改良剂对土壤砷形态及其生物

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环境中砷元素的分布_化学形态_生物毒性及其污染治理

环境中砷元素的分布_化学形态_生物毒性及其污染治理

1砷的分布砷是周期表中第四周期、第五族元素,原子序数33,原子相对质量74.92159,在自然界中有着广泛的分布,地壳中砷的含量约为5.5×10-8。

砷在自然界中极少以单质状态存在,主要是以砷化合物方式存在,如雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)、硫砷铁矿(FeAsS)和砷钴矿(CoAs2)等。

世界自然土壤中砷的背景值一般为5~ 10mg·kg-1[1-2],我国土壤砷背景值的监测结果表明,在4093个样品中,砷的算术平均值为11.2mg·kg-1,几何均值为9.2mg·kg-1[3]。

大气圈中含砷的量为0.01~ 1.0μg·m-3,水圈中砷的浓度较低,在5~50μg·L-1之间[4]。

2砷的污染砷的污染主要来自矿山开采、含砷矿石冶炼、以砷为原料的化工生产以及工农业中含砷化合物的使用等。

美国环境保护署(USEPA)把砷定为五大有毒元素之一[5]。

据报道,我国自1956—1984年期间曾发生30余起砷中毒事件[6]。

湖南素有“有色金属之乡”的美誉,由于矿产开采和金属冶炼活动,造成湖南的砷毒土壤中砷含量是世界土壤平均含砷量的8~544倍[7]。

湖南省宜章县生产砒霜的净化池中,水中含砷量达到2000mg·L-1,周围灌溉井水中砷含量为0.9mg·kg-1,高的达8mg·kg-1[8]。

石门县雄黄矿附近的3个村庄土壤中砷的含量为84~296mg·kg-1[9]。

常宁县水口山附近的水稻田中砷含量达到92~840mg·kg-1[10]。

对郴州某砷污染区进行研究,结果表明该地区土壤含砷量为19.5~237.2mg·kg-1,平均为63.9mg·kg-1,比全国平均土壤含砷量高2~25倍[11]。

20世纪90年代末,冷水江市的锡矿区曾经发生过As急性中毒的事故[12]。

曾敏等[13]也报道湖南郴州、冷水江市和石门县雄黄矿附近的土壤和植物受到严重的砷污染。

土壤砷基本原理

土壤砷基本原理

土壤砷基本原理什么是土壤砷?土壤砷指的是土壤中存在的砷元素。

砷是一种常见的地壳元素,存在于土壤中。

它的存在形式可以是无机砷或有机砷。

无机砷和有机砷的区别1.无机砷:无机砷是指砷以无机形式存在于土壤中,如砷酸盐和砷化物等。

无机砷通常与土壤颗粒结合,并以离子形式存在。

2.有机砷:有机砷是指砷以有机形式存在于土壤中,如有机砷酸盐和有机砷化合物等。

有机砷通常与有机质颗粒结合。

土壤砷的来源土壤砷的来源多种多样,主要包括以下几个方面: 1. 天然来源:地壳中存在着一定量的砷元素,地球内部的地壳活动、火山喷发、地下水溶解矿物等都会使天然砷释放到土壤中。

2. 人为来源:人类活动也是土壤砷的重要来源,如农药、燃煤、工业废料排放等都会导致土壤中砷元素的增加。

土壤砷对环境和生物的影响土壤砷对环境和生物有着重要的影响: 1. 环境影响:土壤砷的存在会对土壤的物理、化学和生物性质产生影响,砷元素的富集会导致土壤毒性的增加,影响土壤的生态功能。

2. 生物影响:土壤砷的富集会对土壤中的微生物、植物和动物产生毒害作用,对生物多样性和生态平衡产生不良影响。

土壤砷的迁移和转化过程土壤砷的迁移和转化过程包括以下几个方面: 1. 吸附和解吸:砷元素在土壤颗粒表面具有较强的吸附性,但同时也可通过解吸作用释放到土壤溶液中。

2. 迁移:土壤中的砷元素可以通过水分的迁移向下逐渐淋洗至地下水中,从而影响地下水水质。

3. 转化:土壤中的砷元素还会通过微生物的作用而发生转化,如还原、氧化、甲基化等反应。

土壤砷的分析方法为了准确检测土壤中的砷含量,科学家们发展了一系列的分析方法: 1. 原子吸收光谱法:原子吸收光谱法是最常用的砷分析方法之一,它能够准确测定土壤中砷的含量。

2. X射线荧光光谱法:X射线荧光光谱法利用砷元素的荧光发射特性进行分析,具有快速、无损伤等特点。

3. 等离子体质谱法:等离子体质谱法是一种高灵敏度的分析方法,可以对砷及其同位素进行定量分析。

一种植物修复砷污染土壤的方法

一种植物修复砷污染土壤的方法

一种植物修复砷污染土壤的方法砷是一种普遍存在于自然界中的金属元素,但过量的砷会对人类健康和环境造成严重危害。

砷污染土壤是一个全球性的环境问题,因此寻找有效的修复方法是非常必要的。

本文将介绍一种用植物修复砷污染土壤的方法。

一、植物修复砷污染土壤的原理植物修复砷污染土壤的原理主要包括以下几个方面:1.蓄积作用:植物能够通过根系吸收土壤中的砷,并将其积累在地上部分,从而减少土壤中的砷浓度。

