Cd污染土壤鈍化材料的篩選及鈍化效應(yīng)研究.pdf

1、土壤Cd污染日益嚴(yán)重，由此帶來的生態(tài)和食品安全等問題受到人們的廣泛關(guān)注。在眾多的修復(fù)技術(shù)中，原位化學(xué)鈍化修復(fù)在修復(fù)成本和修復(fù)效率這兩個關(guān)鍵問題上體現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)越性。該技術(shù)的關(guān)鍵在于鈍化材料的選擇，其修復(fù)效果因土壤性質(zhì)、重金屬元素的類型及污染程度、鈍化材料種類及用量等而有差異。本研究先通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗從10種材料中篩選出5種對Cd污染土壤中Cd的鈍化效果較好的材料，并在盆栽條件下對其不同添加量下的調(diào)控效應(yīng)進(jìn)行探討，明確其在Cd污染農(nóng)田中

2、的應(yīng)用效果，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)不同培養(yǎng)時間下，10種材料（秸稈生物炭、建材生物炭、海泡石、鈣基膨潤土、漢白玉、菌渣、粉煤灰、爐渣、硅藻土、頁巖）均能顯著降低中性和酸性Cd污染土壤有效Cd含量，且隨著添加量的增加其降低幅度增大。隨著培養(yǎng)時間的延長，2種土壤有效Cd含量均表現(xiàn)出先降低后趨于穩(wěn)定的趨勢，培養(yǎng)60天時，中性和酸性土壤有效Cd含量分別降低9.13％～39.29％和3.10％～31.52％。培養(yǎng)60天時，10種材料

3、對2種土壤Cd形態(tài)的影響主要表現(xiàn)為酸提取態(tài)Cd向殘渣態(tài)Cd轉(zhuǎn)化;中性和酸性土壤酸提取態(tài)Cd比例分別比對照減少0.73％～8.30％和1.08％～13.33％，殘渣態(tài)Cd比例增加0.43％～5.92％和1.35％～10.04％。10種材料中，建材生物炭、粉煤灰、秸稈生物炭、海泡石、漢白玉和頁巖對中性和酸性土壤中Cd的鈍化效果均優(yōu)于其他材料。
　　(2)盆栽條件下，秸稈生物炭、粉煤灰、海泡石、漢白玉和頁巖均顯著提高了中性和酸性土壤pH

4、，增加了土壤CEC;中性和酸性土壤的pH分別升高0.16～0.99和0.22～1.88，CEC分別增加1.71％～48.52％和0.80％～43.91％。不同鈍化材料均顯著降低中性和酸性土壤有效Cd含量，其降低幅度為4.61％～26.48％和6.44％～37.22％，且隨添加量的增加其降低幅度增大。不同鈍化材料使2種土壤中的Cd主要由酸提取態(tài)Cd向殘渣態(tài)Cd轉(zhuǎn)化，且添加量越大，其變化越明顯。與對照相比，中性和酸性土壤酸提取態(tài)Cd比例分別

5、減少1.76％～7.59％和1.86％～5.60％，殘渣態(tài)Cd比例增加4.78％～20.61％和4.87％～16.70％。幾種鈍化材料均能顯著降低中性和酸性Cd污染土壤上小白菜可食部位Cd含量，其降低效果隨著鈍化材料添加量的增加而增強(qiáng)，且具有較好的后效作用。中性和酸性土壤上小白菜可食部位Cd含量的降低幅度分別為22.35％～77.65％和14.84％～91.02％。表明，秸稈生物炭、粉煤灰、海泡石、漢白玉和頁巖能有效降低Cd的生物有效性

6、。
　　(3)盆栽條件下，秸稈生物炭、粉煤灰、海泡石、漢白玉和頁巖均顯著增加了小白菜地上部生物量，中性Cd污染土壤上的增加幅度為0.56％～44.42％，酸性Cd污染土壤上為對照的2.25～11.78倍。隨著鈍化材料添加量的增加，中性Cd污染土壤上小白菜生物量先增加后降低，酸性土壤上先增加后變化不明顯。不同鈍化材料不同程度增加了中性和酸性土壤上小白菜維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量，其增加幅度分別為1.58％～22.92％、1.

7、29％～17.16％、1.78％～16.4％和2.92％～33.82％、1.95％～36.38％、1.10％～28.37％;同時降低了小白菜硝酸鹽含量，其降低幅度分別為1.48％～16.77％和0.60％～25.27％。表明，秸稈生物炭、粉煤灰、海泡石、漢白玉和頁巖能有效促進(jìn)Cd污染土壤上小白菜的生長，提升其品質(zhì)。
　　(4)大田條件下，秸稈生物炭、粉煤灰、海泡石、漢白玉和頁巖提高了水作（第一季）和旱作（第二季）土壤pH和CEC，

8、顯著降低土壤有效Cd含量，其降低幅度分別為12.21％～22.53％和14.04％～25.00％。鈍化材料處理下，水作土壤中的Cd由酸提取態(tài)向殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化、早作土壤中的Cd由酸提取態(tài)向可還原態(tài)和殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化。鈍化材料處理下，水稻和小白菜各部位Cd含量均顯著降低，其中水稻糙米Cd含量降低35.65％～58.65％，小白菜可食部位Cd含量降低31.67％～49.17％。秸稈生物炭和粉煤灰處理下水稻糙米Cd含量、各鈍化材料處理下小白菜可食部位Cd