20 / 2023-09-28 12:31:49

冻融作用下团聚体周转对土壤中镉滞留和释放的影响机制

heavy metal pollution,Freeze-thaw cycle

冻融作用广泛发生在我国中高纬度及高海拔地区。土壤冻融过程中，土壤水分的相变及其伴生现象会引起土壤性质如土壤铁锰氧化物、溶解性有机质等分布和含量的变化，进而影响土壤中重金属的迁移转化行为冻融作用主要通过影响土壤团聚体周转而影响土壤中污染物的迁移转化行为。本研究通过室内模拟冻融实验和田间冻融实验，结合稀土元素标记的方法对土壤团聚体周转路径进行示踪，以此揭示冻融作用下不同粒级土壤团聚体之间的崩碎和团聚机制，及其所引起的土壤性质变化与土壤重金属迁移转化之间的关系。研究发现冻融循环对土壤团聚体的周转方向受含水量影响显著。冻融作用改变了土壤团聚体的镉吸附能力，提高了粒径106-500 μm团聚体的镉负载量。田间冻融作用下，土壤胶体主要来自于小粒径团聚体，但冻融作用可以增大对大团聚体的破坏，使来自大团聚体的胶体增加。春季冻融后的土壤团聚体稳定性和周转时间高于秋季冻融后的土壤团聚体，秋季冻融过程增加了≥0.25 mm团聚体的可交换态镉的含量，而春季冻融过程对土壤的镉交换量没有影响。与实验室条件相比，季节性冻融过程降低了全土和不同粒级特团聚体的镉释放量。本研究表明，季节性冻融作用可以通过直接或间接地改变土壤团聚体的周转行为而影响土壤中迁移转化行为。