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基于DGT和化学提取法研究浙西北地质高背景区土壤镉生物有效性 被引量：7
1
作者 吴超 孙彬彬 +4 位作者 成晓梦 刘冬 乔宇 贺灵 曾道明 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期823-838,共16页
地质高背景区相较于人类活动引起的土壤镉污染影响范围更广,在区域尺度上对生态系统和人类健康构成危害。土壤镉生物有效性是决定其生物可利用性、生物毒性的关键因素,因此探寻可行的土壤镉生物有效性评价方法对污染农用地安全利用和风... 地质高背景区相较于人类活动引起的土壤镉污染影响范围更广,在区域尺度上对生态系统和人类健康构成危害。土壤镉生物有效性是决定其生物可利用性、生物毒性的关键因素,因此探寻可行的土壤镉生物有效性评价方法对污染农用地安全利用和风险管控具有重要的理论和实际意义。DGT技术、单一提取法、连续提取法和土壤溶液法常用于测定土壤有效镉,但已有研究成果主要基于同种土地利用类型土壤的室内盆栽实验,难以代表自然污染土壤中的复杂情况。为探明各土壤重金属有效态提取技术对地质高背景区不同土地利用类型土壤Cd生物有效性评估效果,本文以浙江西北部土壤Cd高地质背景区水田土壤-水稻籽实和旱地土壤-小白菜样品为研究对象,实验应用DGT技术、单一提取法(0.01mol/L氯化钙提取)、连续提取法(七步连续提取)和土壤溶液法评价土壤中镉生物有效性。结果显示:①研究区水田和旱地土壤Cd平均含量分别为1.07mg/kg和0.73mg/kg,显著高于浙江和全国土壤平均水平,Cd的异常富集主要与浙西北地区广泛分布的黑色岩系有关。②相较于碳酸盐岩区,黑色岩系区土壤中Cd的生物有效组分占比较高,水田和旱地土壤Cd的活动系数(MF)高达59.9%和51.8%,Cd易在土壤-作物系统中发生迁移富集;③植物体内镉含量Cd-P与不同方法测定的有效镉含量均呈显著正相关,但Cd-P与DGT技术测定的有效镉含量相关性优于其他三种方法,水田土壤测得的有效Cd与水稻籽实相关关系:C_(soln)>C_(DGT)>C_(Cacl_(2))>C_(F_(1)+F_(2)+F_(3)),旱地土壤测得的有效Cd与小白菜相关关系:CDGT>C_(Cacl_(2))>C_(F_(1)+F_(2)+F_(3))>C_(soln)。综合比较不同土壤有效Cd测定方法的优缺点,DGT技术可以模拟植物体对Cd的动态吸收过程,更能准确地反映土壤Cd生物有效性,预测作物Cd含量水平,这与已有研究成果一致。此外,本文研究成果表明DGT技术评价土壤Cd生物有效性,不仅适用于人为污染区,也可应用于地质高背景区。 展开更多
关键词 地质高背景 黑色岩系 梯度扩散薄膜技术(dgt) 化学提取法 镉 生物有效性
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土壤重金属植物有效性的化学评价法综述 被引量：1
2
作者 陈伟 魏志莹 +7 位作者 杨秀雯 易佳佩 秦超杰 景一鸣 郭军 张家泉 罗泽娇 祁士华 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2615-2626,共12页
随着城市化、工业化发展的脚步加快,土壤重金属污染成为国内外普遍关注的环境问题。土壤中的重金属可能被植物或者农作物吸收,并经由食物链对人体造成健康风险。目前,土壤中重金属含量的测定及污染程度的评估以土壤重金属总量为主,但土... 随着城市化、工业化发展的脚步加快,土壤重金属污染成为国内外普遍关注的环境问题。土壤中的重金属可能被植物或者农作物吸收,并经由食物链对人体造成健康风险。目前,土壤中重金属含量的测定及污染程度的评估以土壤重金属总量为主,但土壤重金属总量既无法反映重金属的地球化学过程,也无法准确评估土壤中重金属的污染程度,导致土壤中重金属对生物以及环境造成的危害程度难以被精准地评价。而土壤重金属的植物有效性可表征土壤中重金属的赋存状态以及植物吸收过程,能更精准地评估其对人体及环境造成的危害程度。本文介绍了生物有效性及植物有效性概念的发展历程,系统总结和对比了常用于土壤重金属植物有效性评价的化学方法[包括化学提取法(单独提取法和连续提取法)、自由离子活度法、同位素稀释法和梯度扩散薄膜(DGT)技术]的原理及其在土壤重金属植物有效性的测定工作中的应用,以期进一步推动国内外有关土壤中重金属植物有效性的研究以及土壤中重金属污染防治工作。 展开更多
