黑麥草根際低分子量有機酸對氯磷鉛礦溶解作用的研究.pdf

1、基于含磷材料修復土壤重金屬污染，是化學鈍化修復中一種研究較多的且極具有應用前景的新型方法。經磷酸鹽處理后，土壤中各種形態(tài)的鉛如pb2+、PbCO3、PbSO4等將轉化為極穩(wěn)定的磷鉛礦(pyromorphite)，因此能減少根部和土壤環(huán)境中的鉛向植物莖、葉的遷移，降低鉛的生物有效性。利用含磷材料來固定環(huán)境中的鉛、降低其生物有效性，主要原理是將鉛轉化為地球化學穩(wěn)定性極高的磷鉛礦。由于自然界中富含氯離子，所以含磷材料與鉛作用后最終產物都以極穩(wěn)

2、定的氯磷鉛礦(chloropyromorphite)形式存在，因此，研究氯磷鉛礦的穩(wěn)定性對于評價含磷材料對鉛的固定效果顯得尤為重要。本文研究了環(huán)境中普遍存在的低分子量有機酸對氯磷鉛礦穩(wěn)定性的影響，分別考慮了溶液體系和根際環(huán)境中的有機酸。主要研究結果如下:
　　(1)溶液pH和有機酸濃度顯著影響氯磷鉛礦對磷和鉛的釋放，隨著pH的升高，蘋果酸、檸檬酸、草酸、乙酸與EDTA對氯磷鉛礦溶解的促進作用逐漸降低;除草酸外其他有機酸均能夠與鉛形

3、成溶解性的穩(wěn)定絡合物促進氯磷鉛礦的溶解，而草酸能夠與氯磷鉛礦表面的鉛強烈配位，形成草酸鉛沉淀促進氯磷鉛礦的溶解;EDTA對氯磷鉛礦的溶解作用受pH的影響顯著低于其他有機酸。隨著有機酸濃度的升高，氯磷鉛礦釋放出的鉛和磷的能力順序為EDTA＞檸檬酸＞蘋果酸＞乙酸，這與它們與鉛形成水溶性絡合物的穩(wěn)定常數(shù)大小順序一致;隨著EDTA濃度增大，溶液中鉛/磷摩爾比無限接近于1.67，而在其它有機酸存在條件下，氯磷鉛礦的溶解過程不符合化學計量比，同時草

4、酸處理氯磷鉛礦后，溶液中鉛/磷摩爾比小于1更遠低于化學計量比。X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)EDTA、蘋果酸、檸檬酸、乙酸處理氯磷鉛礦后未改變氯磷鉛礦的物相組成，而草酸能夠和氯磷鉛礦表面的鉛發(fā)生強烈配位，并形成草酸鉛沉淀。
　　(2)氯磷鉛礦能夠顯著降低黑麥草的生物量，在無磷營養(yǎng)液的處理中添加羥基磷灰石固體磷源能夠有效提高黑麥草的生物量，緩解氯磷鉛礦對植物的毒性。在所有的處理中黑麥草根際區(qū)域的pH值，都低于本體區(qū)域的pH;在無磷營養(yǎng)液的處理中

5、根際與本體區(qū)域的硝酸鈣提取態(tài)（可溶態(tài)）磷顯著低于有磷營養(yǎng)液處理;但無磷營養(yǎng)液處理中根際與本體區(qū)域的硝酸鈣提取態(tài)（可溶態(tài)）鉛顯著高于有磷營養(yǎng)液處理;澆灌有磷營養(yǎng)液或添加羥基磷灰石均可以降低可溶態(tài)鉛的含量。在無磷營養(yǎng)液處理時黑麥草根系和地上部仍然能夠吸收大量的鉛，顯示出黑麥草有較強的利用固體磷源的能力，在所有的處理中地上部鉛的含量總是低于根系中的鉛含量，表明鉛更容易在根部積累;但是在有磷營養(yǎng)液處理時地上部鉛含量的增加程度顯著高于無磷營養(yǎng)液處

6、理，表明充足的磷供應有利于鉛向地上部轉運。在澆灌正常含磷營養(yǎng)液的處理中，黑麥草根系分泌物中有機酸的種類較多，但是在無磷營養(yǎng)液的處理中，盡管檢測到了五種有機酸，但除了草酸之外其他的有機酸含量很低，表明缺磷和鉛共同脅迫導致黑麥草根系分析大量的草酸。
　　(3)氯磷鉛礦處理下，外源低分子量有機酸能夠顯著提高黑麥草地上部分和根系干物質量;其中添加草酸和檸檬酸對生物量的提高效果優(yōu)于乙酸和蘋果酸;盡管EDTA也能夠促進氯磷鉛礦溶解而供給磷素，

7、提高黑麥草的生物量，但是其對植物毒性較大，其對黑麥草生物量的提高低于其他有機酸。不同濃度有機酸處理下黑麥草根際pH低于非根際，且培養(yǎng)基質中鉛含量較高時，根際和非根際pH的降低更為顯著。添加外源低分子量有機酸能夠活化氯磷鉛礦，提高培養(yǎng)基質中硝酸鈣提取態(tài)鉛和磷含量，且根際區(qū)域提取態(tài)鉛含量低于本體區(qū)域;添加EDTA后磷和鉛的提取量最大，其次是檸檬酸、蘋果酸和乙酸。添加草酸處理后硝酸鈣提取態(tài)的磷顯著高于乙酸、蘋果酸和檸檬酸;而硝酸鈣提取態(tài)的鉛則