2.形态转化作用:植物根系分泌的有机酸可以促进土壤中砷的形态转化。

例如,植物根系分泌的一些有机酸可以将土壤中的无机砷转化为有机砷,从而降低砷的毒性。

3.营养元素调节作用:植物根系分泌的有机酸可以增加土壤中的可溶性有机质、氮、磷等营养元素的含量,从而改善土壤环境,促进土壤中砷的转化和稳定。

二、适用的植物种类目前研究发现,一些植物对砷元素具有较高的耐受性并且能够积累较高的砷。

常用的植物修复砷污染土壤的种类包括:1.红随缘:红随缘是一种早熟草本植物,它在砷污染土壤中生长良好,并且能够积累大量的砷。

2.鸢尾属植物:鸢尾属植物耐受能力较强,对砷的吸收和耐受性较高,可以在砷污染土壤中修复。

3.洋葱:洋葱在耐受和积累砷元素方面表现出色,特别是其地下茎具有良好的砷积累能力。

1.选择适宜的植物:根据砷污染土壤的特点和植物的耐受性,选择适宜的植物种类进行修复。

2.改良土壤环境:通过添加有机物、调节土壤PH值等方法改良土壤环境,促进植物生长和砷形态转化。

3.控制植物生长条件:通过控制灌溉、施肥等条件,调节植物生长速度和根系分泌有机酸的能力,从而提高修复效果。

4.利用植物的生物学特性:例如利用植物根系分泌的有机酸来促进土壤中砷的转化和稳定,或者利用植物根系的渗透作用来降低土壤中砷的浓度。

5.定期监测和评估修复效果:在植物修复过程中,定期进行土壤和植物样品的采集,然后进行砷含量和形态的分析,评估修复效果。

四、植物修复砷污染土壤的优势和局限性植物修复砷污染土壤的优势主要包括:1.成本低廉:相对于传统的物理和化学方法,植物修复砷污染土壤的成本较低。

砷超富集植物及其对砷污染土壤的修复机理

砷超富集植物及其对砷污染土壤的修复机理

砷超富集植物及其对砷污染土壤的
修复机理
砷超富集植物(ARS)是一类能够吸收大量砷的植物,其具有比其他植物更强的砷吸收能力,可以从污染土壤中吸收更多的砷。

它们可以在不影响正常植物生长的情况下,通过把污染的砷从土壤中吸收出来,从而减少砷的污染。

砷超富集植物的修复机理包括:
1. 促进根系分泌物的产生:砷超富集植物可以促进根系分泌物的产生,如植物激素、酸性多糖、酚类物质等,从而影响土壤微生物的活性,促进砷的降解和迁移,使得砷污染的土壤变得更加活性,并促进砷的转化。

2. 改变土壤pH值:砷超富集植物可以改变土壤的酸碱度,从而影响砷的溶解度和土壤微生物的活性,进而促进砷的降解和迁移。

3. 促进砷的结合:砷超富集植物可以促进砷与土壤粒子结合,将砷转变为不溶性形式,降低砷的活性,避免砷在生物体内的吸收和转化,从而减少砷的污染。

4. 降低土壤渗透性:砷超富集植物可以降低土壤的渗透性,阻止砷污染土壤中活性砷的扩散和流失。

土壤中砷污染的治理研究

土壤中砷污染的治理研究

..《环境土壤学》课程论文题目:工业污染用地转为建设用地的处置方案研究学生姓名:白睿131 学生班级:环工2013011611 学生学号:所在院系:资源环境学院任课教师:吴海明月112015年优质范文...砷污染土壤治理和恢复研究摘要:砷(As)是一种类金属元素,在自然界中广泛分布,砷化合物在农药、防腐剂、合金、料等生产过程中得到广泛应用。

砷是亲硫(tS)元素,常伴生于硫化物矿中川。

本案例中非法转移废渣致使土壤的As污染。

由于As的毒性、致癌、致畸和致突变效应[2l砷污染所引发的环境问题已经越来越多的受到关注。

砷污染土壤的治理与修复一直是土壤污染研究的难点和热点,找切实可行的高效的治理技术尤为重要。

关键字:砷污染修复淋洗法生物修复案例:1992年10月和1993年5月,在未经有关部门同意的情况下,发生了辽宁省沈阳冶炼厂两次非法向黑龙江省鸡西市梨树区转移有毒化工废渣造成重大环境污染的案件。

转移的废渣中含有三氧化二砷(俗称砒霜)等10多种有毒物质332吨。

这些有毒物质使穆棱河下游约20平方千米范围内的土壤、植物和地下水环境造成不同程度的污染。

其中以土壤和植被受到的污染和破坏最为严重,残留在废渣堆放地及周围的砷、铜、铅、钢等重金属污染平均超标为75倍,其中砷的超标指数最高,是103倍。

废渣倾倒现场寸草不长,26棵20厘米直径树木枯死,地表裸露面积达500平方米,大约7公顷地表植物受到较严重污染,污染深度0-140厘米。

经预测,在自然状况下,要想将土壤恢复到原有水平,大概需要几百年,甚至几千年以上。

目前,国内外常采用的土壤修复的方法包括客土法、淋洗法、生物修复法、稳定/固定化方法等。

稳定/固定化法与其他技术相比,更能从时间和成本上满足土壤修复的要求。

而稳定/固定化法的关键在于稳定/固定化剂的选择。

铁及其化合物是砷的稳定化中最常用的稳定化剂.由于该化工场地以硫铁矿作为原料进行生产,铁含量丰富,土壤中铁的百分含量达18%-37%。

砷在土壤中的形态转化

砷在土壤中的形态转化

砷在土壤中的形态转化
砷是一种广泛存在于地球上的元素,它存在于土壤、水体和岩石中。

然而,砷在土壤中的形态转化可能会对环境和人类健康造成威胁。

下面是关于砷在土壤中形态转化的简要介绍:
首先,砷在土壤中通常以无机形式存在,包括氧化物、磷酸盐、硫酸盐和配合物等。

这些形式的砷通常与土壤中的铁、锰和铝等其他元素结合在一起。

其次,砷可以因为不同的环境因素而被转化为不同的形态。

例如,当土壤处于盐碱化条件下时,砷可以被还原为亚砷酸盐和金属砷。

此外,土壤pH值的变化也可能导致砷形态的转化,过高或者过低的pH值都可能会影响砷的形态。

在酸性环境中,砷可能被溶解为可溶性的三价阴离子。

而在碱性环境中,砷则可能与其他元素结合在一起形成不易被吸收的沉积物。

最后,砷在土壤中的形态转化对环境和人类健康都有影响。

例如,砷的可溶性形式可能会被农作物吸收,并进入食物链。

此外,由于砷是一种潜在的致癌物质,高含量的砷可能会危害到人类健康。

因此,了解砷在土壤中的形态转化非常重要,这可以帮助我们更好地评估土壤质量,预测污染情况,并采取有效的措施来保护环境和人类健康。

改良剂对砷污染土壤中生菜生理指标的影响及评价

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Ab ta t A p te p r n s c n u td t td h h s l gc li d x ef c f v r c l e oo t , h s h r s s r c o x ei me t wa o d c e o su y t e p y i o ia n e fe to emiu i ,d lmi p o p o u o t e p a t ra d p a p l a in o ol p H t d b r e i . h e u t s o d t a h s me d n s c u d al vae t e l se n e t a p i t n s i o u e y a s n c T e r s l h we h tt e e a n me t o l l it h c o s e tx ct f re i n f cie yp o t ep y il gc l ci i e . h o tn f h oo h l i c b r t c ce s d o i i o s n ca d e e t l r mo et h so o ia t t s t e c n e t l r p y l n i e e g l t e i r a e y a v h a vi oc eu n

