几种典型农田土壤砷含量及其分配转化的影响因素
文献类型：学位论文
| 作者 | 李峰 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-12-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 贺纪正 |
| 关键词 | 砷 农田土壤 作物 分配 形态 风险评估 Arsenic agricultural soil crop partition speciation risk assessment |
| 其他题名 | Factors Influencing Arsenic Concentration, Partition and Transformation in Selected Agricultural Soils of China |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 近年来，砷对水体、土壤及作物的污染越来越普遍，并且对世界上许多地区人 类的健康造成了损害，因而引起人们的广泛关注。但是，目前许多的研究工作都集 中于工矿业生产所导致的农田和水体砷污染调查、热点地区砷的地球化学循环及其 分子机理、砷对作物的影响及其在谷物中的积累，而对于常规的农业集约经营管理 措施可能带来的面源性农田砷污染风险和砷在农田土壤中的分配转化过程及相应的 环境风险缺乏足够的了解。 本研究选取了五个长期野外试验站的典型土壤，即江苏常熟站，湖南桃源站， 黑龙江海伦站，河南封丘站和湖南祁阳站，采用野外调查与室内模拟培养相结合的 方法，研究了我国不同类型农田土壤砷含量及其分配转化的若干影响因素以及相应 的环境风险，得到了以下创新性研究结果： 1. 我国农田土壤砷及作物砷 自然条件下，地理因素，如母质，是我国农田土壤砷的主要决定因素。在此基 础上，人类活动能够一定程度地影响土壤砷：长期施用有机肥与化学磷肥导致了湖 南桃源站表层土壤砷水平的降低，而长期施肥对其它站表层与亚表层土壤砷的影响 较小。 在高砷水平的红壤旱地土壤中（44.09-58.78 mg kg-1），小麦可能会通过食物链对 人类健康产生较大威胁，而玉米则是较为适宜种植的低风险作物。 2. 微生物参与的稻田土壤砷的分配 在红壤性水稻土中（桃源站），砷主要以残渣态形式存在（F5，46.22-96.37%）， 其次是铁锰氧化物结合态（F3，3.14-28.18%），其它四种结合态（F0，F1，F2 和F4） 的比例均较小且低于10%。 土壤微生物的活动导致稻田土壤砷从相对不活泼的残渣态（F5）向相对活泼的其它结合态（F0，F1，F2 和F3）转化并增加其环境风险。在微生物的作用下，随着 有机肥以及化学氮磷钾（NPK）肥的施用，砷倾向于更多地分布在相对较为活泼的 结合态（F0，F1，F2，F3 和 F4）。铁锰氧化物在减少砷从土壤矿物晶格向土壤溶液 的释放中起到重要作用，从而降低了环境风险。 3. 微生物参与的稻田与旱地土壤砷的形态转化 稻田与旱地土壤中水溶态砷的形态与土壤水分状况以及添加砷的形态息息相 关。在有微生物存活的条件下，稻田土壤中（桃源站）水溶态砷主要以亚砷酸盐 （As(III)）为主，其次是砷酸盐（As(V)），而旱地土壤中（祁阳站，封丘站）则是以 As(V)为主，其次是As(III)。在所有土壤中，砷都是以无机砷为主，有机砷含量较少， 稻田土壤中的有机砷含量高于旱地土壤。 在稻田土壤中，微生物的活动导致了砷从土壤吸附物质的释放以及水溶态砷从 As(V)向As(III)，二甲基砷酸（DMA）和甲基砷酸（MMA）的转化，从而增加了砷 淋溶流失的风险以及通过皮肤接触对人类健康产生危害的风险。在旱地土壤中，微 生物的活动导致了水溶态砷从As(III)向As(V)的转化以及有机砷的部分消失。 有机肥的施用导致了稻田及旱地土壤中水溶态As(V)，部分土壤As(III)，DMA， MMA 浓度的升高。在高砷条件（50 和100 mg kg-1）下，有机肥的施用还导致了土 壤水溶态总砷的升高，这在祁阳站红壤旱土中最为显著。因而，限制或减少有机肥 的施用是减轻高砷土壤中砷的环境风险的重要措施之一。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-28 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/238]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_土壤环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李峰. 几种典型农田土壤砷含量及其分配转化的影响因素[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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