我国东北老工业基地由于长期粗放型重工业的发展,对东北地区土壤的重金属污染日益严重,对生态环境和食品安全构成了潜在威胁。认识和了解东北地区土壤重金属污染的作用机制,为修复和治理该地区土壤重金属污染提供了依据。土壤—水界面电化学性质、重金属在土壤—水界面上的吸附-解吸行为对重金属在土壤中的形态分布、迁移转化及归宿等有重要影响,一直是土壤化学和环境化学研究的重要内容。本文研究了东北草甸棕壤的界面电化学性质,重金属在草甸棕壤中的解吸行为和形态分布,考察了一些环境因素对重金属解吸行为的影响,以期加深对重金属污染机制的认识。主要的研究内容和结论如下:1、分别采用电势滴定法和质量滴定法测定了荷结构负电荷的草甸棕壤样品的零净电荷点(pH_PZNC),研究结果表明荷结构负电荷的土壤存在与电解质浓度无关的零净电荷点,两种方法测得pH_PZNC分别为2.77、5.6。比较而言电势滴定法的准确度更高。由电势滴定的数据推算表面质子活性位密度Ns为0.667mmol·g^-1。根据测得的pH_PZNC,N_s和结构电荷密度(σ_st)计算草甸棕壤样品的特征吸附反应平衡常数即1-pX模型中的pK,2-pK模型中的pK_a1^int和pK_a2^int分别为3.52,2.50,4.54。2、分别采用Tessier法和BCR法分析草甸棕壤样品中Cu、Zn、Cd、Cr、Pb、Ni、As的形态分布。Tessier五步连续提取法测得的形态分布规律:Cu:残渣态＞有机结合态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态Zn:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞可交换态＞碳酸盐结合态Cr:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞可交换态,碳酸盐结合态Cd:可交换态＞残渣态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态Nj、Pb:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞可交换态＞有机结合态＞碳酸盐结合态As:残渣态＞铁锰氧化物结合态＞有机结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态BCR法所测形态分布规律与Tessier法一致。对于所研究样品,Tessier法测定结果较好。3、-70℃下冷冻1个月,-20℃下冷冻3个月后的样品用Tessier法测定重金属形态分布,结果表明冷冻对不同元素的影响各不相同,与未冷冻样品相比有些微差异4、草甸棕壤样品中的重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、As、Cr可在0.02mmol/LNaNO₃溶液中解吸,平衡解吸量与pH、固液比、电解质浓度和价数有关。Na₂EDTA对所研究几种重金属的解吸率都较高。5、0.02mol/LNaNO₃溶液对所研究几种重金属的解吸能力较弱。随时间的延长,Pb的解吸率先是稍有降低,而后震荡上升。As的解吸率起初有个迅速的上升,而后回落,再缓慢升高至解吸率趋于稳定。Zn的解吸在初始阶段解吸率迅速降低,维持一段时间后有所回升。-70℃冷冻1个月后,As和Zn在0.02mol/LNaNO₃溶液中的解吸率略有降低,Pb的解吸率略有增大,变化很小。6、0.1mol/L Na₂EDTA溶液对所研究几种重金属的解吸能力较强。随时间的延长,各重金属的解吸率逐渐增大（Cs=0.05时Cd除外）,在初始的一段时间内解吸率迅速升高,而后升高速率变缓。7、分析解吸后样品的形态,发现重金属的可提取态含量大都有所下降,解吸后各形态的分布规律与解吸前相差不大,说明在解吸过程中存在再吸附和重新分配现象。