水分对土壤银有效性的影响研究【字数:10414】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
绪论1
1 长期连续污泥农用下银在土壤和作物中的累积和运转规律研究3
1.1 材料与方法3
1.1.1 试验基地与试验设计3
1.1.2 样品采集与处理4
1.1.3 测定项目与方法4
1.1.4 数据处理与分析5
1.2 结果与分析5
1.2.1 银在土壤表层的累积5
1.2.2 银在土壤剖面的迁移5
1.2.3 作物中银含量的差异6
1.3 讨论6
1.3.1 土壤中银的累积迁移规律6
1.3.2 作物中累积的银含量6
1.4 小结6
2 水分条件对土壤中银有效性的影响7
2.1 材料与方法7
2.1.1 供试材料7
2.1.2 试验设计与实施7
2.1.3 样品采集与处理7
2.1.4 测定项目与方法7
2.1.5 数据处理与分析8
2.2 结果与分析8
2.2.1 水分条件对土壤中银有效性的影响8
2.2.2 水分条件对作物富集银的影响8
2.2.3 土壤化学性质及阴离子与银有效性的关系9
2.3 讨论11
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072#
2.3.1 水分条件对土壤银有效性的影响11
2.3.2 水分条件对植物中银含量的影响11
2.4 小结11
3 总结11
致谢11
参考文献12水分特征对土壤银生物有效性的影响研究
引言
银(Ag)作为一种常见的贵金属,拥有良好的抗菌性、导电性、延展性,在电子电器、化工材料、能源工业以及医药等方面有广泛的应用[12]。随着纳米技术的进步,银的粒径能够降低至纳米级(1100 nm),抗菌性得到显著提高,广泛应用于医学、材料、生物科学、能源生产等领域,目前纳米银(AgNPs)已成为应用最广泛的纳米材料,其产量也在逐年上升[3]。
消费品中的银通过不同方式进入污水处理系统中,[46]最终超过85%的银会在活性污泥中富集,[78]目前已发现污泥的AgNPs浓度能够高达1.55 mg kg1。[9]污泥农用使污泥中富集的银进入土壤,根据欧洲环保局的相关数据,被污泥处理的土壤中银含量约是未添加污泥时的70倍,[10]因而污泥农用是银进入土壤的主要途径。银在工业生产中占据重要地位。在银矿开采、工业废水排放等工业行为影响下,表层土壤中银的含量可达到其土壤背景值的350倍,[1112]同时垃圾填埋厂的泄露、污水灌溉等[10]也是土壤中银的来源。AgNPs作为杀虫剂成分或纳米传感器也会直接施加到土壤中。[13]
银进入土壤后,主要存在于A层,其存在形态与土壤pH、Eh、有机质含量、粘粒
含量等理化性质密切相关。姚娜[14]研究发现土壤表层(06 cm)中银主要以残渣态和有机金属络合态存在,Hou等[15]研究认为这是因为Ag+与K+的粒子半径相近,能够代替粘土矿物中的K+与矿物结合。同时土壤中S2、PO43、CI等阴离子以及CrO42、AsO43等络合离子能够促进Ag+的沉淀。
土壤对银的吸附影响其迁移转化,且吸附规律较复杂,土壤的理化性质影响着土壤对银的吸附。土壤pH是影响土壤对银吸附的重要因素,随着pH的上升,银的水解反应更易发生,使银更易接近土壤颗粒表面,促进对银的吸附。[1617]土壤的CEC高、有机质含量高、组成颗粒小,能够提供较多的吸附位点。[18]土壤中铁锰的氢氧化物能够强烈吸附银,原因在于他们之间存在静电吸附。[1920]银能够与有机配位体结合形成稳定性极强的内轨型配合物,[2122]同时由于银的亲硫性,银极易与带有巯基的有机基团结合,因而土壤有机质对银有极强的吸附作用,[23]有机质还能够螯合银,降低其迁移性。
银进入土壤后能够抑制土壤微生物的生理生化活动,抑制植物中乙烯的部分氧化代谢途径,[2425]通过氧化胁迫对植物造成危害,[2627]土壤中的银通过农产品富集进入食物链,从而对人体健康造成危害。
土壤水分条件与农业活动、降水、作物习性等因素有关,水分条件能够通过影响土壤理化性质以及土壤生物的生理生化活动进而影响土壤中重金属的有效性,目前有关水分条件对重金属有效性的影响研究多针对镉、锌、铜等元素。大量研究表明淹水条件下土壤重金属的有效性降低。淹水处理能够显著降低水稻对镉、镍、锌的吸收,[28]卢扬[2]的研究表明随着淹水培养时间的延长,土壤中银有从可提取态有向残渣态转化的趋势,胡珅[29]等研究发现淹水能够明显抑制镉从水稻秸秆向籽粒的转移。但也有研究发现在淹水条件下土壤中镉的有效性随着还原作用的增加而增加。[30]
淹水条件对重金属有效性的制约主要与土壤的氧化还原状况有关。[31]淹水条件下土壤孔隙中的空气被排出,土壤处于还原状态,土壤中的氧化物质接受电子发生还原反应,导致土壤Eh下降,pH向中性靠拢。[32]土壤Eh的下降会导致土壤表面电荷的改变,影响土壤中Cl、SO42、Fe2+、S2等离子的浓度,进而对重金属的吸附和沉积造成影响,[33]土壤pH的变化则会直接对重金属的沉淀溶解平衡造成影响。[34]淹水土壤中氧气的缺少导致有机质累积,[35]也会对重金属的有效性产生影响。
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