砷污染土壤修复技术概述

砷污染土壤修复技术概述

砷污染土壤修复技术概述1. 引言1.1 砷污染土壤修复技术概述由于砷污染土壤对人类健康和生态环境造成严重危害,研究人员不断探索各种砷污染土壤修复技术。

砷污染土壤修复技术的概述是一项重要的研究课题,通过对不同修复技术的比较和分析,可以找到最适合实际应用的方法,从而有效减少砷污染对环境的影响。

砷污染土壤修复技术主要包括生物修复技术和物理化学修复技术两大类。

生物修复技术是利用植物、微生物等生物体对砷的吸收、富集及转化作用进行修复,具有环保、经济、可持续等优势。

而物理化学修复技术则是利用化学物质或物理手段去除或转化土壤中的砷,例如通过土壤通气、添加螯合剂等方法。

通过综合运用不同的修复技术,可以有效降低砷污染土壤的风险,保护生态环境和人类健康。

砷污染土壤修复技术的研究和应用具有重要的实践意义,未来的发展将致力于提高修复效率、降低成本并推动环境可持续发展。

2. 正文2.1 砷污染土壤的成因砷是一种常见的重金属元素,其主要来源包括自然界、工业活动、农业施用和生活废弃物等。

砷污染土壤的成因主要包括以下几个方面:1. 自然地质因素:一些地质构造中含有较高的砷含量,比如含砷矿床、火山喷发等,这些因素造成土壤中砷含量升高。

2. 工业活动:工业生产中的煤炭、矿石、化肥、农药等产品中含有砷,如果处理不当,会造成砷污染土壤。

3. 农业施用:合理的农业施用有机肥料和化肥可以提高农作物产量,但如果使用不当或者农作物吸收不足,可能导致土壤中砷含量升高。

4. 生活废弃物:废水、废渣、垃圾等生活废弃物中含有砷元素,如果乱排放或处理不当,会造成土壤污染。

砷污染土壤的成因是多方面的,在日常生活和生产中需要加强对砷污染的防控和治理,以保护环境和人类健康。

2.2 常见的砷污染来源1. 工业废水:工业生产中排放的含砷废水是导致土壤砷污染的主要原因之一。

许多工业过程中使用砷作为催化剂或防腐剂,这些过程中产生的废水含有高浓度的砷,一旦排放到土壤中就会造成严重的污染。

砷污染土壤修复技术研究

砷污染土壤修复技术研究

砷污染土壤修复技术研究一、砷污染土壤的产生砷元素常见于壳类动物体内,进入土壤来源包括天然地球化学作用、煤矿、矿山、工业废水、农药、施肥和秸秆燃烧等。

其中,农业活动往往是造成土壤砷污染的重要原因之一。

二、砷污染土壤的危害砷元素属于重金属类,对生态环境、人体健康都有很大影响。

砷元素通过食物链传递于生物体内,对动物和人的中枢神经系统、肝脏、肾脏、心血管系统和人体免疫系统产生危害。

三、砷污染土壤修复技术1. 土壤物理方法物理方法主要通过改变土壤结构来降低土壤中砷的含量,包括淋洗、补偿填埋、土壤重构等。

2. 土壤化学方法化学方法可以改变土壤中砷的化学形态,如钝化和锁定砷。

其中,常见的化学方法包括石灰钠法、铁铝混同氧化物法、吸附剂法等。

3. 生物法利用植物吸收砷元素,或利用微生物降解砷元素来修复土壤。

生物法是目前主要的修复技术之一,其中植物吸收是常见的方法之一。

四、植物的修复能力植物吸收砷元素的能力与其分类、生长阶段、生长环境等因素有关,不同植物对砷元素的吸收和富集能力也不同。

一些研究发现,普通苋菜、狗尾草、茅草等植物对砷元素有较好的吸收效果。

五、植物-微生物协同修复技术植物-微生物协同修复技术是一种新的修复方法,该方法组合了植物吸收和微生物促进砷元素降解的作用。

该方法具有吸收、迁移和降解砷元素的优势,对修复砷污染土壤有一定的应用前景。

六、总结砷污染土壤修复技术是环境修复领域的一个重要研究方向。

针对不同污染场景,可以综合采用不同的修复技术,以达到最佳效果。

需要进一步加强对砷污染土壤修复技术的研究和应用。

砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展

砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展

砷污染土壤原位钝化材料修复效果及机制的研究进展砷污染土壤是当前环境领域的一个全球性问题,而砷的高毒性和强致癌性更是给人们的生活带来了巨大的健康风险。

寻找一种高效、低成本的治理方法成为了当前环境科学领域的一个研究热点。

原位钝化材料修复技术由于其操作简便、成本低廉、对土壤质地适应性强等优点,成为了当前砷污染土壤修复的研究热点之一。

本文将从原位钝化材料修复技术的研究进展以及修复效果及机制等方面展开综述。

1.原位钝化材料修复技术的研究进展原位钝化材料修复技术是通过添加适当的钝化剂来改变土壤中砷的化学形态,将其转变为难溶解或难移动的形态,从而减少对土壤中生物有效态砷的释放和迁移。

