论文总字数：23110字

摘 要

研究通过室内培养铜污染土、模拟冻融过程以及土柱淋溶试验，研究冻融过程中冻融循环次数和土壤含水量对土壤理化性质及土壤中重金属铜迁移性的影响。结果表明：①冻融作用能够增大土壤的pH和电导率EC，降低土壤浸提液中溶解性有机质DOM含量。随冻融次数的增加，土壤的pH先略变大后略变小，EC和DOM含量增加。随含水量的增多，土壤的pH先略降低后略增加，EC不断增大，DOM含量的变化受土壤的类型影响。②随冻融循次数的增加，铜的迁移能力增强，淋滤液中Cu² 浓度和Cu² 累积淋出量变大，同时也增大了淋滤液的pH、EC和DOM含量。③当冻融含水量为120％时，淋滤液中的Cu² 浓度和Cu² 累积淋出量均达到最大，此时Cu的迁移性最强。对于两种土壤，含水量对Cu² 的累积淋出量的作用均可表现为：120％gt;60％gt;30％gt;90％。土壤1淋滤液的pH及EC随冻融土壤含水量的增加而增大；土壤2淋滤液的pH处于波动变化，且EC随含水量的增多先增大后减小。

关键词: 冻融交替 铜 迁移性

The effect of freeze-thaw process on the mobility of copper in soil

Abstract

The effect of freeze-thaw process on on the mobility of copper in soil was investigated through the indoor cultivation of copper contaminated soil, simulated freeze-thaw process and soil column leaching experiment. The results showed that: ①Freeze-thaw process could increase soil pH and EC, and reduce the content of dissolved organic matter DOM in the soil extract. As the number of freeze-thaw cycles increased, the pH of the soil increased first and then decreased, and the EC and DOM contents increased. With the increase of water content, the pH of the soil decreased first and then increased, and the EC increased continuously. The change of DOM content was affected by the type of soil.②The freeze-thaw cycle increased the concentration of Cu² , pH and EC in the soil leachate. As the number of freeze-thaw cycles increased, the concentration of Cu² in the leachate and the cumulative amount of Cu² leached continuously increased, while the pH, EC and DOM content of the leachate also increased. ③When the water content was 120% field capacity, the concentration of Cu² in the leachate and the accumulated Cu² leached from the two soils reach the maximum. For both soils, the cumulative leaching amount of Cu² could be expressed as: 120%gt;60%gt;30%gt;90%. As the freeze-thaw soil water content increased, the pH and EC of soil 1 leachate increased, and the pH of soil 2 leachate fluctuated, and EC increased first and then decreased.

Key Words: freeze-thaw cycle; copper; mobility

目 录

摘要……………………………………………………………………………………I

Abstract………………………………………………………………………………II

第一章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.1.1土壤重金属的污染及危害 1

1.1.2土壤冻融作用的形成 1

1.2 冻融过程对土壤理化性质的影响研究进展 2

1.2.1 冻融过程对土壤理化性质的影响 2

1.2.2 冻融过程对土壤微生物特性的影响 3

1.2.3 冻融过程对土壤矿化作用的影响 3

1.3冻融过程对土壤重金属迁移转化的影响研究进展 4

1.3.2冻融过程对土壤重金属吸附/解吸的影响 4

1.3.3冻融过程对土壤重金属迁移的影响 5

1.4本研究内容、目的及意义 7

第二章实验部分 8

2.1实验试剂与仪器设备 8

2.1.1实验试剂 8

2.1.2实验仪器 8

2.2样品采集与预处理 8

2.2.1供试土壤 8

2.2.2培养铜污染土 9

2.2.3土壤冻融处理 10

2.3土壤理化性质的测定 12

2.3.1 pH及电导率(EC) 12

2.3.2饱和持水量 12

2.3.3溶解性有机质（DOM） 12

2.4模拟土柱淋滤实验 13

2.5数据处理及分析 14

第三章 实验结果讨论与分析 15

3.1冻融过程对土壤理化性质的影响 15

3.1.1土壤pH 15

3.1.2电导率(EC) 15

3.1.3溶解性有机质(DOM) 16

3.1.4小结 17

3.2冻融过程对土壤中Cu淋溶迁移的影响 18

3.2.1冻融过程对水在土柱中迁移速度的影响 18

3.2.2冻融次数对土壤中Cu淋溶迁移的影响 18

3.2.3冻融含水量对土壤中Cu淋溶迁移的影响 23

3.2.4小结 27

第四章 结论 28

4.1总结 28

4.2展望 29

参考文献 30

致谢 33

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1土壤重金属的污染及危害

土壤是人类不可或缺的自然环境，随着全球经济化、城市工业化的快速发展，我国土壤重金属污染问题日趋严重。导致土壤污染的因素众多，工业废水废气的不恰当排放^[1]、公路及铁路交通运输 ^[2]、农业化肥的施用^[3]、开采矿产及生活垃圾外渗均会使含重金属污染物质渗入土壤，这些重金属污染物污染范围广、隐蔽性强、持续时间久、容易被土壤胶体吸附而积累^[4]，不能被微生物分解，反而重金属的毒性能影响菌落的形成，导致微生物种群的变化，进而抑制土壤中微生物过程^[5]。此外，土壤污染还可能成为二次污染源，污染水体、大气、生物，土壤中的重金属通过植物吸收，发生迁移，再经食物链的生物累积、生物放大等作用对人类安全构成巨大的威胁。

铜作为植物生长发育所必需的营养元素，能够参加植物的光合作用，促进蛋白质的代谢合成，并合成细胞壁，对生命体的成长发育起着至关重要的作用^[6]。土壤中的铜元素又会在植物体内富集累积产生毒害作用，一旦达到某一阈值就会阻碍植物生长甚至造成死亡。土壤中铜污染来源广泛，主要分为自然源和人为源^[7]。同时，土壤对污染物的承载力也具有一定限度，三废的排放、矿产的开发以及含铜农药化肥的使用导致土壤铜污染愈发严重，远远超过土壤环境容量，对生态系统的稳定和人类的安全造成严重威胁，土壤铜污染问题也逐渐引起人们的高度重视^[8]。

1.1.2土壤冻融作用的形成

冻土是在0℃以下形成的，是含冰晶的各种岩石和土壤组成的特殊土水体系。我国多属于季节性冻土类型^[9]，即存在着冬冻夏融的现象。

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