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重金屬的土水分配行為研究——根際土壤溶液采樣器的應(yīng)用

日期：2025-06-25 18:36
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摘要：重金屬的土水分配行為研究——根際土壤溶液采樣器的應(yīng)用
采集土壤樣品 1 kg。

 
 
①基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（40772155）、咸寧學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目（BK0704）和生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（BGEG0809） 資助。
作者簡(jiǎn)介：郝漢舟（1970－），男，湖北英山人，博士，主要從事生態(tài)修復(fù)的教學(xué)與科研工作。E-mail: haohz110@163.com

 

在開挖的土壤剖面上采用負(fù)壓式土壤溶液采樣器采 集土壤溶液。在剖面深度 20、40、60、80、130、 160 cm 處埋置陶瓷頭。土壤溶液采集有以下步驟：
①清洗。第一次使用的新儀器，在安裝前用稀酸洗 干凈并用蒸餾水浸泡陶瓷頭 24 h 以上。②埋置。用 直徑略大于陶瓷頭的土鉆在預(yù)定的剖面深度處打 
孔，打孔時(shí)略向下傾斜，將土鉆中的土壤取出，過
篩去掉粗砂和石礫，加水?dāng)嚭统?/span>泥漿倒回孔中，把 陶瓷頭放入孔中央，使泥漿沒過陶瓷頭，加土壓實(shí) 密封防止大氣進(jìn)入。③連接。把陶瓷頭通氣支管用 金屬桿堵塞，確保密閉。④潤(rùn)洗。按壓真空泵抽氣， 使瓶?jī)?nèi)氣壓為 -0.7 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。初抽取的溶液 并不取樣，只用于潤(rùn)洗陶瓷頭、導(dǎo)管和采樣瓶。⑤ 采樣。在負(fù)壓達(dá)到要求時(shí)，經(jīng)過潤(rùn)洗后即可進(jìn)行采 樣。
土壤及土壤溶液中 Cu 和 Zn 用 IRIS Intrepid 全譜 儀測(cè)定（檢測(cè)方法依據(jù) DZ/T0064-93），Cd 用 M6 石 墨爐原子吸 收分光光度 計(jì)測(cè)定（檢 測(cè)方法依據(jù) GB5750-85 ）。土壤溶 液 pH 用美 國(guó)哈希 HACH sensION4 便攜式 pH 計(jì)測(cè)定。土壤有機(jī) C 用用重鉻酸 鉀氧化-外加熱法測(cè)定。
 
2分析與討論
 
2.1土壤溶液重金屬濃度
不同深度土壤溶液中的重金屬濃度見表 1，大值 和小值相差 2 個(gè)數(shù)量級(jí)。其中，在 20  cm 深度上，
溶液中的 Cu 濃度范圍為 0.001 ~ 0.404 mg/L，平均值 為 0.018 mg/L；Cd 濃度范圍為 0.01 ~ 0.08 μg/L，平均
值為 0.06 μg/L；Zn 濃度范圍為 0.034 ~ 0.343 mg/L，平
均值為 0.095 mg/L。

 
 
表 1   不同深度土壤溶液中 Cu、Cd、Zn 濃度描述統(tǒng)計(jì)（n = 24）（mg/L）
Table 1   Cu, Cd and Zn concentrations in soil solution at different depths
 
深度
 
 
平均值
 
0.018
 
0.026
 
0.021
 
0.023
 
0.022
 
0.008
Cu (mg/L)
小值大值
 
0.0010.404
 
0.0010.126
 
0.0010.059
 
0.0050.064
 
0.0020.051
 
0.0010.019
 
 
CV 0.004
0.009
 
0.005
 
0.005
 
0.004
 
0.002
 
 
 
平均值
 
0.06
 
0.10
 
0.10
 
0.12
 
0.08
 
0.06
Cd (μg/L)
小值大值
 
0.010.08
 
1.6 0.20
 
1.7 0.14
 
0.060.14
 
0.050.09
 
0.040.08
 
 
CV 0.002
0.003
 
0.001
 
0.004
 
0.002
 
0.003
 
 
 
平均值
 
0.095
 
0.080
 
0.092
 
0.100
 
0.076
 
0.059
Zn (mg/L)
小值大值
 
0.0340.343
 
0.0040.260
 
0.0070.211
 
0.0310.260
 
0.0080.189
 
0.0180.110
 
 
CV 0.024
0.019
 
0.017
 
0.018
 
0.016
 
0.008
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
60
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
80
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
130
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
160
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

在對(duì)溶液中重金屬進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后作為因變量， 用土壤溶液中理化性質(zhì)作為自變量，進(jìn)行多元線性回 歸。自變量進(jìn)入方程選擇逐步回歸方法（stepwise），
是土壤溶液pH、土壤中重金屬濃度（Mtotal ）、土壤有 機(jī)碳（Corg ）的函數(shù)：
 
()()

有log(Corg )、pH、log(Zntotal) 進(jìn)入方程。
log   M solution
=a  +
b  ´ pH  + c  ´
log  M total

從表 2 可知，對(duì)于土壤溶液中Cu來講，只有土壤
+d ´
log (Corg  )
（2）

溶液中有機(jī)C（Corg ）進(jìn)入了方程，其他土壤理化性質(zhì) 沒有作為自變量進(jìn)入方程。對(duì)于土壤溶液中Cd來講， 只有土壤溶液pH進(jìn)入了方程。對(duì)于土壤溶液中的Zn， 土壤溶液pH和土壤中的Zn濃度都作為自變量進(jìn)入方 程。已有資料報(bào)道[10]，土壤溶液中的重金屬（Msolution ）
該模型中a、b、c、d為常數(shù)。該模型前提假設(shè)是土壤
溶液中的離子和H+ 競(jìng)爭(zhēng)土壤的吸附位。該模型對(duì)來自 與田間和認(rèn)為污染的土壤進(jìn)行回歸預(yù)測(cè)，對(duì)土壤溶液 中的Cu、Cd、Zn，方程的決定系數(shù)分別為 0.611、0.884、 0.618[10]。

 
表 2    土壤溶液中重金屬預(yù)測(cè)方程
Table 2   Prediction equations for heavy metal in soil solution
在本研究中，Cd、Zn的線性回歸方程中，pH能解
釋方差變異的 42.3% 和 64.5%。無論是土壤溶液中的 有機(jī)C還是土壤黏粒含量，作為自變量進(jìn)入方程后不能 進(jìn)一步提高決定系數(shù)R2的大小。對(duì)于Cd和Zn，pH是 重要的預(yù)測(cè)土壤溶液中重金屬的因子，土壤溶液中的 土壤有機(jī)質(zhì)沒有相同的預(yù)測(cè)效果。從回歸方程可以看 出，土壤溶液中的Cu和Cd、Zn完全不一樣，土壤溶液 中的有機(jī)質(zhì)能夠解釋方程變異的 32.2%，土壤溶液pH