紫色泥巖對灰棕沖積性水稻土鎘污染鈍化修復效應研究.pdf

1、紫色泥巖極易風化成細顆粒，呈弱堿性，富含礦物質(zhì)，特別是Ca、Fe含量豐富，用于重金屬污染土壤的鈍化修復，具有原位、廉價、可操作等優(yōu)點。本研究以紫色泥巖礦物（分別來自于達州的殘積紫色砂頁巖互層泥巖礦物、南充的殘積鈣質(zhì)紫色砂巖-礫巖夾泥巖礦物和遂寧的殘積鈣質(zhì)紫色泥巖-砂巖夾泥巖礦物）為鈍化材料，通過室內(nèi)培養(yǎng)和盆栽實驗研究了添加紫色泥巖礦物對灰棕沖積性水稻土Cd污染的鈍化修復效果，綜合評估其利用價值。這對改良Cd污染土壤，解決重金屬污染環(huán)境問

2、題，保障糧食安全和人類健康具有重要的現(xiàn)實意義。
　　1、室內(nèi)培養(yǎng)條件下（淹水和濕潤），紫色泥巖（不同來源和用量）對土壤Cd形態(tài)變化和有效性影響效應明顯。
　　(1)三種來源紫色泥巖礦物粉均能降低淹水和濕潤培養(yǎng)條件下土壤有效態(tài)Cd含量，且隨著紫色巖添加量增大(0.5～5％)，土壤有效態(tài)Cd含量越低。來自遂寧的紫色泥巖礦物粉，添加量達到5％水平時，土壤有效態(tài)Cd含量在淹水條件下相較對照降低了35.5％，濕潤條件下相比對照降低了4

3、5.0％。
　　(2)在培養(yǎng)期間（0～60天），三種來源紫色泥巖均能促進淹水土壤中活性較高的可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd向活性低的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd形態(tài)轉(zhuǎn)化，濕潤土壤的可交換態(tài)Cd向鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)轉(zhuǎn)化較多，且隨著添加比例越大，其轉(zhuǎn)化效果越好，以來自遂寧的紫色泥巖礦物粉效果最好。
　　(3)影響淹水培養(yǎng)土壤Cd形態(tài)轉(zhuǎn)化的因素主要是pH和Ca、Mn等中、微量元素含量變化，影響濕潤培養(yǎng)土壤Cd形態(tài)轉(zhuǎn)化的主要因素是pH和C

4、u、Fe、Mg等中、微量元素含量變化。三種來源的紫色泥巖礦物粉均能提高淹水和濕潤培養(yǎng)土壤的pH，來自遂寧的殘積鈣質(zhì)紫色泥巖、砂巖夾泥巖礦物粉處理效果最顯著。紫色泥巖礦物粉添加比例對中、微量元素含量變化的影響程度不一，沒有明顯的變化規(guī)律。
　　2、盆栽條件下（水作和旱作），紫色泥巖鈍化材料對生物量、Cd吸收累積，以及土壤Cd形態(tài)分布、有效態(tài)含量和土壤pH及中、微量元素含量變化有顯著影響，水作（禾谷類作物水稻）、旱作（葉用蔬菜小白菜和

5、莖用蔬菜紅蘿卜）Cd吸收累積與土壤中有效態(tài)Cd含量和土壤pH、中微量元素變化等之間關系密切。
　　(1)適量添加(0.5～5％)紫色泥巖礦物粉能提高水稻生物量，不同來源紫色泥巖礦物粉處理之間的效果依次是:遂寧（殘積鈣質(zhì)紫色泥巖-砂巖夾泥巖礦物）＞達州（殘積紫色砂頁巖互層泥巖礦物）＞南充（殘積鈣質(zhì)紫色砂巖-礫巖夾泥巖礦物）。對于小白菜生物量的影響，表現(xiàn)為來源于達州的紫色泥巖礦物粉(5％添加量)可較對照提高小白菜地上部生物量18.31

6、％，提高根部生物量18.42％;對于紅蘿卜，對地上部生物量和總生物量具有顯著提高效應的是來源于遂寧的紫色泥巖礦物粉（5％添加量）處理，相比對照分別提高了16.35％和16.61％;對根部生物量提高效應最明顯的是來源于達州的紫色泥巖礦物粉（5％添加量）處理，相比對照提高了18.18％。
　　(2)紫色泥巖礦物粉顯著降低了盆栽作物體內(nèi)Cd含量，且隨添加量增大而越明顯。對水稻和紅蘿卜而言，不同來源紫色泥巖礦物粉鈍化效果的大小排序為:遂寧

7、（殘積鈣質(zhì)紫色泥巖-砂巖夾泥巖礦物）＞達州（殘積紫色砂頁巖互層泥巖礦物）＞南充（殘積鈣質(zhì)紫色砂巖-礫巖夾泥巖礦物），相比對照，來自遂寧的紫色泥巖礦物粉（5％添加量）處理使水稻地上部Cd含量降低了48.71％，根部鎘含量降低了37.28％;使紅蘿卜地上部Cd含量較對照降低了29.13％，地下部Cd含量降低了30.49％。對小白菜而言，不同來源紫色泥巖礦物粉鈍化效果的大小順序是:達州（殘積紫色砂頁巖互層泥巖礦物）＞遂寧（殘積鈣質(zhì)紫色泥巖-砂

8、巖夾泥巖礦物）＞南充（殘積鈣質(zhì)紫色砂巖-礫巖夾泥巖礦物），來自達州的紫色泥巖礦物粉（5％添加量）處理使小白菜地上部Cd含量較對照降低了35.35％，地下部Cd含量降低了20.91％。
　　(3)低濃度（添加量0.5％）紫色泥巖礦物粉對水作條件下的植稻土壤有效態(tài)Cd含量變化影響不顯著，而中高濃度（1％和5％）處理影響顯著，來自遂寧的紫色泥巖礦物粉鈍化效果最好;紫色泥巖礦物粉對旱作條件下種植蔬菜（小白菜和紅蘿卜）的土壤有效態(tài)Cd含量影