灌溉方式对水稻土重金属迁移的影响研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:nishi1221
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随着经济快速发展,我国农用地重金属污染状况持续恶化。重金属元素在土壤中不能发生降解,其迁移积累不仅会影响区域生态安全,也会给人体健康带来潜在危害。因此关注研究土壤中重金属的污染状况及其迁移规律具有重要意义。本文首先分析研究区土壤中Cd、Ni、As、Zn、Cu的污染情况。然后研究淹灌灌溉方式下重金属在0-40 cm与40-80 cm土壤中迁移累积情况。在此基础上,研究去离子水淹灌、去离子水干湿交替、模拟当地降雨p H淹灌三种灌溉下重金属在0-80 cm土壤中迁移情况,并建立淋溶释放过程的动力学模型,解析其行为规律。(1)在对研究区土壤重金属污染评价中,地累积指数法评价的各采样点重金属元素污染程度均值排序为Cd>Ni>Cu>Zn>As。Cd处于中度污染,Ni处于无-中度污染,Cu、Zn、As处于无污染状态;基于三角模糊数的地累积指数评价结果表明Ni为中度污染,Cu为无-中度污染。(2)在研究去离子水淹灌对由0-40 cm以及40-80 cm深度土壤构成的土柱重金属含量影响时,发现重金属在灌溉过程中不断的向土柱深层迁移累积释放,但对不同重金属影响大小不同,土柱淋滤液中重金属变化,可分为前期变化剧烈后期相对稳定两个阶段,总的来说Cd和Ni在0-40 cm土柱淋滤液中重金属的含量高于40-80 cm,淋滤液中Cu表现与其相反,Zn含量在淋滤液中变化幅度较大。(3)在研究去离子水淹灌、去离子水干湿交替、p H=5.3淹灌三种方式下土柱中各层重金属的迁移变化过程中,随着灌溉时间的增长,土柱表层重金属不断向下层迁移累积释放,灌溉方式、灌溉时间对不同重金属的分布影响不同。Cd和Cu向深层迁移速度p H=5.3淹灌方式下大于去离子水淹灌与去离子水干湿交替。Ni含量在后期重金属迁移情况p H=5.3淹灌>去离子水淹灌>去离子水干湿交替。Zn元素p H=5.3淹灌下前期淋溶累积较慢,后期淋溶增强。(4)在去离子水淹灌、去离子水干湿交替、p H=5.3淹灌三种方式下,淋滤液中重金属浓度变化和累积释放量变化均可分为前期快速变化,后期缓慢变化两个阶段。用修正的动力学方程对重金属Cu、Ni和Zn的累计释放量随时间变化的淋溶过程进行模拟与拟合,得出一级反应动力学模型对各重金属的拟合效果较差;双常数速率方程以及抛物线扩散方程对各重金属总体拟合程度较高。
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