利用31P-NMR技術研究環(huán)境樣品中磷形態(tài)特征及其在土壤中形態(tài)轉換.pdf

1、城市化每年產(chǎn)生大量的有機廢棄物，如污水處理廠產(chǎn)生的污泥、畜禽糞便、生活垃圾、綠化植物廢棄物等等，愈來愈多的有機廢棄物面臨處理處置的難題。同時我國土壤也普遍面臨缺磷的現(xiàn)狀，而污泥、畜禽糞便、生活垃圾等有機廢棄物均含有豐富的氮、磷和有機質等營養(yǎng)物質，如果將這些有機廢棄物應用于土壤，不但能有效地提高土壤含磷量，而且能解決有機廢棄物處理處置難的問題，是一種符合當前循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念的廢棄物處置方式。但土壤中施入過多的磷又是潛在的污染源，不同形態(tài)磷

2、在土壤中化學行為不同，本文采用NaOH/Na2EDTA-31P-NMR技術為主，結合傳統(tǒng)的磷分析方法，對典型有機改良材料中磷的形態(tài)以及進入土壤后磷形態(tài)變化情況進行研究，為確保有機改良材料能比較科學、合理地在土壤中應用提供技術依據(jù)。
　　 本論文選擇3種典型的地帶性土壤以及23種有機改良材料進行磷形態(tài)分析，結果顯示:與傳統(tǒng)的NaOH熔融法測定全磷相比，NaOH/Na2EDTA浸提的全磷占39.18％～134.43％，且兩種方法測定

3、的全磷含量之間存在極顯著相關關系(R2=0.8433，p＜0.01);和傳統(tǒng)的灼燒法測定有機磷相比，31P-NMR浸提法測定的有機磷占0％～102.63％，且兩種方法測定的有機磷之間呈顯著相關(R2=0.6612，p＜0.05)。就3種土壤而言，用31P-NMR方法分析得出黑土磷提取率最高，且以有機磷為主。除礦化垃圾外，所有有機改良材料均含豐富的有機磷;且正磷酸單酯是主要的有機磷形態(tài)，只有部分樣品如大部分污泥、部分畜禽糞便和草炭中測定出

4、正磷酸二酯、焦磷酸鹽和DNA;所有樣品均沒有檢測出磷酸酯和多磷酸鹽。從磷的形態(tài)和組成能比較清晰地了解有機改良材料所處的狀態(tài)以及處置的程度，31P-NMR技術對有機質含量高和重金屬Fe，Mn和Al含量低的樣品測定效果比較好。
　　 施入不同有機改良材料對土壤的pH值、有機質含量、全磷含量、有機磷含量都有明顯的影響。土壤有機質和全磷含量是隨著有機改良材料含量增加而增加的。而有機磷的變化趨勢卻不明顯，就不同有機改良材料而言，在同樣的施

5、磷量時，以綠化植物廢棄物對有機磷的固定效果最好;就不同土壤而言，磚紅壤由于本身pH值比較低，因此有利于有機磷的固定.
　　 磷酸酶活性受土壤類型和有機改良材料的影響比較大。一般磚紅壤和灰潮土磷酸酶活性隨有機改良材料施用量的增加而增加，而黑土可能由于本身有機磷含量比較高，施入有機改良材料反而降低了土壤磷酸酶的活性，就不同有機改良材料而言，綠化植物廢棄物對磷酸酶活性提高效果最好，和對土壤有機磷固定效果一致;其次為綠化植物廢棄物與施入

6、含磷0.96 g·kg-1的磷酸二氫鉀混合施用;而礦化垃圾降低土壤磷酸酶活性。
　　 從這些樣品的31P-NMR圖譜還可明顯地到知各材料施入土壤中:土壤的各種磷化合物都有所增加;但磷形態(tài)的變化主要發(fā)生在有機改良材料施入土壤中的14d，18d內，正磷酸二酯水解消失;無機正磷酸鹽所占的比例隨著培養(yǎng)時間逐漸增加;正磷酸單酯逐漸減少。有機磷轉化為無機磷，使無機磷含量增加，雖然有利于植物的生長發(fā)育，但是過多的無機磷產(chǎn)生的環(huán)境問題應引起高度

7、重視。盆栽試驗后，明顯地發(fā)現(xiàn)土壤中有效磷含量減少，不同配比條件下植物的生長狀況不同，施用綠化植物廢棄物和牛糞的土壤中植物長勢較好。但是要對盆栽試驗前后有效磷減少量較少的配比方案引起高度重視，多余的磷易引起淋溶，引起水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
　　 無論從不同含量磷用量還是外源磷在土壤中形態(tài)轉換均可以看出，過多的磷不利于有機磷的固定，有機改良材料雖含豐富的有機磷，但進入土壤后容易轉換成無機磷，所以在各有機廢棄物的土地利用過程中，要遵循少量