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梯度扩散薄膜技术(DGT)是一种原位被动重金属有效态采样监测技术。与异位采集化学提取方法相比,DGT能够在不扰动土壤、不改变土壤环境的情况下,连续动态测定土壤活性态重金属。DGT技术自发明以来,广泛应用于土壤重金属有效态检测、重金属运移动力学研究等方面,但并未发挥DGT原位非扰动性监测重金属有效态的特长,对重金属有效态动态变化规律的研究相对较少。因此本研究以Cd为目标污染物,将DGT技术应用于土壤重金属老化以及水稻土Cd污染调控效果评估研究中,探讨了影响Cd动态运移的机制,主要研究结果如下:(1)DGT技术可以指征有效态Cd在土壤老化进程中的变化规律,揭示Cd在不同土壤中老化进程的差异性。结果表明,30天内外源添加Cd在土壤中快速下降,60天后基本达到动态平衡。老化过程可用三参数同位素稀释方程表征。金属Cd在土壤中的老化平衡浓度主要受初始有效态浓度、阳离子交换量(CEC)、重金属全量以及土壤有机质(SOM)等因素的影响。(2)在重金属老化规律研究基础上,筛选湖南祁阳和四川绵竹的典型水稻土为研究对象,开展Cd调控效果评估研究。水稻盆栽试验结果表明:DGT可以高效跟踪监测水稻生长过程中Cd运移的动态变化过程。土壤中Cd的活性受根际效应影响较大,根系泌氧致使根际环境中氧化还原状况发生改变。根际Cd活性在水稻不同时期浓度大小为扬花期>灌浆期>分蘖期>幼苗期。土壤施用有机黏土(MP)后Cd活性在水稻生长全生育期内保持最低,动态变化率最小。牛粪(CM)和Zn-Fe双层氢氧化物(Zn-Fe-LDH)在水稻不同生长期对Cd的调控效率不同。幼苗期CM对Cd有明显的抑制作用,分蘖期后由于土壤好氧导致腐殖化系数降低,腐殖质对Cd2+的结合能力减弱。Zn-Fe-LDH可以给土壤提供Zn2+和Fe2+平衡体系来调节Cd活性。其次,扬花期后根系泌氧促使根系表面铁氧化物胶膜数量和厚度增加,阻隔稻米对Cd的吸收。(3)为了探究湖南和四川水稻土在淹水后重金属Cd活性态变化差异性的原因,采用上述两种土壤进行了淹水条件下重金属Cd动态变化特征研究。结果表明,DGT技术能够原位指证淹水条件下Cd活性变化情况,土壤淹水后有效态Cd浓度先上升后快速下降最后趋于平衡。Fe和S形态的变化是影响Cd有效态消长的关键因素。