溶解性有机质的动态变化及对铜锌吸附—解吸行为的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuguiyuan2009
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溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM),亦称水溶性有机质,主要是指能够溶解于水、酸或碱溶液中的有机质,如天然水中的有机质、土壤溶液中的有机质、土壤和有机肥中能被水、酸或碱等浸提的有机质。其操作上的定义为能通过0.45μm滤膜的有机质。由于其水溶性特点,DOM被认为是陆地生态系统和水生生态系统中一种重要的、非常活跃的化学组分,是土壤圈与相关圈层物质交换的重要形式,影响着成土过程和营养物质的输送,以及重金属的环境行为特性(如毒理性、迁移转化性和生物可降解性等)。随着DOM日益引起人们的关注以及重金属污染现状严重,使得DOM对重金属环境行为的影响研究成为土壤学、生态学和环境科学等学科的研究热点。本研究以有机物料(水稻秸秆)为DOM来源,研究了有机物料腐解过程中DOM的动态变化。同时,采用完全混合法定量地研究了各腐解阶段DOM对铜和锌在土壤中吸附解吸行为的影响,得到以下主要结论:(1)采用化学分析的方法研究了有机物料(水稻秸秆)分解过程中产生DOM的变化特征。结果表明,有机物料分解期间溶出DOM的含量与化学组成是一个动态变化的过程。在有机物料分解的初期阶段,有机物料自身溶出的水溶性物质等是DOM的主要来源,此时DOM组成以碳水化合物和有机酸为主。随着秸秆的进一步腐解,半纤维素、纤维素的分解产物成为DOM的主要来源,此时DOM组成主要是分子量大、芳香性较强的物质。秸秆分解91天后,DOC、DON、水溶性糖、溶解性酚酸都趋于稳定,但DOM各组分的含量仍处于变化中。(2)随着秸秆腐解的不断进行,提取的DOM其ΔlogK先上升后下降,而A280值、A254值和E4/E6升高,表明DOM氧化程度和芳香性增强,脂族性降低,分子结构向复杂化方向转变,分子量增大。(3)秸秆主要有机成分为纤维素、半纤维素,其他成分如木质素、苯醇溶出物及水溶性物质等的含量相对较少,苯醇溶出物和水溶性物质最易被分解,纤维素和半纤维素相对较难分解,木质素最难被分解。(4)Cu和Zn的吸附-解吸作用存在两段行为,即快速吸附阶段和慢速吸附阶段,5h内能基本达到平衡。同时,Freundilch方程能很好地描述Cu和Zn在土壤中的吸附解吸行为,Cu存在解吸迟滞现象,解吸并不完全是吸附的可逆过程,Cu和Zn二者的吸附-解吸存在不同的机制。(5)加入0d-DOM能增大吸附和解吸体系中的pH值,明显降低Cu在土壤中的迟滞系数,抑制Cu在黄筋泥(水稻土)上的吸附、促进其解吸,且与对照和其它几个阶段DOM的影响存在极显著差异(p<0.01)。加入其它腐解阶段的DOM也能增大吸附和解吸体系中的pH,在Cu浓度较低时降低迟滞系数,抑制吸附,促进解吸,高浓度时增加迟滞系数,促进吸附,抑制解吸。(6)加入0d-DOM能显著增加Zn吸附和解吸体系中的pH值,明显降低其解吸迟滞系数,抑制Zn在黄筋泥(水稻土)中的吸附、促进解吸,与其他几个阶段DOM存在极显著差异(p<0.01)。加入其他几个阶段DOM也能增加吸附-解吸体系中的pH,但明显增高了吸附-解吸的迟滞系数,促进吸附,抑制解吸。
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