DGT和CaCl2提取下冶炼场地及周边土壤Cd固液分配特征

周子若,彭 驰,姜智超,刘 旭,郭朝晖,肖细元

DGT和CaCl2提取下冶炼场地及周边土壤Cd固液分配特征

周子若,彭 驰*,姜智超,刘 旭,郭朝晖,肖细元

(中南大学冶金与环境学院,环境工程研究所,湖南 长沙 410083)

通过梯度扩散薄膜(DGT)和CaCl2等提取方法,研究了典型冶炼场地及周边多种类型土壤中Cd有效态含量和固液分配特征,并构建回归预测模型. 结果表明: 场地渣土混合土壤、林地表层和深层土壤中Cd有效态含量较高,DGT提取结果分别为23.2, 1.90和2.53μg/kg,农田深层土壤、杂填土和素填土较低,分别为0.03, 0.05和0.03μg/kg. 土壤Cd固液分配系数(d)在杂填土、素填土、渣土混合土壤中最高,黏土、农田土壤次之,全风化土和林地土壤最低. 总体上DGT测定的d值高于CaCl2测定结果,CaCl2土液比、提取液pH值显著影响d值结果(<0.05). CaCl2提取结果能够通过线性回归有效预测DGT测定的d(2=0.89～0.93).

薄膜梯度扩散(DGT)；土壤；固液分配系数；土液比；回归预测模型；重金属

铅锌冶炼活动常造成周边土壤重金属严重累积[1].土壤重金属有效态含量是指易被生物利用或随土壤水分运移的组分.研究表明冶炼场地及周边土壤中Cd有效态占比高,相对于Pb、Cu、Zn、Mn等重金属迁移性更强[2-3].土壤中过量的有效态Cd会影响植物的生长发育[4]、降低作物的产量并威胁农产品安全[5].同时土壤Cd可以通过饮水和食物链等途径进入人体,威胁人体健康[6-7].

土壤重金属有效态含量受到多种因素的影响,如土壤pH值、有机质、重金属总量等[8].同时其测定方法也较多,提取方法、提取剂类型、土液比(/)和提取时间等均会影响测定结果[9].常见的土壤重金属有效态提取方法,如DTPA法、EDTA法、CaCl2法和梯度扩散薄膜技术(DGT)等,常用于预测重金属植物可利用态含量[10].固液分配系数(d)是重金属在土壤固相和液相平衡浓度比值[11],是环境模型预测和定量评估土壤重金属地表径流和下渗迁移速率的关键参数[12-13].CaCl2法和DGT提取法都常用于测定土壤重金属的d值, CaCl2提取方法成本较低,但只能提供一个近似土壤溶液的缓冲环境,无法体现实际土壤环境中金属在扩散作用下吸附解吸过程[14].DGT作为新兴的土壤重金属有效态含量测定方法,其测量过程考虑了固相与孔隙水之间的金属交换动力学,具有原位、被动、仿生等优点[15],但其缺点为测定成本高.因此阐明CaCl2提取与DGT测定结果间的定量关系,将有利于大量样本下土壤重金属的固液分配特征与迁移风险研究.

本研究以某冶炼企业及周边多种类型土壤为对象,通过DGT法和CaCl2法提取测定土壤Cd有效态含量,研究:①冶炼场地及周边土壤中Cd有效态含量特征;②土壤性质和提取方法对土壤Cd固液分配系数的影响;③建立CaCl2和DGT提取测定d之间的回归模型,为场地土壤重金属环境风险评估和溶质运移模型提供关键参数和方法支撑.

1 材料与方法

1.1 土壤样品与实验设计

在湖南省株洲市某典型铅锌冶炼场地及周边区域分类采集9种土壤,包括冶炼厂内渣土混合土壤、全风化土、黏土、杂填土及素填土,场地周边的林地土壤(表层0～20cm和深层20～40cm),农田土壤(表层0～20cm和深层20～40cm).土壤样品用HF- HNO3-HClO4消解法[16]处理,使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES,iCAP 7400,Thermo)测定土壤Cd总量.pH值利用PHS-3C酸度计进行测定,有机质含量选用重铬酸钾容量法,并用元素分析仪(Vario EL,Elementar)测定.各类型土壤Cd总量和理化性质分析结果见表1.

表1 供试土壤Cd总量及相关性质

1.2 土壤重金属有效态提取方法

选取DGT[17]和CaCl2提取法[18-19]测定9种土壤重金属有效态含量.CaCl2测定法设置了4组实验,包括:①提取液pH=5,土液比1:10(/);②提取液pH=5,土液比1:0.5(/);③提取液pH=7,土液比1:10(/);④提取液pH=7,土液比1:0.5(/).每个处理设置3个平行,每组实验设置3个空白样品.

