长时间尺度下土壤组分互作对外源铜分布的影响
发布时间：2021-02-17 10:56
重金属污染是影响我国粮食安全与生产、危害人民健康和限制社会可持续发展的重大障碍。近年来,我国土壤重金属污染事故时有发生,已引起政府和公众的广泛关注。铜是植物生长所需要的微量元素,但过量的铜会对植物生长产生危害。土壤是由矿物、有机物及微生物等固相组分组成的复杂体系,这些固相组分的数量、组成及表面特性等决定着重金属的化学行为、有效性和归宿。本研究选取红壤、褐土及黑土,添加秸秆或秸秆+工程菌（Pseudomonas putida X4/p IME）与土壤组分发生相互作用后输入外源铜,土壤培养24个月,每4个月取样1次。利用传统化学分析和现代仪器分析如同步辐射（C NEXAFS、SR-FTIR）等对土壤进行铜形态分析、有机碳含量及组成分析和铁氧化物含量的测定等。探究土壤组分互作及老化效应对外源铜在土壤组分上分布的影响,明确长时间尺度下Cu化学形态的动态变化过程。为不同类型土壤中铜污染的风险评估提供理论支撑。主要结果如下:（1）考察了外源有机物、微生物进入土壤后对有机碳含量和组成的影响。秸秆、秸秆+工程菌分别显著提高了红壤、褐土和黑土中总有机碳、腐殖酸和可溶性有机碳含量;培养8个月内红壤、褐土及...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
重金属与土壤组分相互作用示意图（Brownetal.1999）
属在土壤有机物、矿物和微生物等单组分表面结合机制和短时期很多报道。但是真实土壤体系中多组分相互作用对重金属化学形等影响及长时间尺度下重金属的老化行为还有待揭示。基于前人器分析技术的支持，本研究通过向红壤、褐土及黑土三种代表性秸秆+微生物后输入外源铜，在土壤培养的 24 个月内，借助化学析技术如：同步辐射等，获得有机物含量、组成及官能团信息，金属的化学形态的动态变化，并通过多元线性逐步回归分析建立分之间的联系。研究预期目标：1）外源有机物和微生物对土壤组化；2）揭示铜形态的动态变化过程；3）阐明不同土壤中调控铜本研究有 3 个科学假设：1）由于高有机质含量和粘粒含量，黑土；2）土壤中铜的移动性随时间逐渐下降；3）工程菌会促使土壤。研究结果将为土壤铜污染风险评估和修复提供理论依据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤微团聚体中矿物-有机复合体特征[J]. 褚冰杰,余光辉,刘飞飞,沈其荣,冉炜. 土壤学报. 2017(06)
[2]Changes in the sorption, desorption, distribution, and availability of copper, induced by application of sewage sludge on Chilean soils contaminated by mine tailings[J]. Tatiana Garrido,Jorge Mendoza,Francisco Arriagada. Journal of Environmental Sciences. 2012(05)
[3]Enrichment of heavy metal elements and their adsorption on iron oxides during carbonate rock weathering process[J]. Shanqin Ni a, Yiwen Jua, Quanlin Hou a,*, Shijie Wang b, Qing Liua, Yudong Wua, Lingling Xiao a a College of Earth Science, Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China b State Key Laboratory of Environment Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002, China. Progress in Natural Science. 2009(09)
[4]农业废弃物堆肥过程中腐殖质组成变化[J]. 王玉军,窦森,张晋京,曲晓晶. 东北林业大学学报. 2009(08)
[5]外源铜在土壤中的老化研究进展[J]. 周世伟,徐明岗,马义兵,韦东普. 土壤. 2009(02)
[6]Aging effect on the mobility and bioavailability of copper in soil[J]. LU Anxiang1,2,ZHANG Shuzhen1,,QIN Xiangyang2,WU Wenyong3,LIU Honglu3 1.State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology,Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,P.O.Box 2871,Beijing 100085,China.2.National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture,P.O.Box 2449-26,Beijing 100097,China 3.Beijing Hydraulic Research Institute,Beijing 100044,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(02)
[7]猴金属硫蛋白α域（MT-α cDNA）突变体的构建、表达及工程菌对重金属的吸附[J]. 路延笃,黄巧云,陈雯莉,雷磊,何小川,蔡鹏,梁巍. 环境科学学报. 2008(09)
[8]土壤中重金属污染修复的研究进展[J]. 刘春阳,张宇峰,崔志强. 江苏环境科技. 2005(S1)
