水铁矿在土壤中的稳定性及其对砷化学行为影响的研究
发布时间：2021-08-05 15:45
水铁矿（ferrihydrite）因其对砷具有极高的吸附效率而广泛用于土壤砷污染的原位化学修复。但水铁矿的弱结晶态结构易受到环境因素的影响而向结晶态铁氧化物转化,从而导致其比表面积降低,被吸附的砷再次释放到环境中而增强其活性和环境效应。在本研究中,首先,水铁矿以外源添加的方式在石门县三个不同乡镇（白云镇、新关镇和蒙泉镇,以下用BY、XG和MQ表示三种土壤）采集的非污染红壤进行室内培养实验,采用连续提取技术和薄膜梯度扩散技术分析不同水分条件和相关土壤理化性质间的差异对水铁矿在土壤中稳定性的影响;随后,上述三种土壤通过外源加砷的方式制备成砷污染土壤,待砷浓度在土壤中平衡后,外源添加水铁矿进行室内培养实验,分析外源水铁矿稳定性变化对砷在土壤中化学行为的影响。最后通过研究干湿交替条件下外源水铁矿的稳定性及其对砷化学行为的影响。取得的主要结果如下:1.不同添加量的水铁矿在三种非污染和外源砷污染土壤（BY、XG和MQ）的不同水分条件下均发生转化/解离作用并伴随结晶态铁氧化物的生成。水铁矿在70%土壤饱和持水量（SWHC）的条件下转化速率要显著快于30%SWHC。但水铁矿在外源砷污染土壤中总体转化/...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]农田土壤中砷的来源及调控研究与展望[J]. 曾希柏,苏世鸣,吴翠霞,王亚男. 中国农业科技导报. 2014(02)
[2]中国农田重金属问题的若干思考[J]. 曾希柏,徐建明,黄巧云,唐世荣,李永涛,李芳柏,周东美,武志杰. 土壤学报. 2013(01)
[3]梯度扩散薄膜技术（DGT）的理论及其在环境中的应用I:工作原理、特性与在土壤中的应用[J]. 罗军,王晓蓉,张昊,William Davison. 农业环境科学学报. 2011(02)
[4]淹水条件对土壤砷形态转化的影响[J]. 曾希柏,和秋红,李莲芳,白玲玉. 应用生态学报. 2010(11)
[5]我国农田生态系统重金属的循环与调控[J]. 曾希柏,苏世鸣,马世铭,白玲玉,李树辉,李莲芳. 应用生态学报. 2010(09)
[6]中国蔬菜土壤重金属含量及来源分析[J]. 曾希柏,李莲芳,梅旭荣. 中国农业科学. 2007(11)
[7]山东寿光农业利用方式对土壤砷累积的影响[J]. 曾希柏,李莲芳,白玲玉,梅旭荣,杨佳波,胡留杰. 应用生态学报. 2007(02)
博士论文
[1]几种钝化剂对土壤砷生物有效性的影响与机理[D]. 孙媛媛.中国农业大学 2015
[2]外源磷对土壤中砷活性与植物有效性的影响及机理[D]. 王进进.中国农业科学院 2014
[3]不同类型矿物和土壤对砷的吸附—解吸研究[D]. 吴萍萍.中国农业科学院 2011
硕士论文
[1]真菌对亚砷酸[As（Ⅲ）]的耐性及累积与挥发能力研究[D]. 冯秋分.湖南农业大学 2013
[2]不同水分管理模式下砷在土壤—水稻体系中的时空动态规律研究[D]. 陈丽娜.河北农业大学 2009
本文编号：3324025
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－丨三价砷和五价砷与水铁矿的结合方式（ａ单核单原子配体结构；ｂ双核双原子配体结构；ｃ单核双原子配体结??构）??－－
