鎘和石油污染條件下土壤腐殖質(zhì)的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征研究.pdf

1、本研究主要對Cd和石油污染條件下土壤腐殖質(zhì)的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征進行了研究，主要分成兩部分，第一部分是通過室內(nèi)培養(yǎng)實驗，研究了Cd影響下，玉米秸稈在土壤中的分解與轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明：添加Cd后，有機物料的分解與轉(zhuǎn)化和Cd的用量有關(guān)。實驗研究結(jié)果如下： (1)在表土中，添加Cd后抑制了土壤有機碳的分解，并且促進了水溶物(WSS)和胡敏素(HM)的生成。當(dāng)添加了較低濃度(50mg/kg)的Cd后促進了胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的生成，

2、但是當(dāng)Cd濃度增加時，促進作用逐漸減弱。然而，添加較低濃度(50mg/kg)的Cd后更有利于富里酸(FA)的生成，但是隨Cd濃度的增加則更有利于胡敏酸(HA)的生成。 在底土中，添加較低濃度(50mg/kg)的Cd抑制了土壤有機碳的分解，促進了胡敏酸(HA)、富里酸(FA)以及胡敏素(HM)的生成。但是隨Cd濃度的增加，則促進了土壤有機碳的分解，抑制了胡敏酸(HA)、富里酸(FA)以及胡敏素(HM)的生成。并且當(dāng)?shù)淄林刑砑覥d后

3、更有利于富里酸(FA)的形成，相反則抑制了HA的形成。但對于水溶物(WSS)來說，添加Cd后則促進其生成。 (2)在三表土中，添加較低濃度(50mg/kg)的Cd可使水溶物(WSS)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的分子結(jié)構(gòu)變得簡單，但是隨Cd濃度的增加分子結(jié)構(gòu)逐漸變的復(fù)雜化。并且較低濃度(50mg/kg)的Cd可使胡敏酸(HA)和富里酸(FA)中脂族碳含量增加，而隨Cd濃度的增加則使脂族碳含量逐漸降低而芳香碳含量逐漸增加。

4、 在底土中，添加Cd后可使水溶物(WSS)和富里酸(FA)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且隨Cd濃度的增加則使分子結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。而且添加Cd后也使富里酸(FA)中的脂族碳含量逐漸降低，芳香碳含量則逐漸增加。然而，當(dāng)添加Cd后可使胡敏酸(HA)的結(jié)構(gòu)隨Cd濃度的增加而逐漸變得簡單化，并且使胡敏酸(HA)中的脂族碳含量隨濃度的增加而增加，而芳香碳含量則逐漸減少。 而本研究的第二部分是對長期受石油污染的土壤腐殖質(zhì)組成以及胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的研究。

5、采油井口附近土壤受石油污染程度隨與井口距離減少而加劇。為此，選擇1口開采約20a的廢棄油井，在距離井口0.5、1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5和10.5m處進行多點采樣，應(yīng)用腐殖質(zhì)組成修改法和Simon-Kumada法，分別研究了上述長期不同程度石油污染土壤的全土及不同結(jié)合形態(tài)腐殖質(zhì)組成。主要研究結(jié)構(gòu)如下： (1)土壤石油含量隨距井口距離加大而降低，最遠(yuǎn)處(10.5m)和最近處(0.5m)分別為0.08g/

6、kg和153.3g/kg。隨石油含量增加，土壤有機碳和水溶性有機碳含量增加；全土腐殖質(zhì)中，可提取腐殖質(zhì)(HE)含量和胡敏酸(HA)含量下降而胡敏素(HM)含量增加，HA/HE的百分比(PQ)(72.0％～8.05％)下降而HM/HE的比值(31.4～76.7)增加；不同結(jié)合形態(tài)腐殖質(zhì)中，松、穩(wěn)結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)(HI、HII)的含量呈下降趨勢而緊結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)(HIII)的含量增加，HI/HII比值(0.19～0.39)呈增加趨勢，而HI/HI

7、II比值(0.032～0.003)和HII/HIII比值(0.096～0.009)下降，HI、HII的PQ(3.21％～1.42％、58.1％～35.5％)也下降，并且HI的PQ變化幅度小于HIII；水溶性有機質(zhì)(WSOM)的色調(diào)系數(shù)(△logk)下降而HA則變化不大。以上結(jié)果說明，隨石油污染程度增加，土壤HM的形成增強而HA形成減弱，對HA形成的影響主要表現(xiàn)為對穩(wěn)結(jié)合態(tài)HA形成的抑制作用，WSOM分子結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜而HA沒有明顯變化。

8、 (2)應(yīng)用元素分析、傅立葉變換紅外光譜、差熱-熱重分析和固態(tài)13C核磁共振方法，研究了長期不同程度石油污染土壤中胡敏酸的結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明：隨與油井口距離的減小，胡敏酸的C/H、O/C和(N+O)/C原子比值增加；紅外光譜分析顯示，胡敏酸的2921cm-1、2851cm-1、1454cm-1吸收峰相對強度下降；差熱-熱重分析顯示，胡敏酸的低溫和高溫放熱峰的反應(yīng)熱及熱失重增加；固態(tài)13C核磁共振分析顯示，胡敏酸的烷基C含量下降，烷