【作者】 胡珂图
【导师姓名】王毛兰
【学位名称】硕士
【学位年度】2014
【授予单位】南昌大学
【分类号】 X53
【录入时间】2017-05-14
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【摘要】随着人口增长、工业化和城市化进程加快，鄱阳湖湖区环境污染日益严重，特别是湿地土壤重金属污染。因此对土壤重金属研究已成为热点，然而同种金属由于它们在土壤中存在的形态不同，其迁移转化特点和污染性质也不同，重金属的生物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定。本文以鄱阳湖流域湿地土壤为研究对象，测定了其Cu、Zn总量，并利用Tessier提取法测定了其各形态的含量，探讨了其分布特征，并利用综合污染评价法对鄱阳湖湿地土壤重金属污染现状进行了评价。为了了解重金属各形态在土壤中的迁移、转化规律，通过相关性分析，探讨了重金属总量及各形态与土壤理化性质之间的关系。通过吸附动力学实验，反映了湿地土壤吸附重金属速率。通过等温吸附实验，研究了湿地土壤对重金属Cu、Zn吸附特征。通过等温解吸实验，分析解吸量与吸附量之间的关系。通过改变溶液pH及温度，研究了环境因素对湿地土壤吸附重金属特征的影响。通过Cu、Zn共存吸附实验，分析了湿地土壤对两种重金属离子的吸附能力的强弱。主要研究结论如下：（1）鄱阳湖湿地土壤样品含水率分布不均匀。最大值为24.77%，位于星子。最小值为6.02%，位于九江。九江土壤有机质含量非常高达到0.54mg/g，其他土壤样品有机质含量在0.02-0.06mg/g之间。鄱阳湖湿地土壤pH最大值为湖口土壤样品8.45，最小值为赣江北支土壤样品4.94，其平均值为6.28。（2）鄱阳湖湿地土壤中Cu、Zn含量分布差异较大，Cu最高值342.54mg/kg，位于蔡家湾。最低值为6.83mg/kg，位于都昌。赣江南支、信江、龙口港、都昌、湖口和吴城湿地土壤Cu含量很低在国家一级标准范围内，其余点都在国家二级标准范围内。蔡家湾土壤Cu含量为最高342.54mg/kg。湿地土壤中Zn的含量最大值为282.96mg/kg，位于九江。最小值为34.39mg/kg，位于都昌。赣江南支、龙口港、都昌、湖口和星子湿地土壤Zn含量很低在国家一级标准范围内，其余点都在国家二级标准范围内。（3）鄱阳湖湿地土壤重金属Cu以残渣态为主，各形态含量大小顺序为：残渣态有机态铁锰氧化态碳酸盐结合态可交换态，采样点中重金属Cu各形态变异系数都比较大，最高为1.46。鄱阳湖湿地土壤重金属Zn以残渣态为主，各形态含量大小顺序为：残渣态〉铁锰氧化态有机态可交换态碳酸盐结合态。采样点中重金属Zn形态变异系数在0.55-0.68之间，相对于Cu元素变异系数较小。（4）鄱阳湖湿地土壤综合污染指数平均值为0.78，根据污染评价标准为警戒限。其中蔡家湾污染指数最高达到2.81，九江的土壤指数也达到了1.97，土壤中重金属Cu、Zn含量明显超标。（5）通过SPSS软件分析相关性得知：湿地土壤中Cu、Zn含量之间呈显著正相关，湿地土壤中重金属元素Cu、Zn含量与土壤有机质含量表现出显著正相关，与其他理化性质无明显相关性。采样点土壤中重金属Zn的碳酸盐态与土壤PH呈极显著负相关性，相关系数为-0.693。采样点土壤中重金属Zn、Cu残渣态与土壤有机质层极显著正相关性，相关系数分别为0.677、0.746。（6）九江、蔡家湾和饶河土壤对重金属Cu、Zn吸附动力学实验表明：三处土壤对重金属Cu、Zn吸附在20min左右达到饱和。三点土壤对重金属Cu等温吸附都可用Langmuir方程和Freundlich方程来描述，从相关系数来看，以Langmuir方程拟合为佳，相关系数均大于0.9，达显著水平。三点土壤对重金属Zn等温吸附都可以用Langmuir方程和Freundlich方程来描述。（7）在初始液重金属浓度相同情况下，当pH由5.5增至6.5时，土壤对铜和锌的吸附随着pH上升而增加。温度的改变对土壤吸附Cu和Zn的特征不规律。（8）在Cu、Zn共存条件下，土壤对重金属离子吸附量都小于单一重金属离子条件下吸附量，两种重金属离子之间存在共存竞争吸附，其中Cu的吸附能力大于Zn。...