关键词 土壤重金属 植物有效性 化学评价法 化学提取法 自由离子活度法 稳定同位素稀释法 梯度扩散薄膜(dgt)技术
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嘉兴市北部湖荡区沉积物磷释放通量估算及影响因素研究 被引量：10
3
作者 马迎群 迟明慧 +4 位作者 温泉 曹伟 秦延文 刘志超 杨晨晨 《环境工程技术学报》 CAS 2020年第2期212-219,共8页
为了解沉积物磷释放对水体磷污染的影响,以嘉兴市北部湖荡区为研究对象,结合薄膜扩散梯度技术(DGT)对湖荡区(汾湖、莲泗荡、北官荡)沉积物磷释放通量进行研究,分析磷释放影响因素,并对沉积物磷释放对上覆水体的影响进行了评估。结果表明... 为了解沉积物磷释放对水体磷污染的影响,以嘉兴市北部湖荡区为研究对象,结合薄膜扩散梯度技术(DGT)对湖荡区(汾湖、莲泗荡、北官荡)沉积物磷释放通量进行研究,分析磷释放影响因素,并对沉积物磷释放对上覆水体的影响进行了评估。结果表明:汾湖、莲泗荡和北官荡采样点沉积物-上覆水界面DGT-P(溶解性有效态磷)浓度总体表现为莲泗荡(0.735 mg/L)>北官荡(0.154 mg/L)>汾湖(0.077 mg/L)。垂向分布上,3个湖荡采样点表层沉积物中DGT-P浓度均高于上覆水,但在沉积物-上覆水界面±10 mm范围内表现各不相同,其中汾湖采样点沉积物-上覆水界面DGT-P没有明显的浓度梯度,说明沉积物向上覆水释放磷能力较弱,而莲泗荡采样点呈现明显的浓度梯度,沉积物有较强的释放磷能力,北官荡采样点介于二者之间。各湖荡采样点沉积物-上覆水界面磷释放通量对上覆水体的影响有限,其中莲泗荡采样点磷释放通量最高,为0.490 mg/(m2·d),对上覆水体的贡献率也最大(1.93%),表现为磷“源”;其次为北官荡采样点,其磷释放通量为0.047 mg/(m2·d),对上覆水体的贡献率为0.24%;汾湖采样点磷释放通量接近0,表现为磷“汇”。相关性分析结果表明,铁氧化物还原溶解对沉积物-上覆水界面磷的迁移转化过程具有重要影响,同时有机质矿化过程对沉积物磷释放的影响也不容忽视。 展开更多
关键词 磷 铁 薄膜扩散梯度 释放通量 沉积物
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薄膜扩散梯度技术测量砷的影响因素及其应用 被引量：4
4
作者 孙琴 徐律 +2 位作者 丁士明 陈静 章丽萍 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1482-1490,共9页
研究了水体中常见无机阴离子和腐植酸对以氧化锆为固定膜的新型薄膜扩散梯度技术(Zr-oxide DGT)测量砷(As)的影响及其在自然地表水体中的应用.结果表明,短期(16h)暴露,SO_4^(2-)无影响,而HCO_3^-、Cl^-、SiO_3^(2-)和腐植酸有一定的影响... 研究了水体中常见无机阴离子和腐植酸对以氧化锆为固定膜的新型薄膜扩散梯度技术(Zr-oxide DGT)测量砷(As)的影响及其在自然地表水体中的应用.