土壤中不同赋存形态汞的生物有效性研究

发布时间：2017-04-08 22:30

  本文关键词：土壤中不同赋存形态汞的生物有效性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：汞,一种有毒性重金属。随着工业化的发展,汞污染随之产生,对人类及自然界产生了很大的影响与毒害。大量的研究发现,土壤中汞的毒性与其在土壤中的总汞相关性不是很大,而与其在土壤中赋存形态相关。汞进入土壤环境中,形态并不是一成不变,各赋存形态之间存在一定的相互关系,彼此之间可以发生相互迁移转化。基于此本论文主要从土壤中不同形态汞的累积特性及长期稳定迁移转化等方面探究其机理,并对其生物有效性做了研究。研究采用模拟方式对单一土壤矿物进行汞的吸附累积特性实验,探究不同矿物土壤对于汞的吸附特性,确定其吸附量、吸附强度、对汞的吸持性等。研究采用采集于元大都公园遗址土壤,通过添加外源汞离子的形式,将土壤保存,模拟自然界中土壤的迁移转化规律,以360天为大周期。运用改进的Tessier提取方法测定土壤中汞的不同形态含量,研究不同形态彼此之间的转化关系,同时利用数学中统计学的角度进行偏相关性分析,探究不同形态的相关性,以揭示其转化途径。研究模拟单一矿物汞污染土壤,进行盆栽实验,探究其生物有效性。研究显示：4种土壤矿物对汞的吸附量、吸附强度大小以及吸附持久性的顺序分别为MnO2Fe2O3高岭土CaCO3。离子态汞一旦进入土壤之后,更容易与铁锰矿物相结合,以铁锰氧化态这种稳定的形式存在。相反碳酸盐形态不稳定,固持能力比较低,更容易被激活发生迁移转化。土壤外源汞的长期稳定性试验则表明360 d一个大周期结束后,各形态含量变化为：有机结合态汞残渣态汞铁锰氧化态汞碳酸盐形态汞离子态汞。对其数据进行偏相关性分析之后,发现：离子态汞与铁锰氧化态汞、残渣态汞、有机结合态汞都有很强的负相关性,且离子态汞与有机结合态汞有非常强的负相关性,说明离子态汞的减低与有机结合态汞的升高存在巨大关系,非常有可能是离子态汞迁移转化到有机结合态汞中。模拟土壤单一矿物,进行盆栽实验,分析结果可知在植物的作用下,铁锰氧化态汞向其他活性形态迁移,被植物吸收利用,也有部分转移到有机结合态及残渣态。对土壤各形态与植物吸收汞进行相关性分析,发现,植物与土壤中碳酸盐形态,铁锰氧化态及离子态都有很好的相关性,说明,植物容易吸收这几种形态。
【关键词】：汞 赋存形态 累积特性 迁移转化 生物有效性
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-29
• 1.1 引言15
• 1.2 汞概述15-19
• 1.2.1 汞的理化性质15
• 1.2.2 汞的来源15-16
• 1.2.3 汞的毒性及其机理16-17
• 1.2.4 汞在自然界中的存在形式17-19
• 1.3 土壤汞的概述19-20
• 1.3.1 土壤汞污染的现状19-20
• 1.3.2 土壤汞污染的修复方法20
• 1.4 土壤中不同赋存形态的汞20-21
• 1.4.1 土壤中汞的赋存形态20-21
• 1.4.2 土壤中汞的各赋存形态之间的相互转化21
• 1.5 土壤矿物对汞的吸附累积研究21-23
• 1.5.1 吸附解吸机理21-22
• 1.5.2 影响吸附因素22-23
• 1.5.3 土壤对汞吸附的数学模型23
• 1.6 土壤汞的生物有效性与评价方法23-26
• 1.6.1 土壤中汞的生物有效性23-24
• 1.6.2 评价方法24-25
• 1.6.3 生物有效性的影响因素25-26
• 1.7 本课题的研究意义与内容26-29
• 1.7.1 研究意义26
• 1.7.2 研究内容26-27
• 1.7.3 技术实施路线27-29
• 第二章 材料与方法29-35
• 2.1 仪器与试剂29-30
• 2.2 土壤理化性质的测定30-31
• 2.2.1 土壤pH的测定30-31
• 2.2.2 土壤有机质含量的测定31
• 2.3 汞的提取测定31-33
• 2.3.1 土壤中总汞的提取32
• 2.3.2 土壤中不同赋存形态汞的提取32-33
• 2.3.3 水质中汞的测定33
• 2.4 实验仪器条件及数据分析33-35
• 第三章 不同赋存形态汞的累积规律研究35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 实验材料与方法35-36
• 3.2.1 实验材料35
• 3.2.2 设计思路35
• 3.2.3 实验方案设计35-36
• 3.3 不同模拟土壤矿物的等温特性吸附研究36-41
• 3.3.1 吸附等温线37-38
• 3.3.2 等温吸附线性方程的拟合38-41
• 3.4 不同模拟土壤矿物的动力学吸附特性研究41-49
• 3.4.1 动力学吸附曲线41-43
• 3.4.2 吸附动力学方程拟合43-49
• 3.5 竞争性吸附实验探究49
• 3.6 小结49-51
• 第四章 土壤中汞的不同赋存形态迁移转化规律的研究51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 实验部分51-52
• 4.2.1 实验材料51
• 4.2.2 实验方案设计51-52
• 4.3 结果与讨论52-61
• 4.3.1 土壤pH值、有机质含量52
• 4.3.2 供试土壤特征52-53
• 4.3.3 外源汞在土壤中形态分布53-58
• 4.3.4 土壤中汞的各赋存形态的相互转化关系58-59
• 4.3.5 土壤含水量对形态分布的探究59-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 不同赋存形态汞的生物有效性研究63-71
• 5.1 引言63
• 5.2 实验部分63-64
• 5.2.1 实验材料63
• 5.2.2 实验方案设计63-64
• 5.3 结果与讨论64-69
• 5.3.1 模拟土壤的基本理化性质64-65
• 5.3.2 同汞污染浓度下土壤中植物生长情况65-66
• 5.3.3 植物的发芽率66-67
• 5.3.4 模拟土壤中汞的形态分布67-68
• 5.3.5 土壤形态与植物中总汞的之间的关系68-69
• 5.4 小结69-71
• 第六章 结论与建议71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 建议72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-81
• 作者与导师简介81-82
• 附件82-83