在过去的几年中,许多研究者对原位钝化材料修复技术进行了广泛的实验研究和理论探讨,取得了一系列丰硕的研究成果。

钝化剂的选择是原位钝化材料修复技术研究的关键。

目前常用的钝化剂包括氢氧化铁、氧化铁、磷酸盐等。

这些钝化剂通过吸附、沉淀等方式,能够有效地将土壤中的砷转化为不易迁移的化合物,从而减轻土壤中砷的生物有效性和毒性。

原位钝化材料修复技术的应用范围也在不断扩大。

除了传统的砷污染土壤修复外,该技术还可以应用于城市污染地区、矿山尾矿库、工业污染区等多种环境中。

一些新型的钝化材料,如纳米材料、功能化吸附剂等也逐渐被应用到原位钝化修复技术中,进一步提高了修复效果。

原位钝化材料修复技术在实际工程中也得到了广泛的应用。

已经有不少研究将该技术成功地应用于污染农田、水稻田等实际环境中,取得了一定的修复效果。

也应该注意到,原位钝化修复技术在不同环境条件下的适用性和实施效果仍需要进一步的研究和探讨。

原位钝化材料修复技术主要通过改变土壤中砷的化学形态来达到修复效果,其修复机制主要包括钝化剂的吸附沉淀作用、土壤微生物代谢过程、土壤环境因子对砷形态转化的影响等多个方面。

钝化剂的吸附和沉淀作用是原位钝化材料修复技术的核心。

研究表明,钝化剂可以与土壤中的砷形成沉淀物或表面络合物,将其转化为难溶解的形态,从而阻止或减缓砷的迁移和生物有效性。

土壤改良剂的功能

土壤改良剂的功能

土壤改良剂的主要功能体现在以下几个方面:
改善土壤结构:土壤改良剂能够改变土壤的物理性状,如改变土壤团粒结构,增加土壤毛管孔隙和非毛管孔隙,减小土壤容重,增加土壤通气度和饱和导水率,从而改善土壤结构,提高土壤质量。

保蓄水分:土壤改良剂可以增加土壤的保水能力,减少水分蒸发,提高土壤有效水含量,从而提高降水利用效率。

增加土壤抗水蚀能力:部分土壤改良剂,如高分子聚合物类,可以增加土壤抗水蚀能力,减少水土流失。

改良土壤化学性状:土壤改良剂能够增加土壤有机质,调节土壤酸碱度,增强土壤缓冲能力,从而提高土壤中离子交换率,吸附重金属。

提高土壤微生物数量和活性:土壤改良剂可以增加土壤微生物数量和活性,提高酶的活性,从而促进土壤生物活性,增强土壤肥力。

抑菌抗虫、减少病害:一些生物型的土壤改良剂能够分泌植物生长素及多种酶,以增强作物对一些病害的抵抗力,同时也抑制其他病原菌的生长,减少植物病害。

增加作物产量和提高作物质量:通过改善土壤环境,土壤改良剂能够增加作物产量和提高作物质量,从而提高农业生产效益。

总之,土壤改良剂是一种能够改善土壤环境、提高土壤肥力和作物产量的重要农业生产资料。

请注意,不同类型的土壤改良剂具有不同的功能和适用范围,因此在使用时需要根据具体情况进行选择。

土壤砷污染的治理方法有哪些

土壤砷污染的治理方法有哪些

土壤砷污染的治理方法有哪些
国内外治理砷污染土壤的途径有两种:
1.毒性强度抑制
采用一定的方法改变砷在土壤中的存在形态,或使其固定,降低其活性,使其钝化,脱离食物链,以降低其在环境中的迁移性和生物可利用性,在未改变污染元素砷总量的情况下减轻污染的危害效应。

强度抑制技术是指在控制砷毒性的途径下,主要利用污染物稀释,隔离,稳定化和固化的原理。

相应的技术包括客土法,翻土法,生物稳定法,物理化学和化学稳定法,固化和玻璃化法等。

由于砷仍然存在于土壤中,在自然条件改变和人为活动作用下,土壤理化性质的变化容易使砷毒性再次活化,造成二次污染。

2.毒性容量限制
利用各种技术从土壤中去除砷,使砷在土壤中的存在量达到或接近背景值,并回收砷,可在降低土壤中砷总量的同时降低其毒性活性。

容量限制技术是指控制砷总量的途径可以永久地去除土壤中的砷,避免了直接砷的二次污染,主要通过改变砷的迁移性和吸附性,利用物理上,化学上和生物上的作用力使砷脱离出土壤,或者直接采用工程措施将砷污染土壤连土带砷一起转移,并置以未受污染的新土。

