砷污染及治理

環(huán)境污染文摘退化土地，在歷史上從不同來源的工業(yè)廢水污染和生物能源燃料的生產(chǎn)提供了一個轉(zhuǎn)換的機(jī)會，也通過增加土壤中有機(jī)添加物的碳匯。在盆栽試驗中，由于流動性是在三個不同的棕土壤與綠色垃圾堆肥（GWC中，30%V/V）或生物炭（公元前20%V/V）與芒草種植，研究修訂。使用GWC中提高作物產(chǎn)量，但影響不大，但作為吸收葉面肥的比例，從根到葉子轉(zhuǎn)移之間的三個土壤相當(dāng)不同。它也增加了土壤孔隙水溶解的碳濃度，影響了鐵和作為流動。公元前影響不太明顯，但對有機(jī)碳，鐵，磷和pH值兩項修正案的影響可能是由于浸出地下水中的關(guān)鍵。日益增長的芒沒有顯著的效果機(jī)動性。2009年教育部博士點基金—有限公司版權(quán)所有。介紹生物能源作物提供了一個可再生能源來源，而且已經(jīng)預(yù)測，英國的能源約12%可被生物衍生材料供應(yīng)到2050年，雖然是有限的范圍內(nèi)實現(xiàn)這個目標(biāo)，由于限制土地供應(yīng)，并與糧食作物競爭.使用7%的農(nóng)業(yè)土地就需要滿足2010二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)（佚名，2004）。然而，在英格蘭有棕地（先前已開發(fā)的土地）的估計有66,000公頃，是空置或無主的等待重建（全國土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，2001年）。這可以提供一個重要的機(jī)會，培養(yǎng)生物能源作物而不影響對農(nóng)業(yè)用地。作為目前被忽視的資源，改擴(kuò)建和城市土壤正在被人們關(guān)注著.城市和棕土壤退化，缺乏進(jìn)口的再生綠色廢物，如土壤或土壤中形成的材料，以改善其性能的一個顯著表土。重建的殘余污染物從大氣沉降和前使用掛鉤等土地相關(guān)的問題。（迪金森，2003年）改善土壤特性與堆肥可以固定金屬，這些以后可堆肥分解釋放?，F(xiàn)在歐盟要求生物可降解垃圾廢料轉(zhuǎn)移已經(jīng)導(dǎo)致了越來越多的綠色垃圾堆肥（GWC中）既是一個棕土地覆蓋和土壤形成的材料。生物炭（BC），木炭，增加土壤肥力，同時改善土壤結(jié)構(gòu)和生物活性，已被證明。機(jī)質(zhì)（OM），神（As）流動性的影響超過了協(xié)議。例如，Mench等。（2003年）和哈特利等。（2009）觀察到的大量增加，在浸從土壤溶解有機(jī)碳（DOC）的競爭例如在氧化鐵表面的吸附位，可能是由于堆肥，造成流動性和后續(xù)的植物吸收增加。相比之下，曹，馬（2004）使用堆肥修復(fù)CCA污染土壤和記錄作為吸附效果，是在別人發(fā)先的堆肥應(yīng)用之后。（許等，1991;Perezde-莫拉等，2007。）目前的工作目標(biāo)是：（一）以評估兩個有機(jī)處理（GWC中和BC）三名各種污染土壤中生長的生長和吸收在芒草xgiganteus的影響，及（ii）以確定是否水溶性有機(jī)碳（WSOC的），由于流動性影響了這些修正案所得，評估，通過改變土壤孔隙水的濃度。材料與方法2.1研究地點和神的來源。三種土壤神污染的不同來源，以溫室為主調(diào)查收集。地點1,Rixton粘土坑（以下簡稱為Rixton）在沃靈頓附近，柴郡（英國一郡名）（53_24034.8000N2_28038.8000W），是一個地區(qū)毗鄰磚廠，在那里粉煤灰

