论文部分内容阅读
中国是锑矿储存大国,也是锑的生产大国,锑矿的开采及冶炼造成矿区周边土壤严重的锑污染,危害人类健康。中国是农业大国,每年都有大量的秸秆产生,秸秆还田是一种既能处理大量秸秆、又能提高土壤肥力的增产措施。适宜的条件下,秸秆还田后会发生快速的腐殖化过程,导致土壤有机质性质发生变化,由此影响重金属的迁移转化。因此,本文通过加2%秸秆的土壤和不添加秸秆土壤进行室内批次培养实验(240d),探究秸秆腐殖化过程中黄壤的p H值、有机质、腐殖酸以及C、H、N元素含量的变化,研究了秸秆还田后土壤有机质含量最高(20d)、p H值最大(40d)、培养中期(120d)及培养后期(240d)的土壤对Sb(Ⅴ)的吸附解吸特征。以期了解秸秆还田过程中黄壤性质的变化及秸秆腐殖化过程,及其对Sb(Ⅴ)在土壤中的吸附解吸行为的影响与机理。研究结果如下:1.随着培养时间的增加,加2%秸秆土壤p H先增加后降低,最大值为5.73,随后稳定在5.10-5.20之间;对照组土壤p H呈现下降趋势,最后稳定在4.80-4.90之间。加2%秸秆与对照组土壤有机质含量变化趋势类似:先增加,在20d达到最大为36.36g/kg和29.51g/kg,后降低,最后分别在31.00g/kg和26.00g/kg上下波动。加入秸秆130d后,土壤富里酸与胡敏酸的含量分别增加了0.72 g/kg和0.32 g/kg,腐殖酸总量增加了1.04 g/kg。2.土壤腐殖化程度增加,土壤H/C的值总体呈现下降趋势,加2%秸秆及对照组土壤H/C从0.483分别降低到0.283和0.312,且加2%秸秆土壤腐殖化程度大于对照组土壤。加2%秸秆土壤的C、N两种元素的含量与初始土壤相比有所增加,H元素含量没有明显的变化。随着培养时间的增加,加2%秸秆及对照组土壤中C和N的含量出现增加降低的波动趋势,加2%秸秆及对照组土壤H元素含量总体呈现降低趋势。3.动力学吸附试验结果显示:土壤对Sb(Ⅴ)的吸附分为快速吸附阶段和慢速吸附阶段,快速吸附阶段在前120分钟内完成。土壤吸附实验在7d内基本达到平衡。土壤有机质的腐解,促进土壤对Sb(Ⅴ)的吸附,土壤对Sb(Ⅴ)的吸附量比初始土壤吸附量增加了12%～21%。1 mg/L Sb(Ⅴ)浓度条件下,对照组土壤对Sb(Ⅴ)的吸附量略大于加2%秸秆的土壤。Elovich方程的拟合效果最好,R~2在0.86到0.97之间。4.等温吸附实验结果显示:土壤对Sb(Ⅴ)的吸附量随Sb(Ⅴ)溶液浓度的增加而增加,Freundlich方程的拟合效果最好,R~2≥0.947。解吸实验结果显示:秸秆还田增加了DOC的含量,增加了土壤对Sb(Ⅴ)的解吸量,土壤吸附Sb(Ⅴ)解吸率很低,在1%～10%之间。5.红外表征与核磁共振结果显示:本实验中Sb(Ⅴ)与土壤中含羟基、羧基和羰基的物质发生络合反应,从而被土壤吸附。