结果表明,短期(16h)暴露,SO_4^(2-)无影响,而HCO_3^-、Cl^-、SiO_3^(2-)和腐植酸有一定的影响,其忍耐的最高浓度值分别为360mg/L、45g/L、100mg/L和36mg/L.1~4d暴露期间,37~148mg/L的HCO_3^-、1.44~2.88g/L的SO_4^(2-)、12~24g/L的Cl^-、8~24mg/L的SiO_3^(2-)和3~9mg/L的腐植酸均无影响,而高浓度的HCO_3^-(370mg/L)、SO_4^(2-)(8.64g/L)、Cl^-(72g/L)和腐植酸(27mg/L)3~4d以及SiO_3^(2-)(72mg/L)2~4d的存在明显降低该技术对As的吸收富集,并对As(Ⅲ)的作用更大.将Zr-oxide DGT技术应用于南京市地表水体,并与传统的主动监测方法进行比较,发现利用Zr-oxide DGT技术测得的溶解态As浓度与传统的主动采样技术测定浓度一致. 展开更多
关键词 薄膜扩散梯度技术(dgt) 氧化锆(Zr-oxide) 砷(As) 无机阴离子 腐植酸 水体
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薄膜梯度扩散技术在重金属植物有效性研究中的应用 被引量：2
5
作者 郭连文 陈宏 +3 位作者 姜玉花 张洋洋 薄乐 励建荣 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期365-369,共5页
水和土壤重金属污染严重影响了环境质量,并引发了诸多食品安全问题。植物是与水和土壤相互作用最为密切的生物,重金属的植物有效性评价一直是生态环境和食品安全早期预警研究的热点。薄膜梯度扩散(DGT)技术可通过模拟植物对重金属的吸... 水和土壤重金属污染严重影响了环境质量,并引发了诸多食品安全问题。植物是与水和土壤相互作用最为密切的生物,重金属的植物有效性评价一直是生态环境和食品安全早期预警研究的热点。薄膜梯度扩散(DGT)技术可通过模拟植物对重金属的吸收过程预测重金属的植物有效性。本文阐述了DGT技术用于重金属形态分析的基本原理。重点综述了应用DGT技术预测重金属植物有效性研究进展,展望了用DGT技术预测重金属植物有效性的研究前景。 展开更多
关键词 薄膜梯度扩散技术 重金属 植物有效性
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厦门同安湾红树林及临近光滩沉积物孔隙水中溶解活性磷和亚铁分布特征的对比分析 被引量：3
6
作者 蔡宇 郭占荣 +4 位作者 潘峰 刘花台 王博 李志伟 庄振杰 《海洋科学》 CAS 北大核心 2019年第7期32-40,共9页
为了解红树林与光滩磷、铁地球化学行为的差异,借助薄膜扩散梯度技术(ZrO-Chelex DGT),对厦门同安湾红树林及临近光滩孔隙水中溶解活性磷(DRP)、Fe2+浓度进行了原位测量,并采集了相应沉积物柱状样进行测定分析。结果表明:(1)Fe2+与DRP... 为了解红树林与光滩磷、铁地球化学行为的差异,借助薄膜扩散梯度技术(ZrO-Chelex DGT),对厦门同安湾红树林及临近光滩孔隙水中溶解活性磷(DRP)、Fe2+浓度进行了原位测量,并采集了相应沉积物柱状样进行测定分析。结果表明:(1)Fe2+与DRP呈现较好的线性正相关,说明磷的吸附/解吸与铁氧化还原循环有关;(2)在不同深度,光滩孔隙水中DRP浓度均高于对应深度红树林。在浅层,由于溪水的补给造成光滩的磷富集;在深层,红树植物根部吸收导致磷浓度下降,光滩有机质含量较多,矿化释放DRP使其浓度较高;(3)孔隙水中的Fe2+浓度分布表明,红树林区域随着深度的增加,逐渐由好氧环境进入厌氧环境;而光滩沉积物氧化还原环境可能受到红树林的影响,孔隙水Fe2+在垂向上波动分布。 展开更多
关键词 磷、铁分布特征 dgt取样技术 泥质潮滩 红树林 孔隙水
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新型薄膜扩散梯度技术定量采集高盐度水体中的铵离子 被引量：1
7
作者 冯钟敏 杨澜 孙挺 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3082-3090,共9页