中国农业大学博士学位论文?第一章绪论??（图１－２）。Ａｓ?（Ｖ）可以在水铁矿内表面形成双配位螯合物（１）或者单配位螯合物（２）?（Ｌｕｍｓｄｏｎ??ｅ／ａ／．，?１９８４）：??２ＳＯＨ＋Ａｓ０２（ＯＨ）２?＋Ｈ＋—（Ｓ０）２Ａｓ０（０Ｈ）＋２Ｈ２０?（１）??ＳＯＨ＋Ａｓ０２（ＯＨ）２＋Ｈ＋—?ＳＯ?ＡｓＯ（ＯＨ）＋Ｈ２０?（２）??〇Ｈ??〇Ｈ?１１??Ｉ?ＨＯ一Ａｓ一〇—＾ｔ＊＊－〇？＊??ＯＨ??ａ）?Ｍｏｍｘｌｅｉｔｔａｔｅ?ｎＫＫＫｗｕｃｌｅａｒ??＊＊＊？＊０－－Ｈ０＼?ｊｙ＾Ｍ…??／Ａｓ—ＯＨ??〇ｒ?…??ｂ）?Ｂｉｔｌｅｎｉａｔｅ?ｂｉｍｉｃｌｅａｒ??八?ＨＯ、Ａ八??－…??Ｂｉｄｃｍａｉｅ?ｍｒｎｍｎｕｄｃｉＭ＊??图１－丨三价砷和五价砷与水铁矿的结合方式（ａ单核单原子配体结构；ｂ双核双原子配体结构；ｃ单核双原子配体结??构）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｉｎｎｅｒ－ｓｐｈｅｒｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ａｓ（ＩＩＩ）?ａｎｄ?Ａｓ（Ｖ）?（ａ?ｍｏｎｎｏｄｅｎｔａｔｅ?ｍｏｎｏｎｕｃｌｅａｒ；?ｂ?ｂｉｄｅｎｔａｔｅ?ｂｉｎｕｃｌｅａｒ；?ｃ?ｂｉｄｅｎｔａｔｅ??ｍｏｎｏｎｕｃｌｅａｒ）??除通过表面吸附作用外，当土壤处于厌氧环境时水铁矿解离作用释放出Ｆｅ（ＩＩ）会与砷酸根结??合，通过共沉淀作用形成结构相对稳定的砷酸铁化合物。这种砷－铁共沉淀的过程仅仅只需要几分??钟就可以形成稳定的砷酸铁化合物，而水铁矿的表面吸附作用可能需要数天才可以达到平衡??（Ｆｕｌｌｅｒ?ｅ；ａ／．
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【参考文献】：
期刊论文
[1]农田土壤中砷的来源及调控研究与展望[J]. 曾希柏,苏世鸣,吴翠霞,王亚男. 中国农业科技导报. 2014(02)
[2]中国农田重金属问题的若干思考[J]. 曾希柏,徐建明,黄巧云,唐世荣,李永涛,李芳柏,周东美,武志杰. 土壤学报. 2013(01)
[3]梯度扩散薄膜技术（DGT）的理论及其在环境中的应用I:工作原理、特性与在土壤中的应用[J]. 罗军,王晓蓉,张昊,William Davison. 农业环境科学学报. 2011(02)
[4]淹水条件对土壤砷形态转化的影响[J]. 曾希柏,和秋红,李莲芳,白玲玉. 应用生态学报. 2010(11)
[5]我国农田生态系统重金属的循环与调控[J]. 曾希柏,苏世鸣,马世铭,白玲玉,李树辉,李莲芳. 应用生态学报. 2010(09)
[6]中国蔬菜土壤重金属含量及来源分析[J]. 曾希柏,李莲芳,梅旭荣. 中国农业科学. 2007(11)
[7]山东寿光农业利用方式对土壤砷累积的影响[J]. 曾希柏,李莲芳,白玲玉,梅旭荣,杨佳波,胡留杰. 应用生态学报. 2007(02)
博士论文
[1]几种钝化剂对土壤砷生物有效性的影响与机理[D]. 孙媛媛.中国农业大学 2015
[2]外源磷对土壤中砷活性与植物有效性的影响及机理[D]. 王进进.中国农业科学院 2014
[3]不同类型矿物和土壤对砷的吸附—解吸研究[D]. 吴萍萍.中国农业科学院 2011
硕士论文
[1]真菌对亚砷酸[As（Ⅲ）]的耐性及累积与挥发能力研究[D]. 冯秋分.湖南农业大学 2013
[2]不同水分管理模式下砷在土壤—水稻体系中的时空动态规律研究[D]. 陈丽娜.河北农业大学 2009
本文编号：3324025
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