《土壤及根际铁锰氧化物对镉、砷的调控机制研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土壤及根际铁锰氧化物对镉、砷的调控机制研究（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要土壤及根际铁锰氧化物对锦、砷的调控机制研究摘 要铁锰氧化物是土壤的主要成分之一， 具有较强的吸附能力和氧化能力， 是调控土壤中的重金属离子形态和生物有效性的主要因素之一。 本文分别选取了 土壤成因的铁锰结核和生物成因的水稻根表铁氧化物膜， 以重金属福和污染元素砷作为研究对象， 主要探索了土壤成因的铁锰结核对铺. 磷和不同形态砷的吸附和氧化机制， 以及生物成因的水稻根表铁氧化物膜对砷的吸附能力和氧化还原能力的影响效应。整个论文分为三个部分，主要研究结果如下:一、 五种国内 常见的铁锰结核， 研究 其对锡和磷的吸附特性， 以 及预吸附磷后对锡吸附的影响， 结果表明， 五种铁锰结核对锡和磷的吸附
2、能力跟铁锰结核的成分和p H 缓冲能力 有关; 磷在铁锰结核上的 预吸附 对福的 吸附几乎 没有影响， 其 可能是由于铁氧化物倾向于吸附磷酸盐而锰氧化物倾向于吸附锡离子造成的。二、 研究了 在p H值和平 衡浓 度的 共同 作用下， 铁锰结核 对三 价砷和五价砷的 吸附 机制。 在研究的p H范围内 ， 三 价砷 和五价砷的 吸附量 类似; 三价砷吸附 后，溶液中没有 检测到三价砷和铁， 同时 溶液中 锰的量随吸附量的增加而增加， 这说明只有锰矿物被三价砷还原溶解; 其后研究了铁锰结核预吸附腐植酸后对三价砷吸附的影响， 发现有机质能显著降低三价砷的吸附和氧化。二、 本部分以沉积了 铁氧化物膜的
3、水稻根系为研究对象， 研究了 根表有铁膜包被的离体水稻根系对外部溶液中 三价砷和五价砷吸收动力学的影响机制， 以 及磷和砷在铁膜上的竞争作用。 结果表明， 铁膜的存在， 促进了三价砷的吸收， 而抑制了五 价砷的吸收。 在去除 铁膜沉积的情况下， 磷酸根显著的抑制了五价砷的吸收，然而， 在有铁膜的 情况下， 这种抑制作用变得不明显， 这可能是由 于磷不仅和五价砷在根表细胞膜有竞争吸收， 也抑制了铁膜对五价砷的强烈吸附作用。 进一步的 试 验 研究了 溶 液声值 对 根系 吸 收 砷的 影响， 结果 表明 在p H 5 .0 到P H T 0 范围内，根系吸收砷的能力无显著差异。美 锐询: 铁氢化
4、物，锰氧化物，镐，三价砷，五价砷，水稻人b s t r a c tC a d m i u m a n d A r s e n i c B e h a v i o r s A ff e c t e d b y P e d o g e n i c a n dB i o g e n i c I r o n a n d Ma n g a n e s e O x i d e s i n S o i l s .Ab s t r a c tU n d e r s t a n d i n g t h e r o l e o f ir o n a n d m a n g a n e s e o x id e s
5、 i n s o i l - p l a n t s y s t e mp r o v id e s s i g n i f i c a n t in s i g h t s a n d p r e d ic t io n s o n t h e f a t e , t r a n s p o r t a n d b io a v a i l a b i l i t yo f i n o r g a n i c p o l lu t a n t s . I n t h i s r e s e a r c h , t h e a d s o r p t io n o f c a d m iu m
6、 ( C d ) a n dp h o s p h a t e ( P ) o n f i v e t y p e s o f ir o n - m a n g a n e s e n o d u l e s , a n d t h e a d s o r p t io n a n do x id a t io n o f a r s e n ic ( A s ) b y a n ir o n - m a n g a n e s e n o d u le a n d t h e b io g e n ic ir o n p l a q u ew a s in v e s t i g a t e
7、 d . K e y re s u l t s c a n b e s u m m a r iz e d a s f o ll o w s :1 . T h i s e x p e r i m e n t o b t a i n e d t h e a d s o r p t io n is o t h e r m s o f C d a n d P o n f i v e F e - Mnn o d u le s , a n d p o t e n t io m e t r i c t it r a t io n c u r v e o f P s h o w e d t h a t a d
8、 s o r p t i o n o f P b yn o d u le s c a u s e d t h e d e c r e a s e o f p H v a l u e . P r e - a d s o r p t io n o f P b y n o d u le s w a s u s e d t os t u d y t h e i n t e r a c t io n b e t w e e n P a n d C d a d s o r b e d b y F e - Mn n o d u l e s , t h e r e s u l tin d ic a t e d
