土壤世界里 “鉻”走各的路

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:研究背景：

土壤-植物體系中的鉻(Cr)主要以三價鉻和六價鉻兩種價態(tài)存在，其中Cr(VI)（六價鉻）毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cr(III)（三價鉻）。外源Cr(VI)進(jìn)入土壤后，一部分還原為Cr(III)，同時游離態(tài)Cr(VI)和Cr(III)均可以被土壤吸附、固定（即老化），從而降低了其有效性。由于老化和還原過程是同時發(fā)生的，目前的研究仍未能區(qū)分兩種反應(yīng)對Cr(VI)植物毒性降低的貢獻(xiàn)。因為Cr(VI)、Cr(III)在土壤中的老化與還原直接影響了植物受到鉻危害的程度，所以廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所劉同旭研究員團(tuán)隊建立了一個動力學(xué)模型，用于研究Cr(VI)進(jìn)入土壤系統(tǒng)后的動力學(xué)轉(zhuǎn)化過程。

研究內(nèi)容：

采用外源添加Cr(VI)到土壤中，0-105天分時段取樣，測定提取態(tài)Cr(VI)、Cr(III)含量變化。后期利用該土壤進(jìn)行小麥相對根伸長實驗，加以驗證其植物毒害水平。根據(jù)不同時間EDTA (pH=7)提取態(tài)Cr(VI)、Cr(III)的含量，建立一個老化還原的動力學(xué)模型。模型擬合后可以計算不同土壤中Cr(VI)、Cr(III)老化的速率以及Cr(VI)還原速率（如表1所示）。

表1土壤中提取態(tài)Cr(VI)還原與老化的反應(yīng)過程

研究結(jié)果表明湖南水稻土中Cr(VI)的老化和還原速率快于山東潮土，而Cr(III)在潮土中老化速率較快(如圖1所示)。根伸長試驗結(jié)果表明，水稻土的相對根伸長為66.7%，潮土的相對根伸長為3.6%，說明水稻土中Cr(VI)的植物毒性明顯減輕，而在潮土中植物毒害較大。

圖1水稻土(a)和潮土(b)中提取態(tài)Cr(VI)和Cr(III)的含量

結(jié)果討論

供試土壤性質(zhì)如表2所示。兩種土壤老化還原速率差異較大是因為鉻的形態(tài)轉(zhuǎn)化受pH、有機質(zhì)、比表面積、非晶質(zhì)鐵氧化物等土壤性質(zhì)的共同作用。土壤中非晶質(zhì)鐵氧化物含量越高，比表面積越大，Cr(VI)吸附更快，老化速率較快。有機質(zhì)可以作為還原劑促進(jìn)Cr(VI)還原成Cr(III),在pH近中性時(pH 6~7)，還原作用也較強。Cr(III)老化速率主要受pH影響，在高pH值下Cr(III)易吸附、沉淀。

文章來源

Yang Yang, Yemian Peng, Zesheng Yang, Pengfei Cheng, Fangbai Li, Meng Wang,Tongxu Liu*. (2018). The Kinetics of Aging and Reducing Processes of Cr(VI) in Two Soils.Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology.

https://link.springer.com/article/10.1007/s00128-019-02585-2

原標(biāo)題:土壤世界里，“鉻”走各的路