（CFA）和其它工業(yè)廢棄物進(jìn)行處理。CFA是堿性的，主要環(huán)境問題是由于浸出金屬，煤炭灰沉淀池（loids），造成藥害（普拉薩德等人，1996年）。從坑的粘土被用來制磚，直到20世紀(jì)60年代中期。地點2于兩個運河之間的特倫特河畔斯托克附近（以下簡稱Kidsgrove）（53_05028.4600N2_15019.0300W）。已經(jīng)從一個運河疏浚泥沙沉積河堤上分開的兩個水道。這是，包括銅和鋅與神和重金屬污染;后者可能源于顏料廠進(jìn)一步進(jìn)入運河。沉積物中的起源尚不清楚。地點3是堆積在默頓的一個前垃圾填埋場，圣海倫火山摩根，默西塞德郡（以下簡稱為默頓堆積53_27033.2100N2_42050.1600W）。從1873年作為一個堿工程的運作的工業(yè)面貌，隨后該地區(qū)發(fā)展成一個廢棄的工業(yè)垃圾場勒布朗過程中的廢物污染的淺層土壤（10-30厘米）。繼20世紀(jì)80年代整治6.6公頃，現(xiàn)在是深入割完開闊的草原（主要是多年生黑麥草（黑麥草）和約克郡霧（絨毛西瓜））用于公共娛樂場所內(nèi)，住宅和工業(yè)區(qū)。采集和制備土壤樣品土壤樣品收集有以下指導(dǎo)原則，根據(jù)ISO10381-1和-2。整個位置使用非系統(tǒng)的模式（形成W）進(jìn)行抽樣。容量（50公斤）的表層土壤樣品（0-10厘米），從每個位置獲得。表1提供的主要特點是未經(jīng)處理的土壤。均質(zhì)樣品在實驗室用水泥攪拌車攪拌。對于每一個樣品點，一個子樣本取自均質(zhì)土壤。這些土樣風(fēng)干一個星期。被粉碎，過篩顆粒大小<4mmdiameter的干土，然后每份土壤實驗使用前被確定為pH值，有機(jī)質(zhì)含量，速效磷和總金屬濃度。雖然目前還沒有專業(yè)理想的應(yīng)用率。加工后的土壤，手徹底拌勻，然后蘸以70%的土壤持水能力與蒸餾水（西隧），并在室溫下的塑料袋內(nèi)14天后轉(zhuǎn)移到塑料壺（5公斤）?？紫端蓸右坏┯猛撂顫M，每盆10厘米以下的“Rhizon土壤孔隙水采樣，在45—角度插入一側(cè)鉆一個洞.這些由多孔聚合物管一端插進(jìn)土壤（10厘米）。這是連接到一個PVC管（10厘米）和魯爾鎖連接器，孔隙水是使用注射器和真空集熱管（克萊門特等，2008）獲得。與對照組對比處理pH值，水溶性有機(jī)碳，神，P（磷）和Fe（鐵），孔隙水樣品進(jìn)行了分析。分析方法土壤pH值，確定用20克干樣品與去離子水（50毫升）的水泥漿混合。上清測試，使用PHM85精密pH計。有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行了測定losson-ignition（LOI）（450_C）?？稍谖唇?jīng)處理的土壤土壤磷素（PO34_）Olsen法測定（Olsen等，1954）?？紫端扇苄粤祝≒）通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進(jìn)行濃度測定（ThermoScientific的ICPOES，馬，美國）。神，銅，鋅，鎘和竦的測定土壤樣品中的濃度（毫克L_1）風(fēng)干（25度C）。。。解決方案時用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（2x系列的ICP-MS，美國馬薩諸塞州的ThermoScientific）進(jìn)行了分析。參照國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的水（NWRITMDA-62）和一個標(biāo)準(zhǔn)的參考土壤（CMI7004）摘要定期檢查的準(zhǔn)確性。使用一個TOC-VE，島津水儀（島津制作所，日本東京），溶解有機(jī)碳和氮的測定。固體樣品中的無機(jī)碳和總碳測定使用TOC-VE/SSM-5000A（900度C）。一種連續(xù)的提取是專為進(jìn)行土壤平衡修復(fù)的。在提取過程中使用的所有試劑均為分析純。土壤樣品（1.00克）稱重NALGENE聚丙烯離心管中，并在提取過程的所有階段進(jìn)行管，以減少土壤流失。以下五個步驟，由Shiowatana等，修改。（2001年）被用來評估亞洲土壤處理的分布：（1）水（溶于水）；（2） 碳酸氫鈉0.5米（表面吸附）；（3） 0.1M氫氧化鈉（鐵和鋁相關(guān)）（4） 1M鹽酸（碳酸鹽方向）；（5） 硝酸（殘渣（統(tǒng)計）；原來的方法使用硝酸-HF）。植物的生長和吸收研究準(zhǔn)備好被污染的土壤（2.2節(jié)），種植芒草xgiganteus根莖上述所述的塑料壺（5公斤容量，直徑為32厘米）。根莖源于約翰內(nèi)斯?福爾克，丹麥，北歐的生物質(zhì)，并由約翰?阿莫斯公司提供（萊明斯特，赫里福德，英國）。根莖洗（自來水）和清洗，以除去殘留的泥炭堆肥，然后單件分開，含2-3個芽種植到每個盆內(nèi)（10厘米長）。每次處理進(jìn)行了一式三份。在溫室中進(jìn)行的實驗，把植物都放置在塑料盆了，防止日常澆水時有滲濾液排出，進(jìn)行為期8個月的植物生長實驗。觀察根/莖/芽的變化用不銹鋼剪刀，收割芒草超過地面1厘米以上的枝葉。材料用去離子水沖洗，除去從根莖中殘留的土，用紙巾吸十，直到十，鮮重達(dá)35度C烘箱干燥五天。十燥后重新稱重，然后用不銹鋼的弗里奇切割器磨碎。磨碎的樣品分析之前，在聚乙烯容器存儲。土壤從根莖和根系中被拆除，分離和去離子水沖洗。然后，他們被放置到一個聲波器里，以消除附著在表面的細(xì)顆粒物。像洗滌葉子一樣再將它們洗凈一遍。植物材料的微波消解使用CEM的“火星快車”微波消解儀，消化植物樣品。重干燥，磨細(xì)植物材料成消解罐（120毫升）加入到1400萬硝酸（10毫升）Analar級（0.2克）。消解進(jìn)行了一式三份，并通過ICP-MS的分析。鮑恩斯的芥蘭粉（鮑文，1974年，卡茨，2002年）被用來作為植物質(zhì)量評價的一個參考標(biāo)準(zhǔn)。平均回收率為124_9.7%。統(tǒng)計分析在三種土壤神濃度相似，60至72毫克公斤_1（表1）之間不等。在英國carbonwas在土壤中主要表現(xiàn)為三種有機(jī)形式，像P和Fe一樣，以化合物形式存在于礦物中。Rixton土壤有較高的粘土含量和較高的pH值，少沙和較低的有機(jī)質(zhì)，水溶性的C和NKidsgrove土壤有較高的鐵。修訂（見表2）增加了在所有土壤的有機(jī)碳（見表3）°GWC和BC是因為根據(jù)不同原料和生產(chǎn)過程而眾所周知的。在這種情況下,BC全碳（TC）,類似于典型值的75%（萊曼,2007）但是P比萊曼（2007）進(jìn)行的吸附磷酸鹽值要高（大約0.03%）。生物炭的土壤堿性較未經(jīng)修正的要高（圖7）。植物的吸收綠色垃圾堆肥芒草產(chǎn)量大幅增加，但這在不列顛哥倫比亞省的影響不大（見表4）。生物質(zhì)生產(chǎn)作為富集土壤的抑制作用，在與參考泥炭堆肥，其中產(chǎn)量為近一倍GWC中修訂的Kidsgrove土壤比較明顯。有益于植物生長的GFC，而BC責(zé)沒有任何效果，反映在葉片的葉綠素含量［數(shù)據(jù)顯示］上。即沒有明確的有害影響也沒有明確的芒作為吸收效果，有枝葉地方土壤中Kidsgrove濃度輕微低于其他土壤（圖1b）。然而，大幅度增加進(jìn)入默頓堆積土壤中的根和根莖，約10%作為池被轉(zhuǎn)移到葉子（Kidsgrove土壤）。在Rixton土壤中盡管根吸收量很低，卻全部轉(zhuǎn)移到了葉上，混淆這種模式。由于土壤中的遷移神的不穩(wěn)定增強(qiáng)了在氣水界面的結(jié)合，記錄組分在水中高濃度和表面吸附的可溶性（圖2）。由于流動性，生物炭有一點顯著的影響。在無污染的植物原料的正常范圍內(nèi)的在芒草觀葉植物毒性的微量元素濃度。銅，鋅，竦的樹葉最高記錄濃度分別為5.25,21.7%和2.94毫克kg_1分別。相同的分餾過程表明，這些潛在的藥害的微量元素（銅，鋅，竦）為主要（＞40%），勢必在所有的土壤［數(shù)據(jù)］不顯示碳酸鹽；有限的流動性會進(jìn)一步減輕對生長和吸收的不利影響。地下水水溶性有機(jī)物的顯著增加（P_0.001）以下的氣水接觸面摻入試驗土壤一樣溶于水的鐵濃度（P_0.001）（圖3-5）在未經(jīng)處理的土壤相比，改善的Kidsgrove和Rixton土壤GWC中，P含量顯著增加（P_0.001）（圖6）。增加流動性對Rixton土壤生物炭改善有（圖5）強(qiáng)烈的效果，但沒有其他;BC的改善對水溶性有機(jī)碳、神、和鐵沒有任何關(guān)系。比未經(jīng)處理的土壤，所有純C處理的土壤中的鐵濃度明顯降低。與沒有芒草生長的時候相比，有芒草生長的時候?qū)ι竦牧鲃有杂绊懖淮蟆?.討論盡管土壤在三個測試中的濃度相似，只是由于流動性和生物利用度它們之間存在著本質(zhì)上的差異。這很可能是污染的不同來源，特別是在P，pH值，鐵，OM和水溶性有機(jī)碳濃度之前，它們之間存在的和修訂后增加的差異（表1和3）。BC和GWC都說明引進(jìn)的有機(jī)碳可能有進(jìn)一步大幅影響的大池。大多數(shù)的作者都知道，BC以前沒有得到應(yīng)用，神污染土壤，以評估其對保留和非金屬的流動性的影響。在本研究中，無論是氣水接觸面的實驗還是BC的實驗都沒有大幅改變芒草葉面對神的吸收。一種解釋可能會增加磷的有效性，由于攝取的限制；磷酸鹽和神的化學(xué)相似性和運作情況說明他們可能會被植物爭著吸收（阿德里亞諾，2001年）。磷酸鹽是有限的，由于考慮到植物吸收率較高，由于低磷酸鹽的狀態(tài)（Thompson等，1990）下刺激植物對磷酸鹽的吸收系統(tǒng)。低磷條件下，在未曾作出研究的情況下加強(qiáng)吸收，甚至在未經(jīng)處理的土壤中進(jìn)行。默頓堆積更高比例的神被吸收，土壤含磷最高的地方，需要一個不同的解釋。因此，可以調(diào)節(jié)氣水接觸面中磷在土壤中的富集（Qafoku等人，1999年。；哈特利等，2009），在孔隙水主要是由于競爭力的陰離子交換Peryea，（1991），但不增加被植物攝取的量。水溶性有機(jī)碳是土壤中最流動的部分和有機(jī)配合物（曹等，2003），可協(xié)助在，轉(zhuǎn)讓ofmetal（loids）通過土壤的有機(jī)配體。雖然通常是有益的退化土壤有機(jī)質(zhì)，有些人擔(dān)心污染物的溶解度也可以通過增加可溶性有機(jī)復(fù)合物的形成，由于摻入碳豐富的堆肥和黃（周，2001年；Mench等，2003。）。在本研究中，經(jīng)過氣水接觸面處理的所有測試土壤中土壤孔隙水含神的顯著增加，而且調(diào)節(jié)P的富集如上所述，有可能是一個重要的可溶性鐵和復(fù)雜的有機(jī)酸作為不穩(wěn)的額外影響。在最近的實驗室調(diào)查，王和穆利根（2009）調(diào)查得出神的流動與鐵的流動有密切相關(guān)的尾礦處理與腐植酸中。他們發(fā)現(xiàn)，腐殖酸的存在推動水鐵腐植酸防止形成鐵的氫氧化物的復(fù)合物的形成，從而減少在尾礦保留。氣水接觸面中除了在本研究中的污染土壤導(dǎo)致的鐵濃度顯著較高外與孔隙水相比，未經(jīng)處理的土壤也顯得很高（圖3-5）?？赡苡绊懙叵滤鋈荑F神吸附和共沉淀的機(jī)制，通過可溶性神金屬有機(jī)配合物的形成和調(diào)節(jié)。由于濃度最高的地下水，觀察在默頓堆積和Kidsgrove土壤含有鐵的堆積（表1）。黃腐酸，但不腐殖酸也被證明為浸出增加了競爭結(jié)合位點，如鐵礦（格拉夫等人，2002年）的非金屬。水溶性有機(jī)碳的濃度大，從氣水接觸面中可能會在競爭吸附位置由于流動性進(jìn)一步增強(qiáng)，從鐵的氧化物（雷德曼等，2002）中被取代。這些帶負(fù)電荷的溶解有機(jī)物質(zhì)的出現(xiàn)，可以通過神在土壤中的流動性（林等，2008）增大神的被吸收量。因此，對于調(diào)動土壤中的神，溶解有機(jī)碳可能發(fā)揮了重要的作用，調(diào)動土壤中（格拉夫等人，2001年）。在這個實驗中，生物炭只有微不足道的影響，雖然有一些證據(jù)證明在Kidsgrove和Rixton土壤孔隙水中增加。然而，神的流動性顯然不受水溶性有機(jī)碳和鐵的影響?？赡苁怯捎谔岣吡送寥赖膒H值（圖7），這本身可能調(diào)動神對的任何生物炭的影響。神被稱為是由于氧化鐵表面（制造喬恩和LEPP2007）的吸附作用的酸性土壤移動：作為吸附的pH值的作用是重要的，尤其是在氧化鐵表面，在堿性pH值導(dǎo)致ASV解吸，有時神（AsIII）（耆那教等，1999）。然而，由Shelmerdine等人植物修復(fù)的研究。從歷史的角度來看，英國的土壤神污染表明了以上所述是不完全正確的，顯示神的溶解性與pH成反比。他們得出的結(jié)論，這可能是由于在調(diào)查中選用的土壤不同所致。生物炭土壤的修正案已被先前的研究顯示，導(dǎo)致生物活性營養(yǎng)成分高濃度（萊曼等人，2003年），雖然公BC出現(xiàn)強(qiáng)烈吸附磷酸鹽（萊曼，2007年）。生物炭，以前的研究能提高土壤pH值，提高生物對P的利用度（下盧卡斯和戴維斯，1961年）。神與BC的流動性可能是由于從P的競爭結(jié)合位點和增加土壤堿度組合。未受到神污染的標(biāo)準(zhǔn)，在未受污染的土壤范圍之間不斷增長1和1.7毫克kg_1十重植物芽。而錢尼（19