【参考文献】

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1 童银栋;张巍;邓春燕;王学军;;海河干流水产品汞污染特征及摄入风险评估[J];环境科学;2016年03期

2 段振亚;苏海涛;王凤阳;张磊;王书肖;余斌;;重庆市垃圾焚烧厂汞的分布特征与大气汞排放因子研究[J];环境科学;2016年02期

3 祝叶华;;2015年环境科学热点回眸[J];科技导报;2016年01期

4 王立辉;严超宇;王浩;张翔宇;;土壤汞污染生物修复技术研究进展[J];生物技术通报;2016年02期

5 王立辉;邹正禹;张翔宇;赵盛开;潘利祥;;土壤中汞的来源及土壤汞污染修复技术概述[J];现代化工;2015年05期

6 化玉谨;张敏英;陈明;张佳文;冯流;;炼金区土壤中汞形态分布及其生物有效性[J];环境化学;2015年02期

7 张玉涛;程劲松;李琳;赵荣飞;刘华;;溶解性有机质对水体汞还原反应影响机制研究进展[J];三峡大学学报(自然科学版);2015年01期

8 王占英;;土壤重金属污染及其修复技术[J];资源节约与环保;2015年01期

9 李磊;任景玲;刘素美;乔旭东;蒋增杰;杜金洲;方建光;;桑沟湾溶解态汞的生物地球化学行为[J];生态毒理学报;2014年05期

10 王沛芳;王文娜;王蓉;任凌霄;;汞对水生生物的毒性效应研究进展[J];安全与环境学报;2014年02期

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本文编号：293864