腐殖酸添加对土壤中重金属释放特征的影响

doi:10.12190/j.issn.2096-1197.2023.03.02

北方农业学报 ›› 2023, Vol. 51 ›› Issue (3): 12-21.doi: 10.12190/j.issn.2096-1197.2023.03.02

腐殖酸添加对土壤中重金属释放特征的影响

陈晨¹, 红梅^1,2, 施和平^2,3, 兰天⁴, 谢世程¹, 周瑞霞³

1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特 010010;
2.内蒙古自治区土壤质量与养分资源重点实验室,内蒙古呼和浩特 010010;
3.内蒙古农业大学理学院,内蒙古呼和浩特 010010;
4.清华大学环境学院,北京 100084

收稿日期:2023-04-17 出版日期:2023-06-20 发布日期:2023-08-24
通讯作者: 红梅（1970—）,女,教授,博士,博士生导师,主要从事面源污染的研究工作。
作者简介:陈晨（1996—）,女,硕士研究生,研究方向为土壤重金属污染。
基金资助:
内蒙古自治区自然科学基金项目（2021ZD10）

Effect of the humic acid addition on the release characteristics of heavy metals in soil

CHEN Chen¹, Hongmei^1,2, SHI Hepin^2,3, LAN Tian⁴, XIE Shicheng¹, ZHOU Ruixia³

1. College of Grassland,Resource and Environment,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010010,China;
2. Inner Mongolia Autonomous Region Key Laboratory of Soil Quality and Nutrient Resources,Hohhot 010010,China;
3. College of Science,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010010,China;
4. School of Environment,Tsinghua University,Beijing 100084,China

Received:2023-04-17 Online:2023-06-20 Published:2023-08-24

摘要/Abstract

摘要： 【目的】探究内蒙古西部尾矿周边土壤重金属释放规律。【方法】采集内蒙古巴彦淖尔市某尾矿周边土壤,通过淋溶试验研究了土壤中重金属Cu、Zn、As和Pb的淋溶释放特征,设置0（CK）、1%、2%和3% 4个腐殖酸添加处理,使用土柱淋溶装置开展重金属淋出动力学试验,并利用一级动力学方程、修正的Elovich方程、双常数速率方程和抛物线扩散方程进行拟合。【结果】腐殖酸添加可使4种重金属在土壤中有机结合态含量比CK增加0.78%~86.83%。淋溶时间达72 h时,4种重金属淋溶量均大量释放,之后随着淋溶液时间的增加重金属释放量缓慢增加。4种重金属累积释放量依次为Cu>As>Zn>Pb。当土壤中腐殖酸添加量为3%时,重金属Cu和As显著（P<0.05）低于CK 16.85% 和5.41%。修正的Elovich方程能较好地模拟重金属Cu、As和Pb的释放过程,双常数速率方程可较好地模拟重金属Zn的释放过程。【结论】腐殖酸添加可改变土壤中重金属的赋存形态,降低重金属的淋出量和在迁移转化时带来污染的可能性。

关键词: 土壤, 腐殖酸, 尾矿, 重金属, 释放特征

Abstract: 【Objective】To investigate the release patterns of heavy metals in the soils around tailings in western Inner Mongolia.【Methods】The leaching release characteristics of heavy metals Cu,Zn,As and Pb in the soil around tailings in Bayannur City,Inner Mongolia were investigated by leaching experiments. Four treatments,0（CK）,1%,2% and 3% humic acid addition were set up. Heavy metal leaching kinetics experiments were carried out using column leaching apparatus,then fitted with the first order kinetic equation,modified Elovich equation,double constant rate equation and parabolic diffusion equation.【Results】Humic acid addition increased the content of the four heavy metals in the organic bound state in the soil by 0.78%-86.83% compared to CK. The leaching amount of all the four heavy metals were in large quantities when leached for 72 h. Then with the leaching time extended,and the release of heavy metals increased slowly. The cumulative release amount of the four heavy metals was in the order of：Cu>As>Zn>Pb. When 3% humic acid was added to the soil,Cu and As were significantly lower（P<0.05）than CK by 16.85% and 5.41%. The modified Elovich equation could simulate the release process of heavy metals Cu,As and Pb well. While the double constant rate equation could simulate the release process of heavy metal Zn well.【Conclusion】Humic acid addition could change the occurence form of heavy metals in the soil,reduce the leaching volume of heavy metals and lessen the risk of contamination when heavy metals were transported and transformed.

Key words: Soil, Humic acid, Tailings, Heavy metals, Release characteristics

中图分类号:

陈晨, 红梅, 施和平, 兰天, 谢世程, 周瑞霞. 腐殖酸添加对土壤中重金属释放特征的影响[J]. 北方农业学报, 2023, 51(3): 12-21.

CHEN Chen, Hongmei, SHI Hepin, LAN Tian, XIE Shicheng, ZHOU Ruixia. Effect of the humic acid addition on the release characteristics of heavy metals in soil[J]. Journal of Northern Agriculture, 2023, 51(3): 12-21.

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