集約化養(yǎng)豬場糞便對紅壤旱地重金屬積累與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究.pdf

1、本研究利用中國科學(xué)院紅壤生態(tài)實(shí)驗(yàn)站紅壤旱地生態(tài)系統(tǒng)長期監(jiān)測研究樣地,通過連續(xù)施用不同量的集約化養(yǎng)殖場豬糞處理(用量分別為2.5、5.0、7.5、10、15、20、25 t/hm2,共施用3季),分別測定了土壤pH值、容重等基礎(chǔ)理化性質(zhì)和Cu、Zn、Cd、Pb等重金屬元素含量,花生、冬蘿卜、苦麥菜作物生長指數(shù)和不同部位重金屬含量：就集約化養(yǎng)豬場糞便對紅壤旱地重金屬殘留積累和作物體內(nèi)的積累進(jìn)行了研究；對不同施用量豬糞地紅壤旱地重金屬殘留積累

2、的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了初步評價(jià),初步結(jié)果如下： 1施用集約化養(yǎng)殖場豬糞影響了紅壤旱地土壤理化性質(zhì)隨著施肥次數(shù)和施肥量的增加,耕層土壤pH值呈降低的趨勢,土壤有機(jī)碳含量呈逐漸增加的趨勢,土壤容重有降低的趨勢；亞耕層有機(jī)碳含量變化不顯著,土壤容重呈增加趨勢；土壤全氮、全磷含量呈增加趨勢,其中耕層全N最大增加量為0.28g/kg,全P增幅最高達(dá)90.8％；連續(xù)施用不同量的豬糞對土壤K素含量有顯著影響,增幅最高達(dá)1.72 g/kg。

3、2不同施用量豬糞對紅壤旱地土壤重金屬殘留積累的影響耕層土壤中Cu、Zn、Pb和Cd等重金屬的濃度隨著施豬糞量的增加而增加。連續(xù)施用豬糞對土壤耕層Cu、Zn的濃度有極顯著影響,對土壤耕層Pb、Cd的濃度有顯著影響。亞耕層土壤中Cu、Zn濃度隨施用豬糞量增加而增加,Pb、Cd的濃度雖經(jīng)三次施用豬糞仍無顯著變化,各處理間各重金屬濃度差異不顯著。耕層土壤重金屬濃度與連續(xù)施用豬糞次數(shù)與累計(jì)施豬糞量進(jìn)行相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)耕層土壤Cu、Zn、Pb、Cd和

4、亞耕層Zn的濃度與累計(jì)施用量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。而亞耕層土壤Cu、Pb、Cd濃度與累計(jì)施豬糞量之間相關(guān)性不顯著。 3施用集約化養(yǎng)殖場豬糞與紅壤旱地重金屬殘留的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)以背景值為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)所有施肥處理的各重金屬污染指數(shù)都大于1,以國家土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)所有處理土壤中Cu、Zn、Cr和Pb的污染指數(shù)均大于0.7,達(dá)到了警戒值,只有Cd低于0.7。以二級土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),所有處理的Zn、Cu的污染指數(shù)較大,但都未超過

5、0.7,未受污染。 經(jīng)三季連續(xù)施用豬糞,土壤表層重金屬污染大都屬低潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平,只有Cd元素為中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。土壤中各種重金屬元素潛在生態(tài)危害指數(shù)由大到小依次為：Cd>Cu>Pb>Zn。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI)隨著施肥量和施肥次數(shù)的增加而增大。 4施用不同量集約化養(yǎng)殖場豬糞對作物的影響及食用部分質(zhì)量評價(jià)4.1施用豬糞對花生、蘿卜、苦麥菜生物量有顯著的影響?；ㄉ锪?、籽粒產(chǎn)量、冬蘿卜生物量和苦麥菜可食部分產(chǎn)量都比對照高。

6、 4.2施用不同量的豬糞對不同作物、不同部位重金屬含量影響不同?？帑湶说厣喜糠諧u含量最高,其次為苦麥菜根和花生籽粒,冬蘿卜中含量最低?；ㄉ涂帑湶酥仓曛亟饘貱u含量隨著施肥量的增加而增加,而冬蘿卜中重金屬Cu含量則反之。施豬糞量高于10t/hm2時(shí)花生籽粒和所有處理苦麥菜地上部分的Cu的濃度均高于蔬菜中Cu的最高允許濃度限值；各處理冬蘿卜中Cu的含量均低于該濃度限值。 三種作物中Zn含量大多比對照高,作物體內(nèi)zn含量以苦

7、麥菜地上部分含量最高,其次為花生籽粒,含量最低的為冬蘿卜。所有施豬糞處理的花生籽粒和苦麥菜中Zn的含量均超過最高允許濃度限值；冬蘿卜中Zn的含量均未超過標(biāo)準(zhǔn)值。 施用豬糞處理花生植株和冬蘿卜中Pb的濃度總體隨施肥量的增加而增大,苦麥菜中Pb的濃度則均低于對照,花生籽粒中的Pb則未檢出,各處理冬蘿卜和苦麥菜中Pb濃度均超過蔬菜中重金屬含量最高允許濃度。 花生植株中Cd的含量均比對照高,且隨著施肥量的增加而增長,籽粒中的含量