相应的技术有化学淋洗(或萃取),植物吸收和挥发,根际菌和植物协同作用,电动修复,渗透性反应墙-电动法联用,换土法等。

今天。

土壤砷和ph的关系 -回复

土壤砷和ph的关系 -回复

土壤砷和ph的关系-回复土壤砷和pH的关系是一个重要的研究领域,对于环境保护和农业生产具有重要意义。

在本篇文章中,我将一步一步回答“土壤砷和pH的关系”这一主题。

第一步:介绍土壤砷和pH的概念首先,我们需要了解土壤砷和pH的基本概念。

土壤砷是指土壤中砷元素的含量和形态分布。

砷元素是一种广泛存在于地壳中的重金属元素,它的存在对土壤质量和生态环境产生了显著影响。

pH是用来表示土壤酸碱度的指标,它反映了土壤溶液中氢离子的浓度。

pH值小于7代表酸性土壤,pH值大于7代表碱性土壤,pH值等于7代表中性土壤。

第二步:探讨土壤砷和pH的相互作用机制接下来,我们将分析土壤砷和pH之间的相互作用机制。

砷元素在土壤中的形态分布受到土壤pH的影响。

在中性至碱性土壤中,砷主要以无机形态(如砷酸盐和砷酸盐)存在,而在酸性土壤中,砷更容易以有机形态的砷醒化合物存在。

因此,土壤的pH值对砷的形态和转化过程起着重要作用。

另外,土壤pH对砷的吸附和解吸过程也有影响。

一般来说,酸性土壤中的砷更容易被土壤颗粒吸附,从而减少其可溶性。

而碱性土壤中,土壤颗粒上的负电荷会增加,使得砷更容易解离并释放到土壤溶液中。

这些过程对砷的迁移和生物有效性产生了重要影响。

第三步:讨论土壤砷和pH的影响因素在此步骤中,我们将讨论影响土壤砷和pH关系的一些重要因素。

1.土壤类型:不同类型的土壤具有不同的物理、化学性质和土壤pH值。

因此,不同土壤类型中土壤砷和pH的关系也有所不同。

2.砷输入:土壤砷主要来自于自然界和人类活动,如土壤侵蚀、煤矿开采、农药使用等。

不同来源的砷对土壤pH的影响也有所不同。

3.土壤水分和氧气含量:土壤中的水分和氧气含量会影响砷形态和转化过程,从而影响土壤砷和pH的关系。

第四步:总结土壤砷和pH的关系在环境保护和农业生产中的意义最后,我们将总结土壤砷和pH的关系在环境保护和农业生产中的意义。

1.环境保护:了解土壤砷和pH的关系有助于评估土壤中砷的污染程度和迁移规律。

砷污染土壤的治理与修复技术

砷污染土壤的治理与修复技术

砷污染土壤的治理与修复技术随着生产和人口的增加,土地的污染问题越来越严重。

其中,砷污染是一种不容忽视的问题。

砷是一种极具毒性的元素,可以对人类和环境造成严重的损害。

众所周知,土壤是人类赖以生存的重要资源,如果土壤被砷污染,不仅会直接影响到农作物的生长,还会威胁到我们的健康。

因此,砷污染土壤的治理与修复技术应运而生。

首先,我们需要了解砷污染的主要来源和影响。

砷主要来自于人类活动,例如煤矿开采、造纸厂、冶金厂等。

这些工厂在生产过程中会释放大量的砷,砷通过大气、水体和土地三种途径进入到环境中,其中土壤是主要的存储和迁移介质。

当人类通过食物链等途径摄入砷时,会对人体健康造成不良影响,例如牙齿变色、神经系统受损、免疫系统受损等。

因此,对于砷污染的治理和修复显得尤为重要。

其次,我们需要掌握砷污染土壤治理的一些基本原则。

首先是防治污染的原则,即减少污染源的排放,降低砷在生产和生活过程中的释放量。

其次是保护土壤生态系统的原则,即治理污染时要尽量减少对土壤的破坏,降低治理对其他生态系统的不良影响。

第三是积极修复的原则,即通过有效手段积极修复受污染的土壤,恢复其原有的生态功能。

针对这些原则,我们需要选择相应的治理和修复技术来进行处理。

目前,砷污染土壤的治理和修复技术主要有以下几种:第一种是生物修复技术。

这种技术利用微生物和植物等生物体的作用,将砷转化为无毒或低毒的形态,从而达到治理和修复土壤的目的。

例如,利用一些微生物菌群将砷还原成无毒态的砷化物,还可以利用铜绿微生物菌群将砷还原成稳定的沉淀物,以达到清除砷的目的。

此外,植物修复也是一种较为广泛应用的生物修复技术。

植物修复技术可以利用某些植物的长势和吸收能力,在土壤中有效减少砷的含量。

植物通过其根系吸收土壤中的砷,并将其输送到茎和叶部,从而达到降低土壤中砷含量的效果。

第二种是物理化学修复技术。

物理化学修复技术主要包括化学沉淀、膜分离、离子交换和电化学技术等。

其中,化学沉淀技术是最为常用的技术之一。

砷在土壤中的形态转化

砷在土壤中的形态转化

砷在土壤中的形态转化砷是一种广泛存在于自然界中的元素,它在土壤中的形态转化对于环境和人类健康都有着重要的影响。

本文将从砷在土壤中的来源、形态、转化和影响等方面进行探讨。

一、砷在土壤中的来源砷在土壤中的来源主要有两种:天然和人为。

天然来源包括矿物、岩石和土壤中的砷等,而人为来源则包括农业、工业和生活等方面。

农业活动中,砷主要来自于农药和肥料的使用,而工业活动中,砷主要来自于燃煤、燃油和金属冶炼等过程。

此外,生活中的废弃物和污水也是砷在土壤中的重要来源。

二、砷在土壤中的形态砷在土壤中的形态主要有无机砷和有机砷两种。

无机砷包括三价砷和五价砷,其中三价砷主要以砷矿物的形式存在于土壤中,而五价砷则主要以砷酸盐的形式存在。

有机砷则主要来自于生物体内的代谢产物,如甲基砷酸和二甲基砷酸等。

三、砷在土壤中的转化砷在土壤中的转化主要包括氧化还原、吸附解吸、沉淀和生物转化等过程。

其中,氧化还原是砷在土壤中的重要转化过程之一。

在还原条件下,三价砷可以被还原为五价砷,而在氧化条件下,五价砷则可以被氧化为三价砷。

吸附解吸是砷在土壤中的另一个重要转化过程,它可以影响砷的迁移和生物有效性。

沉淀则是指砷与其他元素形成沉淀物的过程,这种过程可以减少砷在土壤中的可溶性和生物有效性。

生物转化则是指砷在土壤中被微生物代谢的过程,这种过程可以将砷从无机形态转化为有机形态,从而影响砷的生物有效性和毒性。

四、砷在土壤中的影响砷在土壤中的存在对环境和人类健康都有着重要的影响。

首先,砷可以通过土壤和水体的迁移和转化进入食物链,从而对人类健康造成危害。

其次,砷可以影响土壤的生物活性和生态系统的稳定性,从而对环境造成影响。

此外,砷还可以影响农作物的生长和产量,从而对农业生产造成影响。

砷在土壤中的形态转化对于环境和人类健康都有着重要的影响。

因此,我们应该加强对砷在土壤中的监测和管理,减少砷的排放和污染,从而保护环境和人类健康。

土壤中砷的生物转化及砷与抗生素抗性的关联研究

土壤中砷的生物转化及砷与抗生素抗性的关联研究

土壤中砷的生物转化及砷与抗生素抗性的关联研究导读砷是一种广泛存在于自然环境中毒性较强的类金属元素,农田生态系统中的植物(尤其水稻)很容易吸收积累土壤环境中的砷。

植物中的砷沿食物链向高等动物传递,威胁人类健康。

除土壤本身的理化性质外,土壤中砷的生物转化也强烈影响砷的生物有效性。

目前研究发现异化砷酸盐(As(V))呼吸性还原、细胞质As(V)还原、亚砷酸盐(As(III))氧化、As(III)甲基化和有机砷的去甲基化在土壤砷的生物地球化学过程中起重要作用。

