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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,其会对土壤中的矿物、电荷和有机物质的数量、电荷的种类以及有机物质的形态产生影响。前人对于砷在土壤中的吸附解吸行为及赋存形态等问题开展了较为细致的研究,关于冻融条件对土壤理化性质及重金属Cd形态转化影响的报道也并不少见,但是冻融条件对砷在土壤中的吸附解吸行为及赋存形态影响的研究还未见报道。本研究以棕壤为试验材料,采用室内模拟培养试验的方法分析不同冻融条件下土壤对砷的吸附-解吸特性及其影响因素,研究外源砷在土壤中的赋存形态及其对冻融作用的响应,探讨外源砷在冻融条件下的释放特征,可为冻融区砷污染土壤的修复及其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。得到的主要结果和结论如下:1.应用不同等温吸附模型对所得数据进行拟合,以Langmuir模型为最优;在同一含水量条件下,冻融土壤对As的吸附量低于未冻融土壤,解吸率都高于未冻融土壤,并且随着冻融周期的增加,土壤对As的吸附量降低,解吸率增大,即冻融能够抑制砷的吸附能力但增强砷的解吸能力。不同水分处理土壤As的最大缓冲容量(MBC)随冻融周期增加分别由40.2、35.5、31.5下降到22.1、19.8、19.6。冻融能减弱吸附一解吸过程中的滞后效应。各处理土壤MBC值与有机质(OM)、阳离子交换量(CEC)和可变电荷(CECv)均呈显著正相关关系,说明冻融条件下土壤有机质(OM)、阳离子交换量(CEC)和可变电荷(CECv)的变化是改变土壤吸附解吸砷特性的最主要原因。2.应用Elovich方程和双常数方程均可以较好的拟合土壤对As的动态吸附和解吸行为。吸附和解吸过程均表现为先快、后慢两个阶段,120分钟后吸附或解吸达到平衡;各处理Elovich方程中的初始速率常数A随冻融周期的增加而减小,双常数方程中的速率常数B值均在0-1之间,且随冻融周期的增加而增大,均表明土壤吸附砷速率由于接触时间的增长而变慢,土壤对砷的吸附速率随冻融作用增强而降低。3.冻融周期变化对土壤中各形态砷的含量均有不同程度的影响。活性砷、铁型砷含量随冻融周期的增加而减少,铝型砷、钙型砷和闭蓄态砷随冻融周期的增加而增大,且主要以难溶态砷和闭蓄态砷为主。当含水量为40%时,经过冻融处理后的土壤中各形态砷含量大小顺序是:Ca-As>Al-As>Fe-As>O-As>H2O-As>A-As;当含水量为70%和100%时, 经过冻融处理后的土壤中各形态砷含量大小顺序是:Al-As>O-As>Ca-As>Fe-As>H2O-As>A-As。4.当污染土壤中砷的含量在10-30mg·kg-1时,经过冻融处理的土壤中砷的释放量均比未冻融土壤高,且砷的释放量与冻融周期之间呈极显著直线正相关关系(P<0.01)。冻融作用可以促进土壤中As的释放;在砷浓度较高时,砷释放量随冻融周期增加的速度更快。