不同改良劑修復(fù)重金屬Cu-Cd污染土壤的研究.pdf

1、本文通過田間原位試驗，研究磷灰石、石灰、木炭、豬糞、鐵粉等5種改良劑對重金屬Cu和Cd 復(fù)合污染土壤的修復(fù)效果。分析了不同改良劑對黑麥草生物量、Cu、Cd的累積量；土壤溶液pH和Cu、Cd 含量；土壤pH、Cu和Cd 化學形態(tài)分布；土壤微生物數(shù)量；土壤酶活性變化以及土壤基本理化性質(zhì)的影響。同時，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗，研究不同粒徑的羥基磷灰石(常規(guī)粒徑磷灰石、微米級羥基磷灰石、納米級羥基磷灰石)按污染土壤質(zhì)量1％、3％和5％投加劑量下對污染土

2、壤重金屬Cu/Cd 形態(tài)分布及土壤酶活性的影響。研究結(jié)果將為“改良劑+修復(fù)植物”模式治理重金屬污染土壤提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1.磷灰石、石灰、木炭和豬糞處理第一年均能滿足污染土壤黑麥草生長條件，黑麥草生長累積生物量大小依次為：石灰>磷灰石>木炭>豬糞；第二年豬糞和木炭處理黑麥草無法生長，石灰和磷灰石處理黑麥草正常生長，其黑麥草累積生物量大小為：磷灰石>石灰。黑麥草對重金屬Cu、Cd 累積吸收均表現(xiàn)為：根部

3、>地上部分，但不同茬次之間沒有表現(xiàn)出一致性的規(guī)律。第一年各處理黑麥草對Cu、Cd 累積量順序均為：石灰>木炭>磷灰石>豬糞，第二年各處理對Cu、Cd 累積量均為：磷灰石>石灰。與第一年比，第二年黑麥草生物量和Cu、Cd的累積總量均顯著降低。
　　 2.石灰、磷灰石和木炭處理顯著提高了污染土壤溶液pH，降低了污染土壤溶液Cu、Cd 含量，且均表現(xiàn)出一定的持久性。鐵粉和豬糞處理在第一年內(nèi)，顯著提高污染土壤溶液pH 值，降低了土壤溶液

4、Cu、Cd 含量，第二年污染土壤溶液pH 值和Cu、Cd含量與對照相比，均沒有顯著差異。
　　 3.磷灰石和石灰處理分別使土壤pH 提高了1.3和1.2個單位，但是5種改良劑處理對土壤有效態(tài)Cu、Cd的影響較小，且隨著時間推移，各處理土壤有效態(tài)Cu、Cd 含量又逐漸恢復(fù)到對照水平。磷灰石和石灰處理第一年使離子交換態(tài)(EXC 態(tài))Cu 含量分別降低了99.66 mg/kg和84.51 mg/kg，第二年分別降低了84.96 mg/

5、kg和72.96 mg/kg，且5種改良劑均不同程度地增加了毒性居中的碳酸鹽結(jié)合態(tài)(CA 態(tài))、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)(Fe-Mn 態(tài))、有機結(jié)合態(tài)(OM 態(tài))，使Cu、Cd 由植物可利用態(tài)向潛在可利用態(tài)轉(zhuǎn)變。
　　 4.磷灰石、石灰、木炭、豬糞、鐵粉5種改良劑處理，均不同程度地增加了土壤細菌和真菌數(shù)量，且細菌和真菌數(shù)量與土壤pH 呈正相關(guān)關(guān)系，其中真菌數(shù)量與土壤pH相關(guān)顯著(R2=0.90*)。磷灰石、石灰、木炭3 種改良劑處理，顯

6、著提高了土壤過氧化氫酶、酸性磷酸酶活性和土壤pH，但對脲酶活性影響較小。
　　 5.磷灰石、石灰和木炭3 種改良劑處理使污染土壤有機質(zhì)分別提高了0.65g/kg、0.77g/kg和3.39 g/kg，土壤CEC 提高了0.17 cmol/kg、0.14 cmol/kg和0.31 cmol/kg，土壤交換性Ca2+提高了2.51 cmol/kg、3.88 cmol/kg和1.05cmol/kg。石灰、木炭2 種處理分別使土壤容重降

7、低了0.03 g/cm3和0.04 g/cm3，磷灰石和鐵粉處理分別使土壤容重提高了0.05g/cm3和0.07 g/cm3，但各處理均未與對照表現(xiàn)出顯著性差異。
　　 6.不同粒徑不同劑量的磷灰石室內(nèi)培養(yǎng)試驗表明：磷灰石(AP)、微米級羥基磷灰石(Micro-HAP)和納米級羥基磷灰石(Namo-HAP)，均不同程度地提高了污染土壤pH 值，并且均隨投加劑量的增加顯著提高，其中Micro-HAP 處理提高污染土壤pH 明顯高于

8、其它兩種材料。在同一投加劑量下，三種不同粒徑磷灰石提高土壤pH 值順序為：Micro-HAP>AP>Namo-HAP。Micro-HAP 提高了土壤過氧化氫酶和脲酶活性，但降低了土壤酸性磷酸酶活性；AP和Namo-HAP 處理均不同程度地提高了土壤3 種酶活性。
　　 隨著AP、Micro-HAP和Namo-HAP 劑量的增加，顯著降低了污染土壤中生物可利用態(tài)(TCLP 浸提態(tài))Cu、Cd 含量；且在同一投加劑量下，三種不同粒徑