(gòu) , 對(duì)重金屬有較強(qiáng)的吸附、 絡(luò)合作用 , 從而對(duì)土壤重金屬的遷移轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生關(guān)鍵影響?；诖?, 本文以?？诟晃鴧^(qū)不同硒水平土壤為對(duì)象, 運(yùn)用國際腐殖質(zhì)協(xié)會(huì)提供的方法分離提純富里酸(fulvic acids,FA)、胡敏酸 (humic acids

2、,HA)及胡敏素 (humin,HM), 并對(duì)其進(jìn)行定量和初步的定性分析, 考察其對(duì)重金屬的作用規(guī)律 , 闡明其含量、結(jié)構(gòu)和行為特征, 在此基礎(chǔ)上探討富硒土壤腐殖質(zhì)對(duì)土壤- 芥菜系統(tǒng)中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響。主要研究結(jié)果如下 :(1) 富硒區(qū)土壤腐殖質(zhì)組成均為HM>>HA>FA,符合土壤的一般特征 , 其各組分含量隨硒含量的降低呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),各樣點(diǎn)差別較大的是根際土壤腐殖質(zhì)總量。(2) 不同硒水平土壤提取的FA、 HA、HM中各元素 (C、 N、 H、 S)含量差別明顯的是HM。主要特征為 , 硒水平高的土壤提取的FA的 C、N、S 的含量稍高

3、于富硒區(qū)的平均水平 ; 硒水平高的土壤提取的HM的 C、N、H、S 含量明顯高于硒水平低的土壤,且隨硒含量降低而降低。 硒水平高的土壤提取的各組分C/N 更高 ,H/C 更低 , 腐殖化程度較低 , 不飽和度更高 , 表現(xiàn)出與重金屬作用能力較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。(3) 不同硒水平土壤提取的腐殖質(zhì)各組分紅外譜圖特征為 , 主要的吸收帶均為 3400、2920、 1630、 1400、 1380、 1080cm-1,出峰規(guī)律表現(xiàn)出相似性 , 只是出峰的強(qiáng)弱有差異 , 均有 -OH(個(gè)別出現(xiàn)締合 ) 以及不飽和鍵 , 說明它們都存在與重金屬結(jié)合的可能性。 (4) 腐殖質(zhì)組分 FA、HA對(duì)溶液中不同濃度梯度的重

4、金屬(Pb、Cd、Cu、 Cr) 均產(chǎn)生一定的吸附作用 , 在各重金屬濃度分別為3 mg/L 時(shí),FA、 HA吸附效果最好。在同一重金屬濃度下 , 不同硒水平土壤提取的FA/HA對(duì)各重金屬的作用均隨FA/HA投加量的增加而增強(qiáng) , 且硒水平較高的土壤提取的FA/HA對(duì)各重金屬的作用效果更明顯。 FA/HA對(duì)不同重金屬的作用效果不同, 對(duì) Cu的作用效果最明顯 ,對(duì) Pb、 Cd其次 , 對(duì) Cr 的作用相對(duì)弱一些。而且 HA對(duì)各重金屬的作用效果比FA 強(qiáng)。(5)HM 對(duì)重金屬污染土壤有一定的鈍化作用 , 投加量小時(shí) , 作用效果更為明顯 , 而且硒水平高的土壤提取的HM鈍化效果更強(qiáng)。HM對(duì)重金

5、屬 Pb、Cd的作用隨 HM投加量的增加先不斷降低后趨于平緩, 是一個(gè)由快速到慢速的過程 , 快速結(jié)合且不易發(fā)生解吸, 表明鈍化作用具有一定的飽和性 , 且其對(duì) Pb 的作用效果略高于Cd,同時(shí)硒含量高的土壤提取的HM在鈍化時(shí)間實(shí)驗(yàn)中也表現(xiàn)出較好的效果。 不同硒水平土壤樣品提取的HM對(duì)供試土壤中 Pb、Cd的賦存形態(tài)有不同程度的影響, 均表現(xiàn)為交換態(tài)的比例明顯下降, 有機(jī)結(jié)合態(tài)的比例顯著上升 , 殘?jiān)鼞B(tài)的比例也有不同程度的上升, 其它形態(tài)變化不明顯。在鈍化培養(yǎng)時(shí)間較短的情況下, 從硒含量高的土壤中提取的HM表現(xiàn)出較強(qiáng)的形態(tài)轉(zhuǎn)化能力 , 而鈍化培養(yǎng)時(shí)間較長的情況下這種能力有所下降。(6) 相關(guān)性

6、分析表明硒水平與FA、HA對(duì) Pb、Cd的吸附率以及HM對(duì)土壤中 Pb浸出濃度的降低率顯著正相關(guān) , 與 HA對(duì) Pb、Cd 的吸附效果也呈正相關(guān) , 說明硒含量高的土壤提取的腐殖質(zhì)對(duì) Pb、 Cd的作用較強(qiáng) , 具有更明顯的吸附及鈍化效應(yīng)。富硒區(qū)土壤根際、非根際土壤中硒與鉛、鎘的含量均呈明顯的正相關(guān), 反映了富硒土壤有一定的重金屬伴生效應(yīng); 但同時(shí)土壤中硒的含量與芥菜中鉛、鎘的富集系數(shù) (SF) 、轉(zhuǎn)移系數(shù) (RF) 呈一定的負(fù)相關(guān) , 硒對(duì)芥菜中鉛、鎘的富集具有一定的抑制作用 , 而且硒可以促進(jìn)土壤腐殖質(zhì)對(duì)重金屬的吸附和鈍化, 可在一定程度上降低其污染風(fēng)險(xiǎn)。富硒土壤腐殖質(zhì)各組分對(duì)鉛、 鎘的富集系數(shù)影響較為明顯,