1.2.1 DGT提取法 DGT膜材料选取ZrO-Chelex膜(Easysensor DC-Z-05,购于南京智感环境科技有限公司),首先称取10土壤并加入最大田间持水量80%的超纯水放置平衡48h,将平衡后的土壤填满DGT装置的内腔,24h后取出Chelex固定膜并将其用1mol/L稀硝酸浸泡24h得到提取液,计算出固定膜中Cd的积累量.计算如下:

式中:e表示DGT浓度, μg/L;为固定膜中Cd的积累量, μg;D为扩散层厚度, cm;为重金属Cd在扩散层中的扩散系数, cm2/s;为每一个圆片膜的面积(3.14cm2);为DGT装置的放置时间, s.

1.2.2 CaCl2提取法 配置10mmol/L的CaCl2提取液,用浓HNO3和Ca(OH)2调节pH值至5.0和7.0.称量10土壤与CaCl2提取液按1:10(/)和1:0.5(/)加入100mL离心管中,在(20±2)℃恒温室中以180次/min水平振荡分别提取2h(/1:10)和48h(/1:0.5).震荡结束后在1000离心力下离心20min提取上清液,用0.45μm滤膜过滤,通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS,Nex ION 2000, PerkinElmer, USA)测定提取液Cd浓度(μg/L).

1.3 固液分配系数的计算公式

固液分配系数d(L/kg)是土壤环境达到平衡后土壤吸附的金属含量与溶液中有效态含量的比值.计算公式如下:

式中:a表示土壤中Cd有效态含量, μg/kg;e表示提取液中Cd浓度, μg/L;s表示提取液体积, L;soil表示土壤质量, kg;t表示土壤Cd总量, μg/kg.

1.4 数据统计分析

统计分析包括正态分布检验、配对检验、方差分析、Pearson相关性分析和多元线性回归分析,用SPSS ver 19.0完成,其余数据统计使用Excel 2016.图表通过Prism 9.0.0和Sigmaplot ver 12.0绘制.

2 结果与讨论

2.1 不同类型场地土壤与提取方法下Cd有效态含量特征

冶炼场地及周边不同类型土壤中Cd有效态含量变化较大(表2).不同提取方法下,各类型土壤Cd有效态含量排序类似,总体呈现为林地表层和深层土壤、渣土混合土壤>全风化土>农田表层和深层土壤、场地黏土、杂填土、素填土.林地和渣土混合土壤Cd有效态含量较高,其中DGT提取下有效态Cd含量范围为1.90～23.2μg/kg,农田土壤仅为0.03～ 0.08μg/kg.林地土壤为酸性土壤(pH=4.71),大量H+与Cd竞争土壤表面的吸附位点,增大了Cd在土壤中的有效态含量[20-21];反之碱性土壤中Fe、Mn离子形成的羟基化合物为Cd提供了大量吸附位点,土壤中Cd有效性降低[22].渣土混合土壤的Cd总量高达852mg/kg,是其余土壤类型的119～600倍,使其在碱性条件下(pH=7.94)土壤Cd有效态含量也达到了23.2μg/kg.冶炼场地渣土混合土壤和周边林地土壤中Cd有效态含量较高,易向周边环境迁移,需加以关注.

表2 不同提取方法下供试土壤Cd有效态含量(μg/kg)

注:CaCl2-5-10代表pH=5,土液比1:10的CaCl2提取方法;CaCl2-5-0.5代表pH=5, 土液比1:0.5的CaCl2提取方法;CaCl2-7-10代表pH=7, 土液比1:10的CaCl2提取方法;CaCl2-7-0.5代表pH=7, 土液比1:0.5的CaCl2提取方法, 下同;同行数据中标注不同字母表示方差分析中不同提取方法之间的结果差异显著(<0.05).