【全文】随着人口增长、工业化和城市化进程加快，鄱阳湖湖区环境污染日益严重，特别是湿地土壤重金属污染。因此对土壤重金属研究已成为热点，然而同种金属由于它们在土壤中存在的形态不同，其迁移转化特点和污染性质也不同，重金属的生物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定。本文以鄱阳湖流域湿地土壤为研究对象，测定了其Cu、Zn总量，并利用Tessier提取法测定了其各形态的含量，探讨了其分布特征，并利用综合污染评价法对鄱阳湖湿地土壤重金属污染现状进行了评价。为了了解重金属各形态在土壤中的迁移、转化规律，通过相关性分析，探讨了重金属总量及各形态与土壤理化性质之间的关系。通过吸附动力学实验，反映了湿地土壤吸附重金属速率。通过等温吸附实验，研究了湿地土壤对重金属Cu、Zn吸附特征。通过等温解吸实验，分析解吸量与吸附量之间的关系。通过改变溶液pH及温度，研究了环境因素对湿地土壤吸附重金属特征的影响。通过Cu、Zn共存吸附实验，分析了湿地土壤对两种重金属离子的吸附能力的强弱。主要研究结论如下：（1）鄱阳湖湿地土壤样品含水率分布不均匀。最大值为24.77%，位于星子。最小值为6.02%，位于九江。九江土壤有机质含量非常高达到0.54mg/g，其他土壤样品有机质含量在0.02-0.06mg/g之间。鄱阳湖湿地土壤pH最大值为湖口土壤样品8.45，最小值为赣江北支土壤样品4.94，其平均值为6.28。（2）鄱阳湖湿地土壤中Cu、Zn含量分布差异较大，Cu最高值342.54mg/kg，位于蔡家湾。最低值为6.83mg/kg，位于都昌。赣江南支、信江、龙口港、都昌、湖口和吴城湿地土壤Cu含量很低在国家一级标准范围内，其余点都在国家二级标准范围内。蔡家湾土壤Cu含量为最高342.54mg/kg。湿地土壤中Zn的含量最大值为282.96mg/kg，位于九江。最小值为34.39mg/kg，位于都昌。赣江南支、龙口港、都昌、湖口和星子湿地土壤Zn含量很低在国家一级标准范围内，其余点都在国家二级标准范围内。（3）鄱阳湖湿地土壤重金属Cu以残渣态为主，各形态含量大小顺序为：残渣态有机态铁锰氧化态碳酸盐结合态可交换态，采样点中重金属Cu各形态变异系数都比较大，最高为1.46。鄱阳湖湿地土壤重金属Zn以残渣态为主，各形态含量大小顺序为：残渣态〉铁锰氧化态有机态可交换态碳酸盐结合态。采样点中重金属Zn形态变异系数在0.55-0.68之间，相对于Cu元素变异系数较小。（4）鄱阳湖湿地土壤综合污染指数平均值为0.78，根据污染评价标准为警戒限。其中蔡家湾污染指数最高达到2.81，九江的土壤指数也达到了1.97，土壤中重金属Cu、Zn含量明显超标。（5）通过SPSS软件分析相关性得知：湿地土壤中Cu、Zn含量之间呈显著正相关，湿地土壤中重金属元素Cu、Zn含量与土壤有机质含量表现出显著正相关，与其他理化性质无明显相关性。采样点土壤中重金属Zn的碳酸盐态与土壤PH呈极显著负相关性，相关系数为-0.693。采样点土壤中重金属Zn、Cu残渣态与土壤有机质层极显著正相关性，相关系数分别为0.677、0.746。（6）九江、蔡家湾和饶河土壤对重金属Cu、Zn吸附动力学实验表明：三处土壤对重金属Cu、Zn吸附在20min左右达到饱和。三点土壤对重金属Cu等温吸附都可用Langmuir方程和Freundlich方程来描述，从相关系数来看，以Langmuir方程拟合为佳，相关系数均大于0.9，达显著水平。三点土壤对重金属Zn等温吸附都可以用Langmuir方程和Freundlich方程来描述。（7）在初始液重金属浓度相同情况下，当pH由5.5增至6.5时，土壤对铜和锌的吸附随着pH上升而增加。温度的改变对土壤吸附Cu和Zn的特征不规律。（8）在Cu、Zn共存条件下，土壤对重金属离子吸附量都小于单一重金属离子条件下吸附量，两种重金属离子之间存在共存竞争吸附，其中Cu的吸附能力大于Zn。