土壤調理劑對土壤性質和重金屬環(huán)境行為的影響研究.pdf

1、在農田重金屬污染修復中，土壤調理劑（土壤鈍化劑）是控制土壤重金屬污染的有效方法。然而，施用土壤調理劑對土壤重金屬的形態(tài)轉化、移動性和生物有效性以及施用調理劑對土壤基本理化性質的影響尚缺乏較為系統(tǒng)的研究。本項研究采樣土壤培養(yǎng)試驗和土壤幼苗盆栽試驗，研究了施用三種不同土壤調理劑，或重金屬鈍化劑（生物炭、鋼渣好含鐵錳礦）的條件下，鎘和鉛復合污染土壤中，鎘和鉛的形態(tài)轉化、移動性、生物有效性及土壤性質的影響，研究結果對于明確土壤調理劑的作用機制及

2、指導土壤調理劑的合理施用具有重要意義。主要結果總結如下:
　　1)采樣土壤培養(yǎng)試驗，應用BCR連續(xù)浸提法及TCLP、CaCl2和NH4NO3提取法評估了三種土壤調理劑（生物炭、鋼渣和鐵錳礦）對土壤鉛和鎘的固定效果。BCR連續(xù)浸提法的結果表明，添加土壤調理劑后重金屬酸溶部分減少，而Pb和Cd的殘留部分比例隨著鋼渣和生物炭添加量的升高而增加。與鋼渣和鐵錳礦比較，添加生物炭均能夠顯著降低TCLP、NH4NO3和CaCl2的可提取量。在所

3、有方案中，生物炭對鉛和鎘的固定效果最好。三種調理劑在修復重金屬復合污染土壤方面都表現(xiàn)出積極的和長期的效果，值得進行進一步的實地檢測研究應用。
　　2)采用柱試驗法研究了添加不同土壤調理劑對土壤重金屬移動的影響。與不添加調理劑的對照相比，添加三種調理劑均可以顯著降低滲濾液中的Cd和Pb含量。與對照相比，當添加6％的生物炭、鋼渣和鐵錳礦處理時，下層土壤中，BCR提取法測定的Pb的殘留態(tài)分別是3％，1.18％和1.12％，Cd殘留態(tài)分別

4、為15％，12％和11％。同樣的，TCLP和CaCl2在底層土壤中提取Pb(46％)和Cd(54％)也受到影響，主要受到6％生物炭處理的影響。有關鈍化劑的認識及其對重金屬浸出的影響有助于修復受污染的土壤。在大規(guī)模應用之前，必須采用大田試驗進一步明確鈍化劑對重金屬的修復效率。
　　3)采用溫室恒溫恒濕培養(yǎng)試驗研究了施用鈍化劑（生物炭、礦渣和鐵錳礦）對土壤物理化學和生物學特性的影響。結果表明，鉛和鎘污染對土壤性質有不利影響。但是，鈍化

5、劑在Pb和Cd脅迫土壤上的應用表現(xiàn)出了較好的結果。與對照比較，應用3％和6％的生物炭降低了土壤容重(BD)，但顯著增加了總孔隙度(Pt)，土壤飽和度(θs)，田間持水量(θFC)，永久凋萎點(θPWP)，可用含水量(θAWC)，水解電導率(Ks)，土壤有機質(SOM)，pH，EC，總氮(TN)，總磷(TP)，總鉀(TK)，總鈣(TC)，總鎂(TM)，土壤陽離子交換能力(CEC)，以及微生物土壤生物量碳(MBC)，微生物土壤生物量氮（MB

6、N），微生物土壤生物量磷(MBP)。而鋼渣和鐵錳礦在土壤物理化學和生物學特性方面也有輕微的改善。土壤質地沒有顯著的變化。本研究結果表明鈍化劑的應用能夠改善土壤的物理、化學和生物特性以及土壤肥力。所以，可以推薦在農業(yè)土壤中應用鈍化劑。
　　4)采用土壤芝麻幼苗盆栽試驗，研究了三種鈍化劑（生物炭、礦渣和鐵錳礦）在提高芝麻Pb和Cd耐受性方面的作用。研究結果表明，在過量鉛和鎘脅迫條件下，鈍化劑的應用顯著提高了芝麻苗的營養(yǎng)水平。由鈍化劑引

7、起的芝麻對鉛和鎘的耐受性增強可歸因于其調節(jié)鉛和鎘吸收，降低鉛和鎘誘導的氧化脅迫，這可以通過鉛和鎘脅迫植物中過氧化氫、丙二醛降低和電解質滲漏來證明。鈍化劑對Pb和Cd毒性的積極作用也反映在其對光合色素、可溶性蛋白和脯氨酸的保護方面。與對照比較，鈍化劑降低了受鉛和鎘脅迫植物的抗氧化能力，尤其是SOD、POD和CAT。此外，鈍化劑的應用還下調了Pb和Cd脅迫下芝麻中SOD、POD和CAT基因的轉錄水平。在土壤中添加鈍化劑降低了Pb和Cd的生物