【摘 要】
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中国南方分布的稻田土壤以酸性可变电荷土壤为主(pH <6.5).重金属Cd作为重要污染物,其生物有效性在酸性条件下相对较高,因此,研究可变电荷稻田土壤中Cd的吸附特征并建立模型
【机 构】
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广东省生态环境技术研究所广东省农业环境综合治理重点实验室; 中国科学院广州地球化学研究所; 中国科学院大学;
【基金项目】
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广东省科学院实施创新驱动发展能力建设专项(2017GDASCX-0106,2018GDASCX-0927);国家重点研发计划(2016YFD0800404);佛山市科技创新项目(2016AG101561);广东省科技计划(2017B030314092)资助
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中国南方分布的稻田土壤以酸性可变电荷土壤为主(pH <6.5).重金属Cd作为重要污染物,其生物有效性在酸性条件下相对较高,因此,研究可变电荷稻田土壤中Cd的吸附特征并建立模型准确评价Cd的生物有效性具有重要意义.本研究通过测试不同p H下的稻田土壤Cd吸附曲线,建立了表面络合模型(SCM),模拟Cd的吸附行为;并且采用田间实验的稻米Cd累积量,对SCM预测的有效态Cd进行验证. Cd的吸附实验表明,随pH升高Cd的吸附量升高,至pH 5.5时Cd以吸附态为主.利用电位滴定实验和不同pH下Cd的吸附实验,建立了Cd吸附的1-site/2-p K表面络合模型,该模型能够很好地拟合Cd在可变电荷土壤中随p H变化的吸附特征.水稻田间实验数据表明,酸性(pH <5.5)稻田土壤pH与水稻籽粒Cd呈显著负相关(P <0.05),因为p H决定的吸附平衡是影响有效态Cd含量的关键;采用连续提取法获得的Cd形态(1 mol L-1MgCl2提取的可交换态和1 mol L-1NaOAc/HOAc提取的碳酸盐结合态)与水稻籽粒Cd含量无显著相关(P> 0.05);而采用模型预测的溶解态Cd与水稻籽粒Cd含量极显著相关(P <0.01),说明本模型预测的有效态Cd明显优于连续提取法.因此,应用SCM模型,可以更为准确地预测稻田土壤有效态Cd及其Cd在土壤-水界面的形态分配,为Cd的生物有效性评估提供新的思路.
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