颗粒态有机质(POM)不仅是土壤活性有机质的重要组分,同时也是影响土壤中污染物迁移转化的重要因子,探明其镉(Cd)锌(Zn)富集特征及解吸行为,可深入了解土壤有机质与重金属的相互作用机制,为Cd、Zn污染土壤的修复提供科学理论.以我国西南某矿区周边重金属污染农田土壤为对象,利用物理分级技术从土壤中分离出2000—250μm和250—53μm的POM组分,并选择乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)作为提取剂分析POM中Cd、Zn的解吸动力学行为,结合红外光谱分析技术探究了EDTA提取前后POM中有机官能团变化.结果 表明,POM对重金属Cd、Zn具有高度富集的特征,2000—53μm POM中Cd和Zn质量分数显著高于2000—53μm的矿物质组分和<53μm的有机-无机复合体,且土壤中26.61％—26.74％的Cd和13.71％—23.60％的Zn富集在2000—53μm POM中.EDTA提取24 h后,POM中Cd和Zn的提取率分别达75.74％和58.45％以上,表明POM中Cd、Zn有效性较高,其中Cd的解吸过程用Elovich方程的拟合效果最佳,Zn的解吸过程更适于双常数方程拟合.与EDTA提取前的POM比较,EDTA提取后2000—250μm POM和250—53μm POM中酯基(-COO?)等含C=O键的基团相对含量分别提高了11.81％—28.59％和5.77％—6.59％,而POM中C-H基团的相对数量未发生显著变化.综上,POM中丰富的有机功能性基团是其富集Cd、Zn的重要机制,其富集的Cd、Zn等重金属被充分提取后,可进一步改变POM中有机功能性基团的相对丰度,对深入探讨受污染土壤修复过程中有机质的转化与稳定性具有重要意义.

土壤;重金属污染;颗粒态有机质;解吸动力学;功能性基团;有效性

中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室(南京土壤研究所),江苏南京 210008;中国科学院大学,北京 100049

[1]马闯;王雨阳;周通;吴龙华-.污染土壤颗粒态有机质镉锌富集特征及其解吸行为研究)[J].生态环境学报,2022(09):1892-1900

颗粒态有机质

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