硫素对氧化还原条件下水稻土氧化铁和砷形态影响
通过充N2和充O2的氧化还原反应装置,在添加外源砷污染的水稻土中,施用不同形态的无机硫(不施硫S0,单质硫S1和硫酸盐S2),模拟水稻田的氧化还原状况.结果表明,通N2时,土壤溶液氧化还原电位( Eh)在-100~-200 mV之间,溶液pH在7.0~8.0之间,pe＋pH为4~7之间；通O2时,溶液Eh在200mV左右,溶液pH在6.5~7.5之间,pe＋pH为9~12之间.无论通N2还是通O2,土壤溶出铁的浓度在1.2~1.6 mg·L-1,均有处理S0﹥S1﹥S2和AsS0﹥AsS1﹥AsS2.在通N2时,各处理HCl提取土壤氧化铁的含量比原土[(21.4±0.3) g·kg-1]低5 g·kg-1,有利于结晶态氧化铁向无定形氧化铁转化和形成Fe2＋,无定形氧化铁活化度比原土活化度46.8％有所增加,且处理AsS2(49.4％)﹤AsS1(60.0％).在通O2时,溶液中的Fe2＋和FeS被氧化成Fe3＋,Fe3＋水解变成Fe( OH)3沉淀,提高了土壤酸溶性氧化铁和结晶态氧化铁的含量,各处理氧化铁活化度为AsS1(41.2％)﹥AsS2(36.1％).通N2时,土壤溶液中砷浓度变化为AsS0[(1.13±0.04) mg·L-1]﹥AsS1[(0.89±0.01) mg·L-1]﹥AsS2[(0.77±0.04) mg·L-1]；通 O2时,土壤溶液中砷浓度变化 AsS1[(0.77±0.01) mg·L-1]﹥AsS0[(0.20±0.09) mg·L-1]﹥AsS2[(0.09±0.01) mg·L-1].通N2时,不同处理各形态砷占总砷比例变化为残渣态(34.9％~41.4％)≈专性吸附态(37.4％~39.5％)﹥晶态铁锰结合态(23.3％~25.6％)﹥非专性吸附态(2.4％~3.3％)﹥无定形铁锰结合态(0.5％~0.8％).通O2时,各处理形态砷占总砷比例变化为残渣态(30.8％~39.3％)≈专性吸附态(30.3％~34.7％)﹥晶态铁锰结合态(26.0％~28.7％)﹥无定形铁锰结合态(9.3％~10.7％)﹥非专性吸附态(0.5％~1.6％),其中,无定形铁锰氧化物结合态砷比通N2时提高了约9％,也就是无定形铁锰的老化作用对砷形态转化的影响.这表明还原条件能够使氧化铁的活化度升高,砷的移动性增强,但硫酸盐体系降低氧化铁的活化度,单质硫体系的砷移动性要大于硫酸盐体系的砷移动性.
硫素、氧化还原、水稻土、土壤氧化铁形态、土壤砷形态
X53(土壤污染及其防治)
国家自然科学基金项目41271471
2014-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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