不同方法下土壤Cd有效态含量和提取液Cd浓度存在较大差异(图1).总体上,DGT提取下Cd有效态含量低于CaCl2提取结果(图1),其中pH=5/7,土液比1:0.5CaCl2的有效态含量提取结果与DGT提取结果最为接近(表2).DGT提取过程与土液比1:0.5CaCl2提取过程的水分条件相近,均模拟了田间非饱和水分条件下Cd固液分配平衡时的孔隙水浓度[19],因此有效态含量结果相近.在CaCl2提取结果中,提取液pH值对Cd有效态含量影响较小.在提取液pH=7时,土液比对Cd有效态含量影响显著(< 0.05).此外,土液比1:0.5(/)时,提取液Cd浓度更高,但由于提取液体积小,因此Cd有效态含量测定结果反而更低.与土液比1:0.5 (/) CaCl2的自然土壤水分条件下提取Cd有效态不同,土液比1:10(/)反映了浸出条件下土壤Cd有效态含量.提取剂用量增加,增强了溶液交换络合镉离子的能力[23],进而提高了液相Cd的总质量.总之,提取方法和提取液体积是影响土壤重金属有效态含量测定结果的关键因素.

图1 不同提取方法下的土壤Cd有效态含量及提取液Cd浓度

不同字母表示差异显著(<0.05)

相关性分析结果表明,DGT提取的Cd有效态含量与CaCl2提取的结果均呈显著相关(<0.05)(图2).此外,各方法提取的Cd有效态含量均与土壤pH值呈显著负相关(<0.05),CaCl2提取结果均与土壤Cd总量呈显著相关(<0.05),pH=5/7、土液比1:0.5(/)和pH=7、土液比1:10(/)的CaCl2提取结果均与有机质(OM)呈显著相关(<0.05).因此,土壤Cd总量、pH值和有机质是影响土壤Cd有效态含量的关键因素.

图2 不同提取方法下土壤Cd有效态含量与土壤性质的相关性

小写字母代表提取方法,a表示DGT,b表示CaCl2-5-10,c表示CaCl2- 5-0.5,d表示CaCl2-7-10,e表示CaCl2-7-0.5,t表示Cd总量,图3同;**表示相关性显著(0.01)

2.2 不同类型场地土壤与提取方法下Cd的固液分配特征

冶炼场地及周边不同类型土壤中Cd的d值变化较大(表3).总体上,各类型土壤Cd的d表现为杂填土、素填土、黏土、渣土混合>农田表层和深层土壤>全风化土、林地表层和深层土壤.例如,林地土壤和全风化土的DGT提取d范围在344～569L/kg之间,农田土壤则为8317～10415L/kg, 渣土混合、杂填土、素填土和黏土为7405～14785L/kg,相应土壤的pH值范围分别为4.71～5.89,7.02～7.77,7.76～8.09,可见d值随着pH值的升高而升高.除渣土混合土壤外,d在各类型土壤中的分布趋势与土壤有效态含量呈现出相反的顺序.有机质和土壤pH值是土壤中重金属d变化的重要影响因素[24].渣土混合土壤中总量最高,土壤有效态含量也高,但渣土混合土壤中存在煤渣,有机质含量很高(8.79%),是其余土壤类型的5.00～41.9倍.较高的煤渣和有机质组分提高了渣土混合土壤对重金属Cd的吸附能力,降低了Cd有效态含量占比,因此该类土壤中d值也较高.虽然林地土壤有机质含量较高,但其土壤呈现酸性(pH=4.71),因此d较低[25-26].综上可知,场地全风化土和周边林地土壤中Cd的d值低,迁移性强,其环境风险值得关注.

表3 不同提取方法和不同类型土壤中Cd的Kd值(L/kg)

注:同行数据中标注不同字母表示方差分析中不同提取方法之间的结果差异显著(<0.05).

不同提取方法也会显著影响Cd的d值.总体上DGT提取下Cd的d值高于CaCl2提取结果,其中pH=7, 土液比1:10(/) CaCl2的d测定结果与DGT测定结果最为接近(表3).CaCl2测定结果中,d值随着土液比的增大而减小,随着提取液pH值的增大而增大.配对检验分析的结果表明土液比1:10的条件下,提取液pH=5时d测定值显著低于pH=7的测定结果(<0.05),土液比1:0.5时则没有显著差异.提取液pH=7时,CaCl2土液比1:10测定d值显著高于土液比1:0.5的测定结果(<0.05),但提取液pH=5时测定结果差异减少.由此可知,CaCl2提取液体积和pH值都是影响土壤重金属d测定结果的关键因素,提取液体积较大时,提取液pH值对结果影响较大.CaCl2提取液中性pH值条件下,提取液体积对结果影响较大.