随着分析化学和分子生物学技术的进步,最新研究发现土壤生物也参与了砷糖、砷糖磷脂、碱甜菜碱、砷代草丁膦、硫代砷等有机砷的合成,其中三价一甲基砷和砷代草丁膦可作为新型抗生素,但其合成机制及生态学功能有待进一步研究。

本文还详细介绍了为适应复合污染环境微生物通过自身的进化对抗生素和重金属形成的四种共选择抗性机制:共抗性,交叉抗性、共调控和生物膜感应,特别提出了土壤中砷污染与抗生素抗性相关联这一新的研究方向。

最后对砷生物转化和砷与抗生素共抗机制的未来研究方向做了展望。

文/薛喜枚1朱永官1,2(1 中国科学院城市环境研究所,2 中国科学院生态环境研究所中心,城市与区域生态国家重点实验室)来源:土壤学报(2019年第4期)类金属元素砷(As),位于元素周期表第四周期第VA主族,是一种广泛分布的有毒环境物质,已被美国环境保护署(USEPA)确定为人类的致癌物质。

岩(矿)石风化、火山活动、矿山开采、冶炼、石油燃烧以及杀虫剂使用等自然或人为活动将砷释放进入大气、土壤和水体后,经物理、化学及生物等反应在地球圈层之间及其圈层内部进行循环。

土壤中的砷可经地表径流或渗漏进入水体,或随着粉尘和烟雾等进入大气在空气中流通扩散,或通过植物的吸收积累进入食物链影响人体健康。

植物对砷的吸收效率主要取决于土壤砷的存在形态及迁移转化。

土壤和水环境中的砷主要是无机态,在有氧环境中砷以砷酸盐[As(V)]的形式被吸附于铁铝等氧化物表面而不易移动,难以被植物吸收;在水稻土这种厌氧环境中,砷主要以亚砷酸盐[As(III)]形式存在,As(III)不易被吸附,流动性较大,很容易进入植物体内,所以与其它旱作农作物相比,水稻籽粒中积累了更多的砷[3]。

生物炭对砷污染土壤中青稞生长及砷积累的影响

生物炭对砷污染土壤中青稞生长及砷积累的影响
株高增加从而提高产量的研究结论一致ꎮ
表 1 生物炭对青稞生长的影响
处理
T0
75 87±2 58a
4 00±0 19a
CK
46 03±9 52cd
CK
44 81±1 72cd
BC
T2
BC
CK
T3
分蘖数
/个
CK
BC
T1
株高
/ cm
BC
75 39±2 56a
56 80±1 76bc

对照组 442 35±1 79mgkg 相比ꎬ 降低了 29 32%ꎻ 土
75mg kg 下ꎬ 生 物 量 从 大 到 小 依 次 为 0mg kg >
素 0 3919gpot 和氯化钾 0 1667gpot ꎬ 搅拌均匀
依次为 0mgkg >25mgkg >50mgkg >75mgkg ꎮ
P 2 O 5 = 7 45mgkg 、 K 2 O = 10 00mgkg ) ꎮ
得到的一类含碳的、 稳 定 的、 高 度 芳 香 化 的 固 态 物
质ꎬ 具有保持土壤肥力、 固碳、 去除金属污染物等优
良特性
[6]
ꎮ 生物炭作为重金属砷污染土壤的潜在修复
剂因其高孔隙率和比表面积、 富含各种官能团而受到
广泛关注
[7]
ꎮ 大量研究发现
[8-11]
ꎬ 生物炭可以通过吸
附、 沉淀、 络合等其他物理化学机制来降低重金属的
生物利用度和生物积累ꎬ 同时由于降低植物毒性和改
秸秆生物炭ꎬ 购自河南立泽环保科技有限公司ꎮ
以外源性砷 (砷酸钠) 添加的形式分别制备了砷含
量为 0mgkg 、 25mgkg 、 50mgkg 、 75mgkg