9、 t h a t t h e r e w a s n o s i g n i fi c a n t e ff e c t o f P o n t h e a d s o r p t io n o f C d b y n o d u l e s .2 . A f a c t o r i a l d e s i g n v a r y i n g e q u i l i b r i u m a r s e n a t e c o n c e n t r a t i o n a n d s o l u t i o n p Hw a s u s e d t o e x a m i n e t h e
10、a d s o r p t i o n a n d o x i d a t i o n o f A s o n o n e k i n d o f F e - Mn n o d u l e .T h e a m o u n t s o f A s a d s o r b e d o n t h e n o d u le s d e c r e a s e d w it h s u p e r n a t a n t p H . T h e r ew a s n o s ig n i f i c a n t d iff e r e n c e i n t h e a m o u n t s o
11、f A s ( I I I ) a n d A s ( V ) a d s o r b e d . I t w a s a ne v i d e n c e t h a t a r s e n i t e m u s t b e o x i d i z e d t o a r s e n a t e o n t h e s u r f a c e o f m a n g a n e s eo x id e s , a c c o r d in g t o t h a t m a n g a n e s e l i r o n l a r s e n it e c o n c e n t r a
12、 t i o n s i n t h e s u p e rn a t a n t s .T h e c a p a c it ie s o f a d s o r p t io n a n d o x id a t io n o f a r s e n i t e b o t h r e d u c e d a f t e r H u m i c a c i dc o a t e d o n t h e s u r f a c e o f F e - Mn n o d u l e .3 . I n v e s t ig a t i o n o n t h e e ff e c t s o f
13、 ir o n p l a q u e o n t h e u p t a k e k i n e t ic s o f A s ( I I I ) a n dA s ( V ) w a s c a r r i e d o u t o n e x c is e d r ic e r o o t s . R e s u lt s d e m o n s t r a t e d t h a t t h e p r e s e n c e o fi r o n p l a q u e s l i g h t l y e n h a n c e d t h e A s ( I I I ) u p t
14、a k e i n t o r ic e r o o t s , a n d s u b s t a n t i a l l yd e c r e a s e d t h e A s ( V ) u p t a k e . P h o s p h a t e i n t h e u p t a k e s o l u t i o n i n h i b it e d A s ( V ) u p t a k ew it h o u t i r o n p l a q u e . T h e r e s u lt s o f p H e x p e r i m e n t s h o w e d
15、t h e r e a r e n o s ig n i f ic a n td iff e r e n c e s o f i ro n p l a q u e a d s o r p t i o n a n d r o o t u p t a k e w i t h t h e p H r a n g e o f 6 .0 - 7 .0 .K e y w o r d s : i r o n o x i d e ; m a n g a n e s e o x i d e ; c a d m iu m ; p h o s p h a t e ; a r s e n ic土城及根际中的铁镭氧化物
16、对福、砷的调控机制研究图 目 录图1 - 1针铁矿的表面结构示意图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5图1 - 2两种典型锰矿物的晶体结构图. . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . 5图2 - 1 铁锰结核对福的吸附等温线. . . ， . “. ， ， . . . . ， . . . . 1 6图2 - 2铁锰结核对磷的吸附等温线 . . . . ， “. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7图2 - 3磷对铁锰结核的电位滴定曲 线. . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8图2 - 4吸附在铁锰结核上的磷对锡吸附的影响 . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . .
