小麦根际土壤汞的分布和形态变化

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1、侯明等：小麦根际土壤汞的分布和形态变化1845小麦根际土壤汞的分布和形态变化侯明，张利香，那佳桂林工学院材料与化学工程系，广西桂林541004摘要：采用根际箱试验和连续化学萃取法，结合氢化物原子吸收光谱法，研究了非根际和根际土壤汞形态分布特征及小麦（Triticumaestivum）生长期土壤汞形态变化。结果表明，非根际汞形态分布顺序为：残渣态>强有机质结合态>碳酸盐铁锰氧化物结合态>腐殖酸络合态>水溶态>交换态，根际汞形态分布为：残渣态>碳酸盐铁锰氧化态>强有机质结合态>交换态>腐殖酸络合态>水溶态。当外源汞进入土壤后，在小麦生长60d内，植物吸收使残渣态汞和水溶态汞含量明显降低，交换态

2、汞和碳酸盐铁锰氧化态汞含量增加。土壤汞污染程度越大，在小麦中积累的汞就越多，其生物毒性增强，环境危害加大。关键词：根际土壤；小麦；形态；汞中图分类号：X131.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）05-1843-04侯明等：小麦根际土壤汞的分布和形态变化1845根际是土壤中受植物根系及其生长活动影响的微域环境，根际环境独特的物理、化学和生物学性质能使重金属形态发生变化，改变其迁移性和生物有效性，从而影响植物对它们的吸收[1-2]。因此，研究根际土壤重金属的形态及其变化对了解土壤-植物系统中重金属的环境行为有重要意义。近年来有关根际环境对土壤重金属形态变化的研究已有报道[

3、3-5]。Yousef[6]等采用根际箱法研究发现镍在土壤植物系统迁移时，小麦（Triticumaestivum）根际土壤镍的植物有效性和可迁移性高于非根际。Linehan[7]等在研究根际土壤铜和锌形态变化时发现，根际土壤溶液铜和锌含量远高于非根际土壤。此外陈有鑑[8]等人也有相似发现，但是关于根际土壤汞形态变化的研究罕见报道。连续萃取法是用各种提取剂对土壤重金属的各个形态进行连续提取，并采用一定的方法测定其各形态含量，通过这种方法可以揭示金属元素和土壤固相组分的结合形态，了解它们在土壤中的吸持、富集、迁移和转化过程。本文采用根际箱试验，在小麦生长的不同时期取样，利用连续化学萃取―氢化物

4、原子吸收光谱法研究了根际土壤各种汞形态的变化。1材料与方法1.1供试土壤土样采自桂林市七星公园以东花园村菜地土壤，供试土壤有机质含量11.24g·kg-1，pH值5.74，CEC7.43cmol·kg-1，土壤N、P、K含量分别为1.08，0.932，16.4g·kg-1，土壤汞含量背景值为0.1031mg·kg-1。土样风干后过1mm筛，每kg土施N（尿素）0.2g，P2O5（KH2PO4）0.1g，K2O（K2SO4）0.1g作底肥，以粉末形式加入土中混匀，陈化1周，土壤加汞量分别为0、2、5、8、10mg·kg-1HgCl2。1.2根际箱试验根际箱装置由上下两部分组成。上盒(70mm

5、×70mm×35mm)用500目孔径尼龙纱网封底与下盒(80mm×80mm×50mm)分隔。如图1所示。上下盒各盛150g土样。先在上盒移栽已发芽露白小麦9颗，每天补充去离子水。为形成根垫，在下盒表面加一层500目尼龙纱网，称取过1mm筛并充分混匀的土样20g平铺在纱网上(厚约2mm)，使根垫与土壤紧密接触。每天补充去离子水使土壤含水量保持在饱和含水量45%左右。将根际箱置于强光照培养箱内。光照和非光照时间分别为14和10h，对应温度30和26℃。图1根际箱结构图Fig.1Structureofrhizospherebox在小麦生长的第15，20，30，50，60d侯明等：小麦根际土壤汞的

6、分布和形态变化1845取土样。土壤样室温下晾干后，玛瑙研钵磨细过100目筛，装入样品袋，于干燥器中保存。1.3分析方法1.3.1土壤中总汞含量的测定准确称取0.1000g土壤样于25mL比色管中，加入5mL王水溶液（王水＋水＝2＋1），在沸水浴中消解0.5h，摇匀后再消解1h，取出冷却，水稀释至刻度，用氢化物发生原子吸收分光光度法测定汞含量。1.3.2土壤汞形态分析方法采用连续提取法[9-13]进行土壤汞的形态分析，具体步骤如表1所示。表1土壤不同形态Hg的连续提取法Table1SequentialextractionprocedureforHgspeciesinsoilsamples形态

7、名称提取剂提取条件水溶态X1水常温下振荡2h，土∶液＝2∶5交换态X20.5mol·L-1MgCl2常温下振荡3h，土∶液＝2∶5腐植酸络合态X30.1mol·L-1NaOH+0.1mol·L-1Na4P2O7放置过夜后，振荡2h，土∶液＝2∶5碳酸盐铁锰氧化物态X41mol·L-1HCl常温下振荡1h，土∶液＝2∶5强有机质结合态X530%H2O280℃水浴中浸提4h，冷却后振荡30min，土∶液＝2∶5残渣态X6王水