图3 不同方法下Cd的Kd值与土壤性质的相关性

**表示相关性显著(0.01)

相关性分析结果表明(图3),不同提取方法所获取的d值之间均存在显著相关性,DGT提取获取的d值与CaCl2提取结果均呈显著相关(<0.05).各提取方法下d值与土壤pH值呈显著正相关(<0.05),d值与土壤Cd总量和有机质含量无显著相关性(图3).此外,研究表明土壤黏土和铁锰氧化物含量升高会显著降低土壤Cd的有效性,进而提高Cd的d值[27].综上可知,土壤Cd的d值主要受到土壤性质,特别是pH值的影响.DGT测定的d值与CaCl2提取结果之间存在很强的线性关系.

2.3 DGT提取固液分配系数Kd的回归预测

线性回归结果表明,CaCl2提取结果均可以很好预测DGT测定的Cd有效态含量和d值.CaCl2提取结果预测DGT测定的Cd有效态含量2在0.77～ 0.91之间(图4a,b,c,d),其中1:10(/)的CaCl2提取结果预测效果较好(图4a,c).CaCl2提取结果预测DGT测定的d值2在0.89～0.93之间(图4e,f,g,h).相对来说,提取液pH=7时CaCl2提取法更适合于预测DGT的d测定结果(图4g,h).

图4 CaCl2与DGT提取土壤Cd有效态含量及Kd值的回归分析

d是重金属环境过程模型的关键参数,可以定量预测重金属下渗、农作物吸收和地表径流风险[28].如Chen等[29]以d为核心构建溶质运移模型,预测再生水灌溉下农田Cd的下渗迁移风险和农作物吸收风险,Gao等[30]使用DGT计算d并结合GIFS模型预测重金属地表径流时的释放风险.因此,明确d的测定方法和准确性是预测重金属溶质运移和环境风险的关键[31].上述分析可知,CaCl2提取法测量重金属在土壤固液相之间某平衡位点下的d,没有考虑重金属从土壤固相向液相再补给的动态过程,因此其测定结果受土壤性质、土液比、提取液pH值等干扰较大.其它的瞬时、选择性提取的测量方法,如DTPA提取土壤中铁锰氧化物结合态重金属[32], EDTA提取碳酸盐结合态和有机结合态重金属[33],难以真实反映出土壤可交换态重金属含量.DGT技术是基于时间积分浓度而非传统提取法的瞬时浓度[34],可以更为真实地反映元素形态信息和固液分配行为.本研究通过比较不同方法下d变化,建立CaCl2和DGT测定d之间的回归预测模型,可以为土壤重金属环境风险评估提供关键参数和方法支撑.

3 结论

3.1 冶炼场地及周边不同土壤类型下Cd有效态含量总体呈现为林地表层和深层土壤、渣土混合土壤>全风化土>农田表层和深层土壤、场地黏土、杂填土、素填土.各类型土壤Cd的d表现为杂填土、素填土、黏土、渣土混合>农田表层和深层土壤>全风化土、林地表层和深层土壤.渣土混合土壤和林地土壤中Cd的有效性和迁移性更强,需关注其对周围生态环境的风险.

3.2 相比DGT提取法,CaCl2提取测定的Cd有效态含量更高.提取液pH=7时,提取液体积对土壤Cd有效态含量测定结果具有显著影响.总体上DGT提取下Cd的d值高于CaCl2提取结果,pH=7,土液比1:10的CaCl2提取结果与DGT提取结果最为接近.DGT提取的Cd有效态含量及d与CaCl2提取的结果均呈显著相关.各提取方法下土壤pH值与有效态含量呈显著负相关(<0.05),与d值呈显著正相关(< 0.05).

3.3 提取液pH=7的CaCl2提取结果可以通过线性回归较好地预测DGT的d测定结果(2=0.92～ 0.93).

[1] Ettler V. Soil contamination near non-ferrous metal smelters: A review [J]. Applied Geochemistry, 2016,64:56-74.

[2] Rufus L C. Food safety issues for mineral and organic fertilizers [J]. Advances in Agronomy, 2012,117:51−116.

[3] Xiao H Y, Jiang S Y, Wu D S, et al. Risk element (As, Cd, Cu, Pb, and Zn) contamination of soils and edible vegetables in the vicinity of guixi smelter, south China [J]. Soil and Sediment Contamination: An International Journal, 2011,20(5):592-604.

[4] An M, Wang H , Fan H, et al. Effects of modifiers on the growth, photosynthesis, and antioxidant enzymes of cotton under cadmium toxicity [J]. Journal of Plant Growth Regulation, 2019,38(4):1196- 1205.

[5] Carvalho M E A, Piotto F A, Gaziola S A, et al. New insights about cadmium impacts on tomato: Plant acclimation, nutritional changes, fruit quality and yield [J]. Food and Energy Security, 2018,7(2): e00131.

