磷石膏堆場周邊土壤重金屬污染特征及磷石膏農(nóng)用資源化研究.pdf

1、本文以貴溪六國化肥廠（原貴溪化肥廠）磷石膏堆場為研究對象，通過野外采樣、實驗室分析等研究了磷石膏堆場周邊土壤中9種重金屬的含量與形態(tài)分布特征；應用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法、地積累指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價了磷石膏堆場周邊土壤重金屬堆放過程中釋放的有害重金屬元素對堆場周邊土壤所造成的環(huán)境效應。紅壤區(qū)土壤磷、硫、硅含量的不足影響著農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，結合紅壤中營養(yǎng)元素特征和pH值存在的問題，研制了磷石膏-鋼渣復合材料以用于紅壤改良，該材料還可束

2、縛、降低重金屬的生物有效性。向重金屬復合污染的紅壤中施加了磷石膏-鋼渣復合材料，測定不同施用時間下土壤pH、生物有效態(tài)的重金屬(Pb、Cd、Cu、Zn)、硅、磷和硫的含量；通過三種葉菜類植物的盆栽實驗，研究了磷石膏-鋼渣復合材料對植物生長時吸收、富集重金屬的影響及其作用機制。得到的主要結論如下：
　　1.采樣區(qū)域內(nèi)土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Cr、Ni、Cd、As、Hg的平均含量分別為204.29mg/kg、63.71mg/kg

3、、50.28mg/kg、35.95mg/kg、24.66mg/kg、10.25mg/kg、0.35mg/kg、8.30mg/kg、0.12mg/kg。土壤中Cu、Zn、Pb、Mn、Cr、Ni和Cd的賦存形態(tài)均以殘渣態(tài)為主，分別占總量的38.4％、78.0%、46.2%、53.8%、86.2%、85.7%和44.2%。Cd的可交換態(tài)含量為0.18mg/kg，占總量的41.8%，具有較高活性；淋溶水聚積地附近的各采樣點中，重金屬含量高于平均

4、水平；相關性分析表明，堆場周邊土壤重金屬含量已經(jīng)受到磷石膏堆場的干擾，淋溶水是主要的污染源；
　　2.研究區(qū)域內(nèi)單因子評價指標法得到的污染程度由高到低的順序為：Cu＞Cd＞Hg＞Zn＞As＞Ni＞Mn＞Cr＞Pb；內(nèi)梅羅指數(shù)評價法的綜合污染指數(shù)范圍為0.26-6.78，平均值為1.80，已經(jīng)達到了輕度污染水平；地質(zhì)累積指數(shù)法表明Cu已經(jīng)達到中等-強污染的程度，Cd已經(jīng)達到了中度污染水平，Hg已經(jīng)達到輕度-中度污染程度；Hakans

5、on潛在生態(tài)危害評價法結果表明磷石膏堆場周邊土壤中重金屬的總潛在生態(tài)危害指數(shù)為266，屬于中度生態(tài)危害水平。
　　3.施加不同質(zhì)量磷石膏-鋼渣復合材料后，復合污染紅壤的pH在60d時達到最大。施用復合材料90d后，當鋼渣：磷石膏=1:2時，土壤的pH值分別達到5.89（10g/kg）、7.24（20g/kg）、7.83（30g/kg）和7.72（40g/kg），土壤pH與鋼渣的用量顯著相關（P＜0.01）。施用30d后土壤中的有效

6、硅含量達到最大，當鋼渣：磷石膏=1:2時，不同處理水平下的土壤中有效硅的含量分別為125.76mg/kg（10g/kg）、254.15mg/kg（20g/kg）、278.68mg/kg（30g/kg）和350.23mg/kg（40g/kg）。施加復合材料后，土壤中的有效磷含量顯著增加。復相關系數(shù)為0.909的逐步回歸方程表明，有效磷含量受到磷石膏、鋼渣施加量和土壤pH的影響。
　　4.施加復合材料后，重金屬污染紅壤中生物有效態(tài)Cu

7、、Zn、Pb、Cd的含量均有一定程度的下降；
　　5.三種葉菜類植物對Cd的富集系數(shù)明顯高于其余三種重金屬。相較于未施加復合材料的土壤中所栽培出的葉菜，施加40g/kg復合材料后，小白菜（Brassica campestris L.）中的Cu、Pb、Cd分別比未施加修復劑的土壤中降低39.93%、62.50%、54.99%；雞毛菜（Brassica rapa L.Chinensis）中的Cu、Pb、Cd分別降低70.55%、61.