论文摘要
一些重金属元素如Cu、Zn等被添加到畜禽饲料中,由于这些重金属元素在动物体内的生物效价很低,大部分随畜禽粪便排出体外,故畜禽粪便中重金属含量往往很高,从而增加了农用畜禽粪便污染环境的风险。目前土壤重金属污染的研究报道较多,但多数是研究城市污泥农用和污水灌溉等引起的重金属污染,而对于畜禽粪便农用对土壤重金属污染与植物中重金属积累的影响尚少见报道。有机酸是微生物生长繁殖的重要能源,它直接影响到土壤微生物的种类和数量,并与重金属形成稳定的螯合物,对重金属的环境行为影响较大,成为当前土壤重金属污染生物修复的研究热点。本文采用盆栽和淋溶试验研究了施用猪粪后对土壤和植物重金属积累的影响,以及猪粪对土壤中Cu、Zn迁移效果的影响,并研究了低分子有机酸对土壤中Cu、Zn的吸附效果,为畜禽粪便的合理利用和土壤重金属铜锌污染的有效控制提供科学依据。主要研究结论如下:1、有机酸对土壤吸附铜锌的影响有所不同。供试的三种低分子量有机酸,均在不同程度上促进土壤对铜和锌的吸附。试验条件下,酒石酸对土壤吸附铜的促进作用要比柠檬酸和草酸小,促进能力为:柠檬酸>草酸>酒石酸。而草酸对锌的促进作用则最大,促进能力为:草酸>柠檬酸>酒石酸。土壤对铜锌的吸附量随外加离子浓度的增加而增加,但随外加离子浓度的增加,土壤对铜的吸附率随浓度的增加而不变或有较小的增幅,对锌的吸附率则随浓度的增加而减小。2、施用猪粪对黑麦草的出芽率和株高没有明显影响,但可以明显增加黑麦草的生物量,种植黑麦草后土壤中Cu、Zn的形态分布也发生了变化,土壤中酸提取态、可还原态和可氧化态Cu、Zn的含量比种植黑麦草前有不同程度地降低。而残渣态Cu、Zn的含量则比种植黑麦草之前有所升高。随着猪粪施加量的增加,Cu、Zn各种形态在总Cu和总Zn中所占的比例也发生了变化,酸提取态和可还原态的Cu所占百分比呈现逐渐增加的趋势,可氧化态Cu变化不大,而残渣态Cu所占百分比则随之减少;酸提取态Zn所占百分比变化不大,可还原态Zn逐渐增加,而可氧化态和残渣态Zn则随之减小。3、黑麦草中Cu、Zn的积累量随着猪粪施加量的升高而增加,Zn比Cu更易在黑麦草体内积累,猪粪施入量大于60g/kg的处理中的地上部分Zn的浓度己超出《食品中锌限量标准》（GB13106-91）中规定的最大允许值20mg/kg,其余均符合标准。这可能与土壤中Zn的含量比较高有关,也说明黑麦草对重金属具有较强的富集能力。4、通过对黑麦草中的Cu、Zn含量与土壤中有效态Cu、Zn含量的相关性分析表明,黑麦草中Cu、Zn含量与土壤有效态Cu、Zn的含量有较好的相关性,相关系数在0.70.9之间。5、在淋洗的初期,不同处理的淋洗液中Cu、Zn含量差异不大。随着淋洗液体积的增加,土壤中添加猪粪处理的淋洗液中Cu的含量明显的比对照高。在本试验淋洗体积为300mL下,与淋洗液中Cu含量表现出的规律不同的是,Zn含量并没有达到某一峰值后而降低的现象,而是一直随淋洗液体积的增加而增加。土柱的0-10cm土壤Cu的含量明显高于10-40cm土壤,但是随土层加深土壤中的Cu含量逐渐降低,而且土层越深Cu含量越接近土壤的本底值,土层中Zn含量的变化也与铜相似。