| 题名 | 土壤－甘蓝体系中铊的化学形态及迁移富集研究 |
| 作者 | 贾彦龙 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2013 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 肖唐付 |
| 关键词 | 铊 化学形态 污染土壤 甘蓝 迁移富集 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 铊（Thallium, Tl）是一种高毒性的重金属污染物，其在环境中的迁移转化行为、富集机制和环境效应与其赋存化学形态密切相关。深入开展环境介质中Tl的化学形态及其迁移富集特征研究，对阐明Tl的环境地球化学行为、预防和控制Tl污染具有重要意义。本学位论文选择黔西南铊矿区Tl污染土壤和Tl富集植物甘蓝作为研究对象，建立了Tl化学形态分析方法，系统研究了土壤-甘蓝体系中Tl及其化学形态的分布和迁移富集特征，获得了以下研究成果和认识。 1. 建立了一种分离效率高、重现性好、成本低，能有效防止样品中Tl化学形态发生改变的Tl化学形态分离方法。基于该方法分离Tl化学形态Tl(I)和Tl(III)，利用超声波水浴加热辅助提取技术和电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测试技术，研究了甘蓝各组织部位中Tl以及土壤中二乙基三胺五乙酸（DTPA）可提取Tl的化学形态分布特征。甘蓝各部位中Tl主要以T... [ 更多 ] 铊（Thallium, Tl）是一种高毒性的重金属污染物，其在环境中的迁移转化行为、富集机制和环境效应与其赋存化学形态密切相关。深入开展环境介质中Tl的化学形态及其迁移富集特征研究，对阐明Tl的环境地球化学行为、预防和控制Tl污染具有重要意义。本学位论文选择黔西南铊矿区Tl污染土壤和Tl富集植物甘蓝作为研究对象，建立了Tl化学形态分析方法，系统研究了土壤-甘蓝体系中Tl及其化学形态的分布和迁移富集特征，获得了以下研究成果和认识。 1. 建立了一种分离效率高、重现性好、成本低，能有效防止样品中Tl化学形态发生改变的Tl化学形态分离方法。基于该方法分离Tl化学形态Tl(I)和Tl(III)，利用超声波水浴加热辅助提取技术和电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测试技术，研究了甘蓝各组织部位中Tl以及土壤中二乙基三胺五乙酸（DTPA）可提取Tl的化学形态分布特征。甘蓝各部位中Tl主要以Tl(I)的形态存在，根际土壤中DTPA提取Tl也主要以Tl(I)形态存在。 2. 系统研究了黔西南Tl矿区土壤-甘蓝体系中Tl的迁移富集特征。甘蓝各部位中Tl含量分布具有以下规律：老叶>新叶>茎≈根，茎是甘蓝体内Tl的转运通道，叶是甘蓝体内Tl的主要储存部位。甘蓝富集Tl由根际土壤总Tl和生物有效态Tl控制，同时受根际土壤含水率、pH值、有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）等土壤物理化学性质影响。高含水率、低pH值、低有机质含量和高阳离子交换量有利于甘蓝富集Tl。 3. 研究区根际土壤中62-95%的Tl以残渣态存在，而包括水溶态和弱酸提取态在内的生物有效态Tl含量较低，平均占总Tl的1.7%，环境不稳定态中可还原态含量最高（平均占总Tl的9%）。根际土壤中总Mn和可还原态Tl的含量显著正相关（P<0.01），有机质和可氧化态Tl的含量显著正相关（P<0.01）。冲积区根际土壤生物有效态Tl的含量高于采矿污染区和自然风化区，这同冲积区根际土壤高含水率和细颗粒分布有关。 4. 土壤钙（Ca）处理显著提高了甘蓝富集Tl的能力。随着土壤Ca处理浓度的增加，甘蓝富集Tl的量呈不断增加的变化趋势。Ca处理除了显著提高甘蓝生物量外，也显著提高了甘蓝叶中Tl的含量。Ca对Tl在甘蓝体内的迁移具有明显的活化作用，Ca处理显著提高了甘蓝叶对Tl的生物富集系数，而茎、根生物富集系数平均值要低于对照，表明Ca处理显著提高了甘蓝将Tl从根和茎迁移到叶并在叶中富集的能力。 5. 土壤Ca处理改变了土壤中Tl的连续提取相态分布，提高了水溶态和弱酸提取态Tl的含量。Ca处理后土壤溶液中Ca离子浓度增加，同Tl离子竞争土壤颗粒上的专性吸附点位，增加了土壤溶液中Tl的浓度。同种植前相比，甘蓝种植后根际土壤Tl的相态分布也发生了显著变化，水溶态、弱酸提取态和可还原态Tl占总Tl的百分比显著降低。 6. 不同价态Tl处理下，甘蓝各组织部位Tl的生物富集系数（BF）值无显著差异，但Tl(III)和Tl(I)来源化合物溶解度的不同可能导致了Tl(III)处理下甘蓝各组织部位BF值稍大于Tl(I)处理。综上所述，本研究建立了一种分离效率高、能有效防止环境样品中Tl化学形态发生改变的Tl化学形态分离方法。基于该分离方法，系统研究了土壤-甘蓝体系Tl及其化学形态分布迁移富集特征。研究成果深化了Tl的表生地球化学物质循环的认识，对揭示Tl的表生环境效应和防治Tl环境污染也具有重要意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境地球化学 |
| 公开日期 | 2016-12-19 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.gyig.ac.cn:8080/handle/352002/5856]  |
| 专题 | 地球化学研究所_研究生_研究生_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 贾彦龙. 土壤－甘蓝体系中铊的化学形态及迁移富集研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
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