论文摘要
本文通过田间原位试验，研究磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉等5种改良剂对重金属Cu和Cd复合污染土壤的修复效果。分析了不同改良剂对黑麦草生物量、Cu、Cd的累积量；土壤溶液pH和Cu、Cd含量；土壤pH、Cu和Cd化学形态分布；土壤微生物数量；土壤酶活性变化以及土壤基本理化性质的影响。同时，通过室内培养试验，研究不同粒径的羟基磷灰石（常规粒径磷灰石、微米级羟基磷灰石、纳米级羟基磷灰石）按污染土壤质量1%、3%和5%投加剂量下对污染土壤重金属Cu/Cd形态分布及土壤酶活性的影响。研究结果将为“改良剂+修复植物”模式治理重金属污染土壤提供理论依据。主要研究内容和结果如下：1.磷灰石、石灰、木炭和猪粪处理第一年均能满足污染土壤黑麦草生长条件，黑麦草生长累积生物量大小依次为：石灰>磷灰石>木炭>猪粪；第二年猪粪和木炭处理黑麦草无法生长，石灰和磷灰石处理黑麦草正常生长，其黑麦草累积生物量大小为：磷灰石>石灰。黑麦草对重金属Cu、Cd累积吸收均表现为：根部>地上部分，但不同茬次之间没有表现出一致性的规律。第一年各处理黑麦草对Cu、Cd累积量顺序均为：石灰>木炭>磷灰石>猪粪，第二年各处理对Cu、Cd累积量均为：磷灰石>石灰。与第一年比，第二年黑麦草生物量和Cu、Cd的累积总量均显著降低。2.石灰、磷灰石和木炭处理显著提高了污染土壤溶液pH，降低了污染土壤溶液Cu、Cd含量，且均表现出一定的持久性。铁粉和猪粪处理在第一年内，显著提高污染土壤溶液pH值，降低了土壤溶液Cu、Cd含量，第二年污染土壤溶液pH值和Cu、Cd含量与对照相比，均没有显著差异。3.磷灰石和石灰处理分别使土壤pH提高了1.3和1.2个单位，但是5种改良剂处理对土壤有效态Cu、Cd的影响较小，且随着时间推移，各处理土壤有效态Cu、Cd含量又逐渐恢复到对照水平。磷灰石和石灰处理第一年使离子交换态（EXC态）Cu含量分别降低了99.66mg/kg和84.51mg/kg，第二年分别降低了84.96mg/kg和72.96mg/kg，且5种改良剂均不同程度地增加了毒性居中的碳酸盐结合态（CA态）、铁锰氧化物结合态（Fe-Mn态）、有机结合态（OM态），使Cu、Cd由植物可利用态向潜在可利用态转变。4.磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉5种改良剂处理，均不同程度地增加了土壤细菌和真菌数量，且细菌和真菌数量与土壤pH呈正相关关系，其中真菌数量与土壤pH相关显著（R2=0.90*）。磷灰石、石灰、木炭3种改良剂处理，显著提高了土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性和土壤pH，但对脲酶活性影响较小。5.磷灰石、石灰和木炭3种改良剂处理使污染土壤有机质分别提高了0.65g/kg、0.77g/kg和3.39g/kg，土壤CEC提高了0.17cmol/kg、0.14cmol/kg和0.31cmol/kg，土壤交换性Ca2+提高了2.51cmol/kg、3.88cmol/kg和1.05cmol/kg。石灰、木炭2种处理分别使土壤容重降低了0.03g/cm3和0.04g/cm3，磷灰石和铁粉处理分别使土壤容重提高了0.05g/cm3和0.07g/cm3，但各处理均未与对照表现出显著性差异。6.不同粒径不同剂量的磷灰石室内培养试验表明：磷灰石（AP）、微米级羟基磷灰石（Micro-HAP）和纳米级羟基磷灰石（Namo-HAP），均不同程度地提高了污染土壤pH值，并且均随投加剂量的增加显著提高，其中Micro-HAP处理提高污染土壤pH明显高于其它两种材料。在同一投加剂量下，三种不同粒径磷灰石提高土壤pH值顺序为：Micro-HAP>AP>Namo-HAP。Micro-HAP提高了土壤过氧化氢酶和脲酶活性，但降低了土壤酸性磷酸酶活性；AP和Namo-HAP处理均不同程度地提高了土壤3种酶活性。随着AP、Micro-HAP和Namo-HAP剂量的增加，显著降低了污染土壤中生物可利用态（TCLP浸提态）Cu、Cd含量；且在同一投加剂量下，三种不同粒径磷灰石对污染土壤TCLP浸提态Cu、Cd含量影响大小顺序为：AP>Micro-HAP>Namo-HAP。Micro-HAP和Namo-HAP处理显著提高了污染土壤水溶态（WS态）Cu、Cd含量，显著降低了EXC态Cu、Cd含量，不同程度增加了CA态、Fe-Mn态、OM态和残渣态（RES态）Cu、Cd含量。
论文目录
相关论文文献
- [1].纳米羟基磷灰石对重金属污染土壤Cu/Cd形态分布及土壤酶活性影响[J]. 农业环境科学学报 2011(05)
- [2].羟基磷灰石–植物联合修复对Cu/Cd污染植物根际土壤微生物群落的影响[J]. 土壤 2016(05)