硫素对氧化还原条件下水稻土氧化铁和砷形态影响

• 作者: 唐冰培 张亚楠 朱云集 杨世杰 王丹 王代长 饶伟
• 来源期刊: 环境科学
• 学科: 地球科学
• 关键词: 硫素 氧化还原 水稻土 土壤氧化铁形态 土壤砷形态
• 年，卷（期）: 2014,（10）
• 页码范围: 3851-3861
• 页数: 11页
• 分类号: X53
• 语种: 中文
• DOI: 10.13227/j.hjkx.2014.10.030

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朱云集	河南农业大学资源与环境学院	122	3446	34.0	52.0
2	王代长	河南农业大学资源与环境学院	28	281	12.0	15.0
3	饶伟	河南农业大学资源与环境学院	14	123	8.0	11.0
4	张亚楠	河南农业大学资源与环境学院	4	62	3.0	4.0
5	王丹	河南农业大学资源与环境学院	5	55	3.0	5.0
6	杨世杰	河南农业大学资源与环境学院	2	36	2.0	2.0
7	唐冰培	河南农业大学资源与环境学院	2	36	2.0	2.0