设计了一种基于铁氰化钴钠的新型薄膜扩散梯度(DGT)被动采样装置,将其应用于高盐度水体中铵离子的定量采集.采用双滴加法制备铁氰化钴钠,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和氮气吸附-脱附测试对其表面形貌、晶体结构和孔结... 设计了一种基于铁氰化钴钠的新型薄膜扩散梯度(DGT)被动采样装置,将其应用于高盐度水体中铵离子的定量采集.采用双滴加法制备铁氰化钴钠,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和氮气吸附-脱附测试对其表面形貌、晶体结构和孔结构特征进行表征.研究了铁氰化钴钠对铵离子的吸附速率和吸附容量.建立了以琼脂糖凝胶为扩散相、铁氰化钴钠为结合相的DGT被动采样装置.研究了采集时间、水体pH值和共存阳离子对基于铁氰化钴钠的DGT技术采集铵离子的影响.实验结果表明,铁氰化钴钠吸附铵离子在60 min时基本达到了吸附平衡;当铵离子初始浓度为300 mg/L时其吸附容量为90 mg/g.DGT装置结合铵离子的质量随着布置时间的增加呈现线性增长(0~24 h,r^(2)=0.994).当pH=4~8,Na^(+)浓度为0~10000 mg/L,K^(+)浓度为0~25000 mg/L,Mg^(2+)浓度为0~20000 mg/L,Ca^(2+)浓度为0~25000 mg/L时,DGT装置累积的铵离子质量没有明显的变化.实验结果表明,使用基于铁氰化钴钠的DGT装置可以准确有效地采集高盐度水体中的铵离子. 展开更多
关键词 薄膜扩散梯度(dgt) 铵离子 高盐度 共存离子
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水稻根茬还田对土壤及稻米中镉累积的影响 被引量：4
8
作者 石含之 江棋 +10 位作者 刘帆 文典 黄永东 邓腾灏博 王旭 徐爱平 李富荣 吴志超 李梅霞 彭锦芬 杜瑞英 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期363-369,共7页
当前中国红壤地区镉污染严重。水稻根茬还田一方面可以提高土壤肥力,另一方面会对土壤及作物中Cd产生影响。然而不同剂量根茬还田对土壤镉有效性及水稻镉吸收的影响尚不清楚。选取中国南方地区典型地带性土壤(红壤),通过水稻盆栽试验,... 当前中国红壤地区镉污染严重。水稻根茬还田一方面可以提高土壤肥力,另一方面会对土壤及作物中Cd产生影响。然而不同剂量根茬还田对土壤镉有效性及水稻镉吸收的影响尚不清楚。选取中国南方地区典型地带性土壤(红壤),通过水稻盆栽试验,对比了CaCl_(2)提取法和薄膜梯度扩散技术(DGT法)两种土壤有效态Cd的测定方法,研究了不同剂量水稻根茬还田(质量分数分别为0.24%、0.48%、0.72%)下土壤及水稻中镉质量分数的变化及其影响因素。水稻根茬还田后,0.48%、0.72%处理中土壤有效态Cd质量分数较对照显著增加,增幅为8.2%—88.2%;3种剂量根茬还田,稻根Cd含量显著增加2.0—4.0倍;稻米中Cd含量随着根茬还田量的增加而呈现先降低后增加的趋势,根茬还田量为0.24%时,稻米Cd含量较对照降低30.6%,根茬还田量为0.72%时,稻米含量Cd显著增加54.2%(P<0.05)。根茬还田量高于0.48%会加剧稻米Cd污染风险。相关性分析显示,DGT和CaCl_(2)提取法测定的土壤有效态Cd含量呈极显著正相关(r=0.904,P<0.01),且两种方法测定的土壤有效态Cd与稻米Cd均呈极显著正相关,表明DGT法能较好地预测Cd的生物有效性。土壤有机碳与稻米Cd呈显著负相关,稻米Cd均与土壤有效态Fe呈显著负相关,说明有机碳对Cd的吸附作用大于其还原溶解作用。该研究揭示了水稻根茬还田对土壤及稻米中Cd的影响因素,确定了根茬还田量的临界值,对实际生产中根茬还田处理具有指导意义。 展开更多
关键词 镉 水稻 累积 根茬还田 薄膜梯度扩散技术(dgt)
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