水溶性有机质对土壤中锑的迁移转化机理影响研究

Antimony (Sb) is a typically toxic element in environment,and its transport, transformation and bioavailability in soil systemhas attracted many scientists' attentions. Dissolved organic matter (DOM), an active component, is ubiquitous in soils and may influence the transport reactivity of Sb in soil system.Therefore, the species and valence of Sb in soils will be determined, and the adsorption/desorption behaviors of Sb on different soils will be investigated in this project, to reveal the rule of present DOM on Sb transport in soil system. In addition, the effects of some factors such as temperature, solution pH, and ionic strength on adsorption/desorption behaviors of Sb will be studied. Moreover, various techniques including in situ FTIR, HNMR,scanning electron microscopy (SEM), scanning transmission electron microscope (STEM), and three-dimension excitation emission matrix fluorescence spectroscopy (3D-EEFS) will be used to characterize the samples before and after Sb adsorption/desorption, aiming to elucidate the interface of DOM with Sb at the surface of soilson amicroscopic scale. The results of this study have a positive significance in understanding the transport and transfer of Sb in soil system and also have potentials to be used for Sb contaminated soils.

锑是一种典型的毒害性元素，锑在土壤中的生物可利用性、迁移转化以及影响因素始终是研究重点，而水溶性有机质是影响锑在土壤中迁移活性的关键因素。本项目拟以水溶性有机质对锑在土壤中环境地球化学行为影响机制为研究目标，研究锑的在土壤中赋存形态、价态以及影响因子，研究不同类型土壤对锑的吸附解吸动力学特征，同时还研究土壤中水溶性有机质浓度、温度、pH值和离子强度对锑形态、价态以及吸附/解吸过程的影响，测定出动力学参数，建立土壤中锑的迁移转化及吸附解吸动力学规律，同时借助现代表面表征手段研究不同来源的水溶性有机质对锑在土壤中的迁移转化行为的影响机制，揭示土壤中水溶性有机质影响锑迁移转化的关键因素。本项目的研究成果为锑污染区土壤的植物修复以及污染区农产品安全保障等方面，具有积极的科学指导作用。

锑是一种典型的毒害性元素，锑在土壤中的生物可利用性、迁移转化以及影响因素始终是研究重点，而水溶性有机质是影响锑在土壤中迁移活性的关键因素。本项目以水溶性有机质对锑在土壤中环境地球化学行为影响机制为研究目标，研究锑在土壤、积尘和降尘中赋存形态、价态以及影响因子，研究不同类型土壤（黑壤、水稻土、赤红壤、棕壤）对锑的吸附解吸动力学特征，同时根据土柱实验还研究土壤中水溶性有机质浓度、温度、pH值和离子强度对锑形态、价态以及吸附/解吸过程的影响，测定出动力学参数和反应动力学，初步探索了土壤中锑的迁移转化及吸附解吸动力学规律。水溶性有机物对土壤中Sb的吸附行为具有明显的抑制作用，水溶性有机质与Sb形成的配合物更容易在土壤中流动迁移，这种流动性的增加作用与土壤类型和DOM种类有关，在4种供试土壤中，无论添加稻秆DOM还是底泥DOM，都会使Sb的最大吸附容量和吸附率明显降低，其下降幅度为15.9%～92.1%。在添加同一种DOM的前提下，DOM对Sb吸附的抑制作用均为：黑壤>赤红壤>水稻土>棕壤。如果不添加DOM，则土壤对Sb的最大吸附容量主要取决于土壤固相的吸附特性，添加DOM后土壤对Sb的最大吸附容量则主要取决于液相中的DOM。由此推断，传统的看法，土壤中通过施用有机肥来固定土壤中的Sb并达到治理重金属污染土壤的思路观点值得商榷。在研究还发现铁锰复合氧化物广泛存在与水体沉积物以及土壤中，对天然水溶性有机物和重金属离子具有良好的吸附能力，参考自然环境中铁锰复合氧化物存在状态，合成了系列不同锰铁比例的铁锰复合氧化物，考察了不同分子量的水溶有机物在铁锰复合氧化物表面的吸附、氧化还原行为及影响因素，并研究了水溶性有机物存在对重金属在铁锰复合氧化物表面吸附的影响，揭示了水溶性有机物在水/铁锰复合氧化物间的界面反应过程。