1、本文在總結國內外砷污染研究進展的基礎上，采用根箱盆栽兩種土培試驗和室內培養(yǎng)實驗相結合的研究方法，以冬小麥(華麥9號)、油菜(中油雜2號)為供試材料，研究土壤對砷的吸附解吸、砷在土壤中的存在形態(tài)、砷的氣態(tài)損失、砷在植物中的積累與分布以及土壤生物學過程。主要獲得結果如下： 1．采用根箱土培試驗以及平衡法研究冬小麥和油菜根際與非根際土壤對砷的吸附-解吸特性。結果表明隨著外源加入砷質量分數的增大，土壤對砷的吸附量逐漸增大，吸附率下降；土

2、壤對As<'5+>的吸附大于As<'3+>，外源砷濃度低時根際土與非根際土對砷的吸附差異不大，高于80 mg·kg<'-1>時差異明顯，根際土壤吸附量高于非根際土壤。對砷的解吸量隨著土壤對砷吸附量的增加而增加，解吸率下降；土壤對As<'3+>的解吸量大于As<,5+>。 2．采用根箱土培試驗和連續(xù)形態(tài)分析方法研究根際土壤中砷形態(tài)轉化。結果表明，隨著砷添加質量分數的增加，土壤中砷的形態(tài)發(fā)生了由殘渣態(tài)向交換態(tài)、鐵、鈣、鋁結合態(tài)的轉化

3、，使砷的生物有效性提高，對環(huán)境的潛在危害性增大。 3.采用根箱與盆栽試驗研究了不同施砷量對冬小麥和油菜砷吸收、積累和分布的影響，結果表明，土壤中施砷可增加冬小麥和油菜對砷的吸收，提高其富集系數，導致地上部、地下部砷的積累，且隨著土壤中施砷量的增加而提高，但施砷可降低冬小麥和油菜的位移系數，即降低由地下部向地上部運輸砷的質量比。砷能分布在冬小麥和油菜的各個部位，在冬小麥和油菜各器官中的分布規(guī)律為：根>地上部>籽粒。土壤中砷總質量分

4、數及各形態(tài)質量分數(殘渣態(tài)除外)與冬小麥、油菜根、莖葉中砷質量分數呈正相關性，而與鮮質量呈負相關性；當w(As<'5+>>60 mg·kg<'-1>；As<'3+>20mg·kg<'-1>)添加量時，小麥鮮質量明顯下降；當w(As<'5+>>80 mg·kg<'-1>；As<'3+>>40 mg·kg<'-1>)添加量時，油菜鮮質量明顯下降。 4．微生物的作用可以使土壤中砷轉化為氣態(tài)砷化物而揮發(fā)到大氣中。研究了不同環(huán)境條件對砷污

5、染土壤生物揮發(fā)的影響，結果表明：土壤中砷的含量越高，生物揮發(fā)的速率越大；土壤含水量也能影響生物揮發(fā)的速率，含水量過高或過低都會降低土壤中砷的生物揮發(fā)速率；同時，砷的生物揮發(fā)速率也受到環(huán)境溫度的影響：兩作物(冬小麥、油菜)對砷生物揮發(fā)無明顯影響。 5．采用根箱法進行土培試驗，研究了冬小麥、油菜兩種作物根際土壤中添加不同濃度的砷后，外源砷總量對5種土壤酶(脲酶、過氧化氫酶、中性磷酸酶、脫氫酶、多酚氧化酶)活性的影響，以及不同植物根際

6、土壤中砷的化學形態(tài)特征及其與土壤酶活性的關系，結果表明，對于脲酶活性As<'5+>處理濃度在0～160 mg·kg<'-1>時土壤脲酶活性表現為激活作用，在240 mg·kg<'-1>時脲酶活性降低，As<'3+>處理濃度為0～80 mg·kg<'-1>時土壤脲酶活性表現為激活作用，大于80 mg·kg<'-1>時脲酶活性降低，在相同砷濃度處理下，冬小麥根際土土壤脲酶活性高于油菜根際土。砷污染對土壤多酚氧化酶、脫氫酶活性均表現為抑制作用

7、，隨砷處理濃度升高其活性下降。五價砷處理土壤酶活性高于三價砷處理。與土壤砷含量顯著負相關。五價砷濃度在0～80 mg·kg<'-1>時對土壤中性磷酸酶活性表現為激活作用，大于80 mg·kg<'-1>時開始抑制其活性；三價砷處理對土壤中性磷酸酶活性均表現為抑制作用。砷污染對土壤過氧化氫酶活性均表現為激活作用，土壤過氧化氫酶活性隨砷濃度的升高而顯著升高，與土壤砷含量呈現顯著正相關。 6．土壤微生物量碳、土壤微生物量氮、基礎呼吸作用

8、、土壤代謝商是表征土壤質量的重要指標，并且與土壤本身的理化性質有關。脫氫酶活性是土壤微生物種群及其活性的重要敏感性指標之一。通過室內培養(yǎng)，研究了冬小麥、油菜種植條件下外源砷不同添加水平(0～240 mg·kg<'-1>)對這兩種作物根際土壤的微生物生物量碳及土壤基礎呼吸作用、土壤代謝商、土壤脫氫酶的影響。研究表明隨培養(yǎng)時間延長，土壤生物量碳、氮呈下降趨勢，基礎呼吸作用隨砷濃度升高而加強。土壤代謝商隨培養(yǎng)時間延長變化趨勢不同。外源砷脅迫下

9、土壤脫氫酶活性隨砷處理濃度升高明顯受抑制。相關分析表明，土壤砷含量與土壤微生物生物量碳、氮、脫氫酶在不同培養(yǎng)時期相關性不同。土壤微生物生物量碳、土壤微生物量氮、微生物商與土壤中有效態(tài)砷含量呈極顯著負相關性。 7．在實驗室條件下，用傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)法，研究了不同濃度的外源重金屬砷對冬小麥、油菜土壤微生物區(qū)系及主要生理類群的影響。結果表明，砷對冬小麥、油菜土壤微生物數量的變化隨外源砷濃度的增加而減少。好氧微生物中以放線菌所受抑制最大