[6] Fulda B, Voegelin A, Kretzschmar R. Redox-controlled changes in cadmium solubility and solid-phase speciation in a paddy soil as affected by reducible sulfate and copper [J]. Environmental Science Technology, 2013,47(22):12775−12783.

[7] Canty M J, Scanlon A, Collins D M, et al. Cadmium and other heavy metal concentrations in bovine kidneys in the republic of Ireland [J]. Science of the Total Environment, 2014,485-486:223-231.

[8] Liao M. Effects of organic acids on adsorption of cadmium onto Kaolinite, Goethite, and Bayerite [J]. Pedosphere, 2006,16(2):185- 191.

[9] Yin Y J, Impellitteri C A, You S J, et al. The importance of organic matter distribution and extract soil:solution ratio on the desorption of heavy metals from soils [J]. The Science of the Total Environment, 2002,287:107-119.

[10] Rao, C R M, Sahuquillo, A, Sanchez, J F L. A review of the different methods applied in environmental geochemistry for single and sequential extraction of trace elements in soils and related materials [J]. Water Air and Soil Pollution, 2008,189:291-333.

[11] Covelo E F, Vega F A, Andrade M L, et al. Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components [J]. Journal of Hazardous Materials, 2007,140:308-315.

[12] Feng W L, Guo Z H, Xiao X Y, et al. A dynamic model to evaluate the critical loads of heavy metals in agricultural soil [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2020,197:110607.

[13] Behbahani A, Ryan R J, McKenzie E R. Long-term simulation of potentially toxic elements (PTES) accumulation and breakthrough in infiltration-based stormwater management practices (SMPS) [J]. Journal of Contaminant Hydrology, 2020,234:103685.

[14] 罗 军,王晓蓉,张 昊,等.梯度扩散薄膜技术(DGT)的理论及其在环境中的应用I:工作原理、特性与在土壤中的应用[J]. 农业环境科学学报, 2011,30(2):205-213.

Luo J, Wang X R, Zhang H, et al. Theory and Application of Diffusive Gradients in Thin Films in Soils [J]. Journal of Agro-Environment Science, 2011,30(2):205-213.

[15] Gu X Y, Liu Z M, Wang X R, et al. Coupling biological assays with diffusive gradients in thin-films technique to study the biological responses of eisenia fetida to cadmium in soil [J]. Journal of Hazardous Materials, 2017,339:340-346.

[16] 赵 利,宋丽红.不同土壤消解法对标准样品重金属元素测定的影响[J]. 山西科技, 2017,32(4):41-43.

Zhao L, Song L H. Effects of different soil digestion methods on determination of heavy metals in standard samples [J]. Shanxi Science and Technology, 2017,32(4):41-43.

[17] Babalola B, Zhang H. Diffusive gradient in thin film technique as tool for assessment of metal availability and kinetics of resupply in remediated soils [J]. Groundwater for Sustainable Development, 2021, 12:100493.

[18] 田 衎,王 尧,房丽萍,等.土壤中重金属可提取态(氯化钙法)分析质量控制样品的研制[J]. 中国环境监测, 2019,35(6):110-117.

Tian Y, Wang Y, Fang L P, et al. Preparation and certification of quality control sample for CaCl2-extractable heavy metals in agricultural soil [J]. Environmental Monitoring in China, 2019,35(6):110-117.

[19] Chen W P, Chang A C, Wu L S, et al. Probability distribution of cadmium partitioning coefficients of cropland soils [J]. Soil Science, 2007,172(2):132-140.

[20] Oliveira E A, Montanher S F, Andrade A D, et al. Equilibrium studies for the sorption of chromium and nickel from aqueous solutions using raw rice bran [J]. Process Biochemistry, 2005,40:3485-3490.

[21] Tahervand S, Jalali M. Sorption, desorption, and speciation of Cd, Ni, and Fe by four calcareous soils as affected by Ph [J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2016,188(6):322.

[22] 封文利,郭朝晖,史 磊,等.控源及改良措施对稻田土壤和水稻镉累积的影响[J]. 环境科学, 2018,39(1):399-405.

Feng W L, Guo Z H, Shi L, et al. Distribution and accumulation of cadmium in paddy soil and rice affected by pollutant sources control and improvement measures [J]. Environmental Science, 2018,39(1): 399-405.

[23] 尹 君,刘文菊,谢建治,等.土壤中有效态铜、汞浸提剂和浸提条件研究[J]. 河北农业大学学报, 2000,23(2):25-28.