砷在土壤中的存在形态

砷在土壤中的存在形态

砷在土壤中的存在形态说到砷,大家可能会觉得有点儿陌生,甚至有些害怕,毕竟这个名字一听就像是个坏蛋,跟电影里的反派似的。

但是,砷可不是老虎,也不是狮子,它其实是一种化学元素,乍一看不起眼,深入了解后就会发现,它在土壤中有着一番自己的故事。

砷在土壤里的形态可多了,像个变色龙一样,真是让人目不暇接。

它可以以无机形态存在,比如砷酸盐,这可是砷的“主力军”,在土壤里出没得比较频繁。

还有一种有机形态的砷,哦,这可就有点复杂了,有时候它们就像那些不爱出门的朋友,藏在植物根系里,慢慢释放出来,真是让人哭笑不得。

砷的存在可不止是一个简单的数字,它和土壤的成分、pH值,还有那些古怪的微生物们,都有着千丝万缕的联系。

比如说,当土壤的pH值变高的时候,砷的溶解度就会增加,简直是“水到渠成”。

你可能会想,这不是好事吗?可惜,过量的砷可就要让土壤里的植物“大惊小怪”了,有可能让它们生长得七扭八歪,真是让人心疼。

说到植物,其实砷对它们的影响可大了去了。

咱们的农田里如果不小心进入了砷,那可就麻烦了。

植物可能会吸收这些“坏家伙”,然后通过它们的果实回到我们的餐桌上。

想想看,吃了带砷的苹果,心里别提有多别扭!砷在植物体内的迁移也很神奇,有些植物能把砷“打包”得很好,而有些植物就会把它放进果实里,真是个性各异的家伙。

砷的存在可不仅仅是对植物的威胁,它还跟土壤里的微生物们有着千丝万缕的联系。

这些小小的微生物可厉害了,它们能把砷转化成不同的形态。

它们会把砷变成一种更“温和”的形式,这样一来,土壤的毒性就降低了,植物也能活得更自在。

你说,这些微生物不就是土壤里的小英雄吗?但话说回来,砷的存在也并不是一无是处。

某些地方,砷反而成为了植物生长的催化剂,特别是在一些特定环境下,砷的适度存在能够促进某些植物的生长。

它们像是在用“调皮捣蛋”的方式,帮助植物适应恶劣环境,真是有点儿“逆袭”的感觉!不过,不可否认的是,过量的砷绝对是个大问题。

对人类来说,砷的污染可是一条隐形的“毒蛇”,一旦被接触到,后果不堪设想。

浅谈土壤砷污染及生物修复技术

浅谈土壤砷污染及生物修复技术

浅谈土壤砷污染及生物修复技术姚志杰【摘要】砷(As)因具有较强的毒性,也比较容易被生物吸收,全世界对砷污染问题重视程度也越来越高。

本文根据国内外相关研究成果,介绍了土壤砷污染的来源和现状;详细介绍了土壤砷污染的植物修复技术和其对砷污染土壤的影响及其自身吸收砷和解毒机理;在修复过程中微生物和蚯蚓的作用。

提出以植物—蚯蚓—微生物复合生物修复技术是今后研究和推广的重点。

【期刊名称】《四川水泥》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】1页(P86-86)【关键词】砷;植物修复;污染土壤;微生物;蚯蚓【作者】姚志杰【作者单位】新疆水利水电科学研究院,新疆乌鲁木齐 830049【正文语种】中文【中图分类】G3221.1 土壤砷污染来源砷(As)是一种在自然界中分布很广泛的类金属,土壤中砷的浓度通常较低,翁焕新等[1]的调查显示,我国自然土壤样本砷含量在0.01~626mg/kg之间,其中95%的土壤样品为 2.5~33.5mg/kg。

