冻融周期对棕壤性质及砷吸附解吸特性的影响

冻融是北方地区常见的自然现象，是作用于土壤的非生物应力，会对土壤中的矿物、电荷、有机物质的数量和种类以及有机物质的形态产生影响。本文以棕壤为试验材料，采用室内模拟培养的方法研究了不同冻融情况下土壤对砷吸附解吸特性的影响及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明：朗格缪尔（Langmuir）方程可以很好地拟合各处理土壤对砷的吸附，当平衡液砷质量分数为15 mg·kg-1时，土壤对砷的吸附趋于平衡状态，且未冻融土壤对砷的吸附能力明显大于冻融土壤，这与Langmuir方程中MBC的变化趋势一致。土壤中砷的解吸量随土壤吸附砷数量的增加而增加；与未冻融土壤相比，冻融土壤对砷的解吸率随冻融周期的增加而逐渐增大，说明冻融能够促进砷的解吸，增加土壤中砷的生态环境风险。冻融土壤砷的最大缓冲容量（MBC）与土壤pH、有机质、阳离子交换量和可变电荷量均具有显著或极显著的正相关关系，而冻融对土壤可变电荷量的影响可能是导致不同冻融条件下土壤砷吸附解吸差异的主要原因。探讨冻融对砷在土壤中的吸附解吸特性的影响，可为冻融区砷污染土壤的修复及生态环境风险评价提供数据参考和理论依据，具有重要的理论和现实意义。