磚紅壤鉛污染修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、本研究采用網(wǎng)室砂培試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)，以海南花崗巖磚紅壤為供試土壤，劍麻為供試材料。初步探討了劍麻在鉛污染土壤修復(fù)實(shí)踐中的應(yīng)用前景，同時(shí)研究了施用鈣鎂磷肥、EDTA和殼聚糖對(duì)鉛污染土壤中劍麻生長(zhǎng)、重金屬積累特性、生物有效性以及對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，進(jìn)一步研究了鉛與各種添加劑對(duì)劍麻生理生化指標(biāo)的影響，以期為深入研究劍麻對(duì)鉛的耐性和富集的分子機(jī)理以及鉛污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用等提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。本研究結(jié)果如下： 1、砂培條件

2、下，Pb處理濃度在0～1300mg/kg范圍內(nèi)，Pb對(duì)劍麻生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用，到處理濃度為3200mg/kg時(shí)，劍麻長(zhǎng)勢(shì)開(kāi)始變?nèi)?，表現(xiàn)為生物量下降顯著。本實(shí)驗(yàn)中最高濃度為15900mg/kg，但沒(méi)有達(dá)到致死濃度。即呈現(xiàn)了低促高抑現(xiàn)象，即該條件下劍麻的耐性臨界值為1300mg/kg。 2、土培條件下，劍麻即使在鉛濃度高達(dá)2500mg/kg的土壤上仍能正常生長(zhǎng)。鉛濃度在5000mg/kg時(shí)，劍麻根系明顯減少、變黑，即劍麻在土培

3、條件下對(duì)鉛的忍耐濃度為2500mg/kg。整個(gè)處理范圍內(nèi)，在5000mg/kg處理水平時(shí)劍麻的地上部鉛含量和根系鉛含量分別是空白對(duì)照的17.06和33.85倍，其吸附鉛的潛力顯著高于超積累植物東南景天。這也說(shuō)明劍麻是一種具有耐鉛和富集鉛能力的植物。以植物TMT(重金屬遷移總量)來(lái)判斷富集植物對(duì)Pb污染土壤的修復(fù)潛力。在本試驗(yàn)條件下，劍麻的遷移總量最高為12.32mg/plant，因此具有良好的修復(fù)潛力。 3、盆栽試驗(yàn)研究表明，

4、鈣鎂磷肥、殼聚糖、EDTA三種添加劑及其不同用量對(duì)鉛污染土壤中劍麻生物量均無(wú)不良影響。鈣鎂磷肥和殼聚糖對(duì)劍麻增產(chǎn)效果最為明顯。在低水平處理上(2500mg/kg)，添加低量鈣鎂磷肥提高植株鮮重效果與對(duì)照相比最顯著，而在高水平處理(5000mg/kg)上則是添加高量鈣鎂磷肥效果最好。施入殼聚糖也能改善劍麻的生長(zhǎng)，5000mg/kg鉛處理水平下，殼聚糖施入4g/kg時(shí)，相對(duì)產(chǎn)量達(dá)到最大值，為224.3％。與鈣鎂磷肥的施入相比較，劍麻相對(duì)產(chǎn)量

5、略低。EDTA添加濃度在1mmol/kg～3mmol/kg范圍內(nèi)能促進(jìn)鉛污染土壤中劍麻生物量的提高，隨著EDTA施加濃度的增大，劍麻生物增長(zhǎng)量呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。劍麻未出現(xiàn)任何毒害癥狀，說(shuō)明劍麻對(duì)鉛污染土壤有一定的耐性。 4、不同添加劑對(duì)劍麻吸收鉛的影響不同，比較劍麻莖葉對(duì)鉛的吸收，EDTA處理和殼聚糖處理差異不大，都遠(yuǎn)大于鈣鎂磷肥處理。比較劍麻根系對(duì)鉛的吸收，EDTA＞殼聚糖＞＞鈣鎂磷肥。綜合來(lái)看，以高量鈣鎂磷肥對(duì)重金屬毒性降低

6、效果最為明顯，相反高量EDTA對(duì)提升劍麻對(duì)重金屬鉛的吸收效率最為明顯。 5、土壤中重金屬與添加劑之間存在的交互作用而導(dǎo)致重金屬在劍麻莖葉和根系中的積累和分布存在差異。與對(duì)照相比，施用鈣鎂磷肥提高了土壤pH值，降低土壤中有效態(tài)重金屬含量，從而顯著抑制了鉛向劍麻莖葉的轉(zhuǎn)移，增產(chǎn)效果達(dá)到顯著的水平。外源的EDTA對(duì)土壤pH的影響較小，EDTA處理對(duì)提高重金屬有效態(tài)影響最大,殼聚糖處理對(duì)重金屬有效態(tài)有一定的降低效果。 6、添

7、加鈣鎂磷肥降低了土壤中鉛的生物有效性，殼聚糖使土壤交換態(tài)鉛均有降低趨勢(shì)，EDTA的加入促使土壤中交換態(tài)鉛增加。鈣鎂磷肥添加量為6g/kg時(shí)，交換態(tài)鉛含量達(dá)最低，碳酸結(jié)合態(tài)鉛含量均降低，鐵、錳氧化物結(jié)合態(tài)含量變化幅度不大。鉛處理水平為2500mg/kg時(shí)，交換態(tài)鉛隨殼聚糖添加量的增加分別是對(duì)照的65.75％、62.92％、51.80％。處理水平在5000mg/kg時(shí)，殼聚糖添加量在4g/kg時(shí)，其交換態(tài)鉛含量最低，是對(duì)照的70.31％。其

8、碳酸鹽結(jié)合態(tài)增加幅度大，其他形態(tài)的變化幅度不大.隨EDTA添加量的增加，低、高濃度鉛處理下的交換態(tài)鉛含量均增加，且EDTA添加量為6mmol/kg，其交換態(tài)鉛的含量最高，分別是對(duì)照的1.75和1.64倍。 7、土壤鉛污染對(duì)劍麻生理生化活動(dòng)產(chǎn)生影響，表現(xiàn)為劍麻體內(nèi)葉綠素含量顯著減少，MDA積累量增加，SOD酶活性均呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。三種添加劑對(duì)劍麻SOD酶活性都有激活的趨勢(shì)。劍麻葉綠素含量隨鈣鎂磷肥的增加而增加，SOD活

9、性呈上升趨勢(shì)，總體變化不大，MDA呈下降趨勢(shì)；劍麻葉綠素含量隨殼聚糖的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，在添加量為2g/kg時(shí)達(dá)到最大值，SOD活性呈現(xiàn)先升后降，MDA呈先升后降趨勢(shì)；添加EDTA后，加入量為6mmol/kg時(shí)，劍麻MDA含量最高，對(duì)葉片的傷害最大，其SOD活性在1mmol/kg時(shí)呈現(xiàn)最大值。綜合來(lái)看，用于海南省鉛污染土壤以及鉛鋅尾礦污染土壤區(qū)域最佳的化學(xué)植物組合修復(fù)模式，即鈣鎂磷肥(6g/kg)+劍麻、殼聚糖(2g/kg)+劍