武漢市土壤重金屬積累特征及其鎘污染化學(xué)調(diào)控研究.pdf

1、隨著農(nóng)藥和化肥施用量的不斷增加，工礦廢棄污染物排放的日益加劇，含重金屬的污染物通過(guò)各種途徑進(jìn)入土壤，造成土壤嚴(yán)重污染，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的下降，并通過(guò)食物鏈危害人類的健康。弄清區(qū)域土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其合適修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，已日益為確保農(nóng)產(chǎn)品和產(chǎn)地環(huán)境安全所必需?；瘜W(xué)調(diào)控法具有經(jīng)濟(jì)、方便、對(duì)土壤理化性狀影響小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)是一種行之有效的方法。本研究采用實(shí)地取樣分析與室內(nèi)模擬培養(yǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，評(píng)價(jià)了武漢市土壤6種重金

2、屬積累與污染現(xiàn)狀，在明確各類調(diào)控劑對(duì)鎘土壤浸出毒性影響的基礎(chǔ)上，研究了鈍化效果最好的2種典型調(diào)控劑對(duì)污染土壤中鎘形態(tài)的影響，最后從吸附機(jī)理方面初步探討了海泡石和草炭對(duì)鎘的鈍化機(jī)制，并研究其對(duì)養(yǎng)分磷的吸附特性。取得的主要結(jié)果如下：
　　 (1)城區(qū)土壤中Hg、As、Cd、Pb、Cr和Cu6種重金屬平均含量均高于城郊。城區(qū)土壤中Hg、Pb和Cd積累明顯，分別超過(guò)其背景值186.1％，83.2％和76.6％，并集中在交通區(qū)，工業(yè)區(qū)和公

3、園區(qū)這3大功能區(qū)；而城郊土壤中Hg、Cd、Pb和Cu積累明顯，其中最突出的是林地土壤Hg，比相應(yīng)背景值高266.8％，除林地土壤As超過(guò)背景值13.8％外，蔬菜地、旱地和水田這3種利用方式下土壤中的As和所有城郊土壤中Cr，其含量均在湖北省土壤背景值之下。
　　 (2)武漢市土壤中6種重金屬的單項(xiàng)污染指數(shù)都小于0.7，其中Cd污染指數(shù)最大，其次為As、Hg、Cu、Cr和Pb；城區(qū)各功能區(qū)和城郊不同利用方式下土壤的綜合污染指數(shù)均小

4、于0.7，處于清潔無(wú)污染狀態(tài)。
　　 (3)對(duì)Cd=3.0mg/kg和Cd=6.0mg/kg的酸性土壤投加各類調(diào)控劑后，鈍化效果最優(yōu)的為草炭和鈣鎂磷肥，其最高鈍化率分別達(dá)19.2％和38.4％；而石灰的調(diào)控效果最差，未表現(xiàn)出鈍化效果，卻增加了Cd浸出量，最高增幅達(dá)99.6％；對(duì)堿性土壤來(lái)說(shuō)，鈣鎂磷肥的調(diào)控效果最佳，其鈍化率最高可達(dá)72.5％?？傮w來(lái)看，對(duì)Cd污染土壤，無(wú)論是酸性還是堿性，調(diào)控效果最好的兩種調(diào)控劑均是鈣鎂磷肥和草炭

5、，且對(duì)同一污染程度土壤，這兩種調(diào)控劑對(duì)Cd的鈍化率均為堿性土壤優(yōu)于酸性土壤。
　　 (4)在Cd為3.0mg/kg的土壤中投加鈣鎂磷肥或草炭后，在28天的培養(yǎng)期內(nèi)，酸性土壤中有效態(tài)Cd含量總體上呈降低趨勢(shì)，而在第7天至第14天出現(xiàn)含量增加的現(xiàn)象；對(duì)于Cd為3.0mg/kg堿性土壤，投加鈣鎂磷肥或草炭后，從第0天至第28天，其有效態(tài)Cd含量一直呈明顯降低趨勢(shì)，而Cd為6.0mg/kg的堿性土壤，從0天至第7天，土壤有效態(tài)Cd含量顯

6、著降低，第7天后至培養(yǎng)結(jié)束，土壤有效態(tài)Cd含量變化不明顯。從培養(yǎng)前后土壤中各形態(tài)Cd占總Cd的百分比數(shù)值來(lái)看，隨著草炭投加量增加，土壤有效態(tài)、無(wú)機(jī)結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)所占的百分比數(shù)值均呈降低趨勢(shì)，而有機(jī)結(jié)合態(tài)的比例數(shù)值則增加了；鈣鎂磷肥投加量對(duì)土壤Cd形態(tài)的影響則不同，土壤中有效態(tài)、無(wú)機(jī)結(jié)合態(tài)的百分比數(shù)值隨鈣鎂磷肥投加量的增加均降低，有機(jī)結(jié)合態(tài)的變化并不明顯，殘留態(tài)的百分比數(shù)值則顯著增加。鈣鎂磷肥為8％投加量對(duì)Cd為6.0mg/kg堿性土壤的

7、調(diào)控效果最佳，其殘留態(tài)的百分比數(shù)值高達(dá)49.4％。
　　 (5)海泡石和草炭對(duì)Cd2+和P的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等溫式。草炭對(duì)Cd2+的飽和吸附量為17.32mg/g，明顯大于海泡石的飽和吸附量5.61mg/g；二者對(duì)Cd2+的吸附量均隨著Cd2+濃度的增大而增大，其吸附率呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。海泡石和草炭對(duì)磷的吸附量均隨著PO43-濃度的增大而增加，草炭比海泡石更易吸附磷。草炭對(duì)P的飽和吸附量為1.33m