污染土壤中有机质结合态重金属的研究

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1、章明奎等：污染土壤中有机质结合态重金属的研究653污染土壤中有机质结合态重金属的研究章明奎，方利平，周翠浙江大学环境与资源学院资源科学系，浙江杭州310029摘要：用物理与化学相结合的方法研究了2个污染土壤剖面中有机质结合重金属（Cd、Cu、Pb和Zn）的分布，把有机质相结合态重金属分为颗粒状有机质（POM）结合的重金属和与细土腐殖质结合的重金属。结果表明，土壤POM对重金属有明显的富集作用，其中>2mmPOM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在1.4~3.2、2.5~2.6、2.8~3.9和3.0~3.9之间；而0.05~2mmPOM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别

2、在2.7~7.8、3.2~6.4、3.2~9.3和3.2~5.6之间,0.05~2mmPOM组分中重金属的平均富集高于>2mmPOM组分。POM中重金属的富集程度与土壤重金属的积累呈正相关。有机质结合态重金属占土壤重金属总量的比例随土壤有机质积累而增高，表土层约40%以上的重金属以有机质结合态存在。关键词：颗粒状有机质；重金属；富集中图分类号：X131.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2005）05-0650-04章明奎等：污染土壤中有机质结合态重金属的研究653土壤重金属对环境的影响不仅与积累量有关，更取决于其存在的形态[1,2]。重金属进入土壤后可与土壤物质作用形成各

3、种形态的重金属，它们的生物有效性和移动性有很大的差异。土壤重金属的形态一般可用化学试剂选择性地提取加以区分，可分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态和残余态等，它们的相对比例与土壤组分和土壤性质密切相关。其中，土壤粘粒矿物、氧化物、有机质、碳酸盐含量和CEC、土壤pH值对重金属的形态分配均有很大的影响。有机质结合态重金属是土壤重金属的重要形态，其数量常与有机质的积累有关。除胡敏酸、富里酸和胡敏素外，土壤中还存在大量的颗粒状有机物质(ParticulateOrganicmatter,POM)。POM是一类腐殖化程度较低、但活性较高的有机碳库，在土壤碳、氮、硫循环中有着重要的作用[

4、3,4]。最近的研究表明[5–7]，土壤中POM含较高的Cu、Cd、Pb和Zn，它对土壤中重金属有潜在的富集作用。传统的土壤有机态结合态重金属一般采用氧化剂（H2O2）、络合剂（焦磷酸盐）、和酸碱溶液（NaOH）提取[8]，这种方法很难区分与不同形态有机质结合的重金属，而且化学试剂由于选择性较差，有时与实际有一定的差异。有机质种类和颗粒大小不同，其性质可有很大的变化，它们与土壤中重金属的作用也有很大的差异。本文用物理和化学相结合的方法研究了2个具明显有机质积累的污染土壤中POM对重金属的富集作用及有机质结合态重金属的分布特征。1材料与方法1.1供试土壤供试土壤共2个剖面，采自具明显污染

5、的工矿地。土1属新成土，采自一废弃约20a的金属采矿区；土2为雏形土，采自废弃约15a的金属加工厂附近。采样区均生长杂草，生长旺盛，地表有3~6cm厚的枯草层，采样深度和土壤基本性质见表1。每个土样采样量约4kg。土样去除新鲜的植物残物后，在室内风干混匀。取其中500g过2mm土筛，供土壤质地和pH测定，部分样品进一步过0.125mm土筛，供有机质和全量分析。表1供试土壤的基本性质Table1Propertiesofthetestedsoils剖面号土壤类型采样深度/cm土层pH体积质量/(mg·m-3)颗粒组成/(g·kg-1)砂粒粉砂粘粒1新成土+5~0A06.10.11－－－0~

6、19A5.90.876872169719~38C16.21.24843837438~57C25.71.3686681532雏形土+4~0A05.90.15－－－0~13A6.20.9668713018313~30B16.01.1767912519630~50B26.21.227348917750~75C6.31.20803651321.2颗粒状有机质的分离共把土样分为>2mm砂粒、>2mmPOM、0.05~2mm砂粒和0.05~2mmPOM和<0.05mm细土等5个粒组。称土样200g，重复4次，各置于3000mL塑料瓶中，加蒸馏水2000mL，并加入若干玻璃珠，加盖在振荡机上振荡24

7、小时进行机械分散后，用系列土筛把土粒分为>2、0.05~2mm和<0.05mm等3个粒级。然后用水反复悬浮从>章明奎等：污染土壤中有机质结合态重金属的研究6532mm和0.05~2mm各粒级颗粒中把相应粒级的POM和砂粒分离。小于0.05mm土粒用离心方法浓集。各粒组样品经50℃以下烘干后分别计重。称重后同一土壤相同粒级的POM或砂粒样合并混匀后磨细过0.125mm土筛，供化学分析。1.3化学分析土壤pH用酸度计测定[9]，颗粒组成用微吸管法测