Yin J, Liu W J, Xie J Z, et al. The study on extraction conditions and extractants of soil available Cd, Hg [J]. Journal of Agricultural University of Hebei, 2000,23(2):25-28.

[24] Sauvea S, Hendershot W, Allen H. Solid-solution partitioning of metals in contaminated soils: Dependence on pH, total metal burden, and organic matter [J]. Environmental Science & Technology, 2000, 34(7):1125-1131.

[25] Zhao X L, Jiang T, Du B. Effect of organic matter and calcium carbonate on behaviors of cadmium adsorption-desorption on/from purple paddy soils [J]. Chemosphere, 2014,99:41-48.

[26] 李伟新.不同土壤调理剂对农作物抑制吸收重金属的效果研究[J]. 世界有色金属, 2021,14:219-220.

Li W X. Effects of different soil conditioners on inhibiting the absorption of heavy metals by crops [J]. World Nonferrous Metals, 2021,14:219-220.

[27] Xu Y, Liang X F, Xu Y M, et al. Remediation of heavy metal-polluted agricultural soils using clay minerals: a review [J]. Pedosphere, 2017,27:193–204.

[28] Sheppard S C. Robust prediction ofdfrom soil properties for environmental assessment [J]. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 2011,17:263-279.

[29] Chen W P, Lu S D, Peng C, et al. Accumulation of Cd in agricultural soil under long-term reclaimed water irrigation [J]. Environmental Pollution, 2013,178:294-299.

[30] Gao B, Gao L, Xu D G, et al. A novel method for evaluating the potential release of trace metals associated with rainfall leaching/ runoff from urban soils [J]. Science of the Total Environment, 2019, 664:37-44.

[31] Peng C, Wang M E, Chen W P, Modelling cadmium contamination in paddy soils under long-term remediation measures: Model development and stochastic simulations [J]. Environmental Pollution, 2016,216:146-155.

[32] Różański S Ł, Castejón J M P, Fernández G G. Bioavailability and mobility of mercury in selected soil profiles [J]. Environmental Earth Sciences, 2016,75(13):1065.

[33] Gupta A K, Sinha S. Assessment of single extraction methods for the prediction of bioavailability of metals to Brassica juncea L. Czern. (var. Vaibhav) grown on tannery waste contamined soil [J]. Journal of Hazardous Materials, 2007,149:144–150.

[34] Guan D X, Williams P N, Luo J, et al. Novel precipitated zirconia- based DGT technique for high-resolution imaging of oxyanions in waters and sediments [J]. Environmental Science & Technology, 2015, 49(590):3653–3661.

Solid-liquid partitioning of Cd in soils around a smelting site based on DGT and CaCl2extraction.

ZHOU Zi-ruo, PENG Chi*, JIANG Zhi-chao, LIU Xu, GUO Zhao-hui, XIAO Xi-yuan

(Institute of Environmental Engineering, School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha 410083, China)., 2022,42(9)：4248～4254

The available Cd content in soil around smelting sites is high and easy to migrate. Based on DGT and CaCl2extraction methods, the available Cd contents and their partition coefficients in various types of soil around a typical smelting site were analyzed, and a regression prediction model was constructed. The results showed that the available Cd content in the slag mixed soil, forest surface soil, and deep soil was higher, with extraction values of 23.2, 1.90, and 2.53μg/kg, respectively, while the deep farmland soil, miscellaneous fill soil, and plain fill soil were low, with values of 0.03, 0.05 and 0.03μg/kg, respectively. The solid-liquid partitioning coefficients (d) of Cd in soil were the highest in mixed fill, plain fill, and slag mixed soil, followed by clay and farmland soil, and lowest in fully weathered soil and forest soil. Thedvalues of Cd determined by DGT were generally higher than that of CaCl2extraction. The soil-liquid ratio and the pH of the CaCl2extraction solution significantly affected the determination results of thedvalue (<0.05). CaCl2results could accurately predictdvalues determined by DGT using linear regression (<0.05).

diffusive gradients in thin-films (DGT)；soil；solid-liquid partitioning coefficients；soil-liquid ratio；regression prediction model；heavy metals

X53

A

1000-6923(2022)09-4248-07

2022-02-16

国家重点研发计划项目(2018YFC1800400)

*责任作者, 副教授, chipeng@csu.edu.cn

周子若(1998-),女,江西南昌人,中南大学硕士研究生,主要从事场地土壤重金属污染分布特征研究.发表论文2篇.