土壤中天然砷主要来源于地壳中各种含砷矿物的风化,自然环境中的各种作用可连续地将砷化物分散到土壤环境中。

然而,长期以来由于人类活动包括、砷化物的开采与冶炼及砷化物的广泛利用使得砷污染现象越来越严重。

1.2 土壤砷污染的危害砷是一种有毒并致突变、致畸、致癌的化学元素。

砷化物是主要的有毒物质,可从呼吸道、食物或皮肤接触进入人体,干扰人体代谢过程,导致中枢神经系统发生紊乱。

长期暴露在砷的污染环境下可导致慢性砷中毒,甚至造成肝癌、皮肤癌等流行性地方病,严重损害人体健康[2]。

砷对植物的危害主要是阻碍植株内水分的运行,影响植物对水分和营养的吸收。

磷肥是植物的根肥,磷肥的缺乏会导致植物根部发育不良,植株矮小。

砷通过影响磷的代谢使植物生长发育受到抑制,砷还能造成叶绿素的破坏。

砷的不同价态对植物萌发期形态变化和生理变化的毒性不同。

As污染明显抑制黄豆种子萌发、幼茁生长、对作物种子萌发时的呼吸强度、酶活性有显著的抑制作用,且随着 As浓度的增加,抑制作用增强。

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研究现状分析
砷是周期表中第四周期、第五族元素,原子序数33,原子相对质量 砷是周期表中第四周期、第五族元素,原子序数33,原子相对质量 74.92159,在自然界中有着广泛的分布,地壳中砷的含量约为5.5×1074.92159,在自然界中有着广泛的分布,地壳中砷的含量约为5.5×106%。砷在自然界中极少以单质状态存在,主要是以砷化合物如:雄黄 6%。砷在自然界中极少以单质状态存在,主要是以砷化合物如:雄黄 (As2S2)、雌黄(As2S3)、硫砷铁矿(FeAsS)和砷钴矿(CoAs2) As2S2)、雌黄(As2S3)、硫砷铁矿(FeAsS)和砷钴矿(CoAs2) 等方式存在。自然环境中空气、水体、土壤和动植物体内砷的含量很 少。据报道,自然土壤中砷的背景值一般为5 mg•kg少。据报道,自然土壤中砷的背景值一般为5-10 mg•kg-1(世界范围)。 砷的污染主要来自矿山开采、含砷矿石冶炼、以砷为原料的化工生产、 以及工农业中含砷化合物的使用等。据报道,孟加拉国、印度的西孟 加拉邦、阿根廷和越南,由于地下水污染导致3900万以上的人受到不 加拉邦、阿根廷和越南,由于地下水污染导致3900万以上的人受到不 同程度的砷毒害,700万人受到严重伤害;湖南素有“有色金属之乡” 同程度的砷毒害,700万人受到严重伤害;湖南素有“有色金属之乡” 的美誉,在开采和冶炼含砷矿石的金属生产和以砷为原料的化工生产 等的人为活动中,使得湖南砷毒土壤的含砷量是世界土壤的平均含砷 量的8 544倍。 量的8-544倍。
通过盆栽实验,研究改良剂对植物吸 收积累土壤砷的影响。 添加改良剂后,种植蔬菜或者水稻,然 后分析植物中As和其它重金属元素含 后分析植物中As和其它重金属元素含 量,探讨改良剂修复土壤砷污染的可 能性。
实验条件
课题组所在实验室具有完善的基础设施 (温室、常规指标分析),具备进行本研 究的基本பைடு நூலகம்件。本项目指导老师是中科院 生态环境研究中心环境科学博士,先后参 加多项国内外科研项目,已发表数篇科研 论文,能够有效的指导项目的进行。
土壤中砷形态分布不仅可以反映砷的转化情况,而且还反映土壤砷固 着效果、污染状况及危害水平。根据砷的化学性质类似于磷,按 Chang and Jackson的磷形态区分方法,把土壤中砷分为五种形态:易 Jackson的磷形态区分方法,把土壤中砷分为五种形态:易 溶性砷(A-As)、钙型砷(Ca-As)、铝型砷(A1-As)、铁型砷(Fe-As)和残余 溶性砷(A-As)、钙型砷(Ca-As)、铝型砷(A1-As)、铁型砷(Fe-As)和残余 型砷(O-As)。一般而言,易溶态砷、松散结合态砷有效性高,易被植 型砷(O-As)。一般而言,易溶态砷、松散结合态砷有效性高,易被植 物吸收或转化为水溶性砷,因而危害较大;钙型砷、铁氧化物和包蔽 态砷危害性较低,不易被生物吸收和进入水体。针对砷的这一特点, 可以向土壤添加含钙、铁、铝和锰等丰富的废弃物固定砷的活性和施 用磷肥促进砷向深层迁移,减少其对生物的危害性。很多含有铁的化 合物都对固定As有较好的效果。已有报道证明硫酸亚铁对降低土壤中 合物都对固定As有较好的效果。已有报道证明硫酸亚铁对降低土壤中 As的移动性和生物有效性非常有效。铝氧化物和锰氧化物对As的固定, As的移动性和生物有效性非常有效。铝氧化物和锰氧化物对As的固定, 并没有像对铁氧化物的固定作用那样进行透彻的研究。跟人工合成的 FeOOH(对As的固定效率几乎达到100%)相似,人工合成Al(OH)3对 FeOOH(对As的固定效率几乎达到100%)相似,人工合成Al(OH)3对As 的固定效果也很高,并且都要比自然形成的羟基铁氧化物和粘土矿物 的固定效率要高。锰氧化物也可以吸附大量的As,在与铁氧化物一起 的固定效率要高。锰氧化物也可以吸附大量的As,在与铁氧化物一起 使用时,可以显著的降低土壤中As的移动性和毒性。常用的改良剂有 使用时,可以显著的降低土壤中As的移动性和毒性。常用的改良剂有 工业废弃物,如粉煤渣、生物燃料飞灰、剩余污泥和造纸产生的污泥、 石膏粉和含有生石灰的工业副产、以及铁铝工业的废弃物(赤泥)。
实验要解决的主要问题
由于采矿、冶炼、污泥农 用、化肥、杀虫剂、防腐 剂和医药试剂等的施用, 以及利用受砷污染水灌溉 等人类活动的加强,使得 砷在土壤中大量的累积, 土壤砷的累积将严重影响 到我国农业的可持续生产 和农产品出口贸易,威胁 到我国农业在国际市场上 的竞争力。因此,如何阻 控土壤砷的释放或者降低 土壤砷的生物有效性是控 制砷污染风险的关键。
改良剂对土壤砷形态及其生物有 效性的研究
研究和实验目的 实验要解决的主要问题 研究现状分析 土壤中砷的分析 研究和实验的主要内容 实验条件 预期成果
研究和实验的目的
由于人类活动的加强,砷污染已成 为非常突出且急需要解决的全球环 境问题之一。为了控制土壤中砷的 释放和固定土壤中砷的生物有效性, 本研究拟利用工业废弃物为改良剂, 在对工业废弃物的生物毒性评价基 础上,通过分析添加改良剂前后土 壤基本性质的变化、土壤和植物中 砷含量和形态的变化,寻求和建立 改良剂修复砷污染土壤的最佳模式。 项目的研究成果对于指导砷污染区 的农业可持续生产,保障居民的身 体健康具有重要意义,并为工业废 弃物资源化利用和原位固定修复土 壤砷污染提供科学依据。
土壤中砷的危害
土壤中的污染物超过植物的忍耐限度,会引起植物的吸收 和代谢失调;一些污染物在植物体内残留,会影响植物的 生长发育,甚至导致遗传变异。 土壤污染破坏植物根系的正常吸收和代谢功能,通常同 植物体内酶系统作用过程有关。铜已被公认为是植物生长 发育所必需的微量元素。在 . .维诺格拉多夫的生物地球化 .维诺格拉多夫的生物地球化 学分类表中,铜和锌、锰、硼、钼等元素列在一起,在植 物体内平均含量为10(~10(%。铜在生物中参与酪氨酸酶 物体内平均含量为10(~10(%。铜在生物中参与酪氨酸酶 生理、生化作用过程。如果土壤中有效态铜含量小于6 生理、生化作用过程。如果土壤中有效态铜含量小于6~ 13ppm,植物的光合作用就显著衰退, 13ppm,植物的光合作用就显著衰退,氮的代谢过程也受到影 响;如果过量,铜被植物根系吸收后形成稳定的络合物, 就会破坏植物根系正常代谢功能,引起植物的生育障碍
不同剂量的砷污染土壤对水稻生长发育的影响
由下图可知,土壤中的砷含量越多, 由下图可知,土壤中的砷含量越多,水稻的长 势越差. 势越差.
阳宗海砷污染
锦业公司使含砷生产废水在整个厂区内外环境循环,以地 下渗透、地表径流方式进入阳宗海,导致阳宗海水砷浓度 自2007年9月开始上升,至2008年7月砷浓度值超过V类水 2007年 月开始上升,至2008年 月砷浓度值超过V 质标准,从II类下降到劣于V 质标准,从II类下降到劣于V类,导致饮用、水产品养殖 等功能丧失,公私财产遭受特别重大损失。
研究和实验的主要内容

土壤改良剂的筛选。分别研究赤泥、 锰矿尾渣和铁矿尾渣对土壤砷形态转 变的影响。 1)测定土壤砷含量和基本性质; 2)测定改良剂中砷以及基本性质; 3)加入改良剂后,再次分析土壤砷和基 本性质的变化。
研究赤泥、锰矿尾渣和铁矿尾渣对土壤 砷生物有效性的影响;
利用连续提取法,分析土壤中砷的形态变化, 研究土壤中砷的生物可利用性。
实验的预期成果
获得赤泥、锰矿尾渣和铁矿尾渣对土壤砷形态转 变的影响的结果; 获得赤泥、锰矿尾渣和铁矿尾渣对土壤砷生物有 效性的影响的结果; 获得改良剂对植物吸收积累土壤砷的影响的结果; 预计在2年研究时间内,发表核心期刊1 预计在2年研究时间内,发表核心期刊1-2篇。
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