納米經(jīng)基磷灰石對(duì)污染土壤鎘鈍化效應(yīng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展以及農(nóng)藥化肥的不合理利用，在造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、食品質(zhì)量安全下降的同時(shí)，土壤質(zhì)量問(wèn)題日益嚴(yán)重。土壤污染尤其重金屬鎘污染問(wèn)題相對(duì)突出。如何在當(dāng)前確保農(nóng)業(yè)耕地紅線的前提下，保障農(nóng)產(chǎn)品和土壤環(huán)境安全成為農(nóng)業(yè)、環(huán)境及食品工作領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注話題。本文在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)探索了納米羥基磷灰石（NHAP）對(duì)重金屬鎘在土壤中淋溶特征的影響，明確了不同比例納米羥基磷灰石施加后土壤鎘含量和形態(tài)的轉(zhuǎn)化規(guī)律。在納米羥基磷

2、灰石與微生物（枯草芽孢桿菌、白腐真菌）協(xié)同作用下，鎘在土壤和植株中的分布規(guī)律及植物根際土壤微生物種群變化。主要研究結(jié)果如下：
　　1.納米羥基磷灰石（NHAP）對(duì)溶液中鎘離子的吸附率和解吸率隨時(shí)間延長(zhǎng)、溫度上升均呈先升高后趨于穩(wěn)定；隨溶液pH升高，納米羥基磷灰石對(duì)鎘離子的吸附率快速上升后基本穩(wěn)定，解吸率隨pH升高后迅速降低，在pH為3時(shí)基本穩(wěn)定。
　　2.通過(guò)模擬土柱實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)NHAP處理對(duì)污染土壤中Cd原位固定效果及形態(tài)變化

3、規(guī)律。結(jié)果表明：NHAP的輸入增加了土壤的pH，而且土壤鎘經(jīng)NHAP鈍化穩(wěn)定化后由生物有效態(tài)向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化。土壤淋出液中鎘濃度經(jīng)不同模型擬合，拋物線擴(kuò)散模型的R2最大，達(dá)到0.998，以此推斷在酸雨間歇淋失條件下，經(jīng)NHAP處理的鎘污染土壤50年后浸出液中鎘濃度不會(huì)對(duì)人體健康造成危害。
　　3.室內(nèi)模擬盆栽實(shí)驗(yàn)，研究納米羥基磷灰石的不同施加比例對(duì)鎘污染土壤的鈍化修復(fù)效果。結(jié)果表明：NHAP施加顯著增加油菜株高生物量，且隨NHAP施入

4、量的增加，油菜中Cd含量顯著下降，施入量為0.2％、0.5%和1%時(shí)，分別比對(duì)照降低22.38%，36.25%和50.2%。NHAP施加可顯著提高土壤生物學(xué)質(zhì)量，與對(duì)照相比，NHAP處理鎘污染土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶的活性顯著增加，且過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性隨施加量的增加顯著提高。對(duì)比不同納米羥基磷灰石添加比例對(duì)植物、土壤修復(fù)效果，0.5%（W/W）的納米羥基磷灰石的施加比例為較優(yōu)修復(fù)處理。
　　4.以0.5%（W/W）

5、納米羥基磷灰石為修復(fù)基礎(chǔ)，分別聯(lián)合枯草芽孢桿菌、白腐真菌，通過(guò)盆栽實(shí)驗(yàn)，研究納米羥基磷灰石-微生物聯(lián)合作用對(duì)鎘污染土壤鈍化修復(fù)效果。結(jié)果表明，NHAP和微生物的聯(lián)合作用顯著提高了油菜株高生物量，油菜植株中Cd累積量顯著降低，各處理油菜植株中Cd含量分別比CK處理減少37.99%-57.04%。同時(shí)，由于油菜吸收量的降低，在植物-土壤體系鎘穩(wěn)定平衡的前提下，施加 NHAP-微生物各處理土壤中鎘殘留量較對(duì)照提高7.01%-16.77%。BC

6、R順序提取法分析表明NHAP與微生物聯(lián)合作用促進(jìn)土壤Cd由交換態(tài)向Cd殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化。分析土壤生物學(xué)質(zhì)量表明，NHAP與微生物聯(lián)合作用不同程度地提高了鎘污染土壤中過(guò)氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶活性。而且，相較枯草芽孢桿菌和白腐真菌，NHAP施加對(duì)土壤中細(xì)菌種群豐富度和多樣性有顯著影響，鎘污染土壤加入 NHAP后，群落豐富度和細(xì)菌多樣性均顯著增加，變形菌門(mén)、放線菌門(mén)等種群增多，有益菌Paenibacillus（類芽孢桿菌）等顯著增加，有害菌Ge