[9]土壤中重金属形态分析及其环境学意义[J]. 韩春梅,王林山,巩宗强,许华夏. 生态学杂志. 2005(12)
[10]矿区农产品质量及土壤-岩石界面重金属行为特性的研究[J]. 王新,周启星,任丽萍. 农业环境科学学报. 2004(03)
博士论文
[1]细菌胞外聚合物与土壤固相界面作用机理及其环境效应[D]. 曹媛媛.华中农业大学 2013
硕士论文
[1]砷在土壤中的形态转化及植物有效性研究[D]. 胡留杰.中国农业科学院 2008
本文编号：3037884
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
重金属与土壤组分相互作用示意图（Brownetal.1999）
属在土壤有机物、矿物和微生物等单组分表面结合机制和短时期很多报道。但是真实土壤体系中多组分相互作用对重金属化学形等影响及长时间尺度下重金属的老化行为还有待揭示。基于前人器分析技术的支持，本研究通过向红壤、褐土及黑土三种代表性秸秆+微生物后输入外源铜，在土壤培养的 24 个月内，借助化学析技术如：同步辐射等，获得有机物含量、组成及官能团信息，金属的化学形态的动态变化，并通过多元线性逐步回归分析建立分之间的联系。研究预期目标：1）外源有机物和微生物对土壤组化；2）揭示铜形态的动态变化过程；3）阐明不同土壤中调控铜本研究有 3 个科学假设：1）由于高有机质含量和粘粒含量，黑土；2）土壤中铜的移动性随时间逐渐下降；3）工程菌会促使土壤。研究结果将为土壤铜污染风险评估和修复提供理论依据。
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤微团聚体中矿物-有机复合体特征[J]. 褚冰杰,余光辉,刘飞飞,沈其荣,冉炜. 土壤学报. 2017(06)
[2]Changes in the sorption, desorption, distribution, and availability of copper, induced by application of sewage sludge on Chilean soils contaminated by mine tailings[J]. Tatiana Garrido,Jorge Mendoza,Francisco Arriagada. Journal of Environmental Sciences. 2012(05)
[3]Enrichment of heavy metal elements and their adsorption on iron oxides during carbonate rock weathering process[J]. Shanqin Ni a, Yiwen Jua, Quanlin Hou a,*, Shijie Wang b, Qing Liua, Yudong Wua, Lingling Xiao a a College of Earth Science, Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China b State Key Laboratory of Environment Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002, China. Progress in Natural Science. 2009(09)
[4]农业废弃物堆肥过程中腐殖质组成变化[J]. 王玉军,窦森,张晋京,曲晓晶. 东北林业大学学报. 2009(08)
[5]外源铜在土壤中的老化研究进展[J]. 周世伟,徐明岗,马义兵,韦东普. 土壤. 2009(02)
[6]Aging effect on the mobility and bioavailability of copper in soil[J]. LU Anxiang1,2,ZHANG Shuzhen1,,QIN Xiangyang2,WU Wenyong3,LIU Honglu3 1.State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology,Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,P.O.Box 2871,Beijing 100085,China.2.National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture,P.O.Box 2449-26,Beijing 100097,China 3.Beijing Hydraulic Research Institute,Beijing 100044,China. Journal of Environmental Sciences. 2009(02)
[7]猴金属硫蛋白α域（MT-α cDNA）突变体的构建、表达及工程菌对重金属的吸附[J]. 路延笃,黄巧云,陈雯莉,雷磊,何小川,蔡鹏,梁巍. 环境科学学报. 2008(09)
[8]土壤中重金属污染修复的研究进展[J]. 刘春阳,张宇峰,崔志强. 江苏环境科技. 2005(S1)
[9]土壤中重金属形态分析及其环境学意义[J]. 韩春梅,王林山,巩宗强,许华夏. 生态学杂志. 2005(12)
[10]矿区农产品质量及土壤-岩石界面重金属行为特性的研究[J]. 王新,周启星,任丽萍. 农业环境科学学报. 2004(03)
博士论文
[1]细菌胞外聚合物与土壤固相界面作用机理及其环境效应[D]. 曹媛媛.华中农业大学 2013
硕士论文
[1]砷在土壤中的形态转化及植物有效性研究[D]. 胡留杰.中国农业科学院 2008
本文编号：3037884
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