草酸活化磷矿粉对矿区重金属污染土壤钝化修复效果

论文摘要

磷矿粉既是一种常用的缓效磷肥,用于农业生产,也是一种经济环保的土壤改良剂,用于土壤重金属污染修复。随着工业的快速发展,土壤重金属污染已经成为一个世界环境问题,越来越多地受到关注。生长在重污染土壤上的作物和蔬菜,会不同程度的富集重金属。这些富集的重金属会通过食物链进入人体,引发各种疾病,对人体健康造成极大的威胁。因此,国内外的科学工作者都在寻找科学有效的方法来降低污染土壤中重金属的毒性,提高作物和蔬菜的品质。本试验通过盆栽莴苣结合Tessier连续浸提法测定经南漳、保康磷矿粉和活化磷矿粉处理的土壤中Cu和Cd的各形态含量以及理化性质的变化,莴苣各部分Cu和Cd的含量和莴苣的生长和品质指标,旨在通过土壤中重金属形态含量和理化性质的变化,评价磷矿粉和活化磷矿粉对重金属污染土壤的修复效果,为在重金属污染土壤上生产安全蔬菜提供科学依据。试验结果表明：（1）施加磷矿粉和活化磷矿粉,都可以降低土壤中交换态Cu、Cd的含量。与对照（未加磷矿粉）相比,施加南漳磷矿粉后,交换态Cd、Cu的含量分别降低12.50%-20.30%、24.6%-47.03%；施加活化南漳磷矿粉后,交换态Cd、Cu的含量分别降低20.30%-37.10%、45.38%-49.10%；施加保康磷矿粉后,交换态Cd、Cu的含量分别降低0.37%-0.95%、18.76%-48.82%；施加活化保康磷矿粉后,交换态Cd、Cu的含量分别降低10.70%-21.50%、53.61%-56.22%。（2）施加磷矿粉和活化磷矿粉,都可以提高土壤中残渣态Cu、Cd的含量。与对照（未加磷矿粉）相比,施加南漳磷矿粉后,残渣态Cd、Cu的含量分别增加了63%-103%、31.70%-39.85%；施加活化南漳磷矿粉后,残渣态Cd、Cu的含量分别增加了82%-161%、12.56%-37.47%；施加保康磷矿粉和活化磷矿粉后,残渣态Cd的含量分别增加了164%-187%、131%-181%；而残渣态Cu含量并没有显著增加。（3）施加磷矿粉和活化磷矿粉能够降低莴苣各部分中Cu、Cd的含量。与对照相比,施加南漳磷矿粉后,莴苣地上部分Cd、Cu的含量分别最多降低18.10%、40.05%,根部Cd、Cu的含量分别最多降低29.10%、31.34%；施加南漳活化磷矿粉后,莴苣地上部分Cd、Cu的含量分别最多降低41.10%、52.97%,根部Cd、Cu的含量分别最多降低55.10%、42.71%。施加保康磷矿粉后,莴苣地上部分Cd、Cu的含量分别最多降低21.10%、29.11%,根部Cd、Cu的含量分别最多降低39.10%、49.22%；施加保康活化磷矿粉后,莴苣地上部分Cd、Cu的含量分别最多降低59.30%、53.40%,根部Cd、Cu的含量最多降低44.70%、55.24%。（4）施加磷矿粉和活化磷矿粉可以提高莴苣株高、叶片SPAD-502值、各部分Vc的含量,活化磷矿粉的效果更显著；磷矿粉和活化磷矿粉对莴苣硝酸盐累积影响的大小则很大程度上决定于土壤有效磷含量及施氮水平。（5）磷矿粉和活化磷矿粉能够改变土壤的基本理化性质,随着磷矿粉和活化磷矿粉施加量的增加,土壤的pH、有效磷含量、交换性Ca2+、Mg2+含量等增加。总之,施加磷矿粉和活化磷矿粉可以降低土壤中交换态Cu、Cd含量,提高残渣态Cu、Cd含量,降低其在土壤中的迁移性,活化磷矿粉的效果更显著。磷矿粉和活化磷矿粉的适量施用可促进莴苣生长,改善其品质,降低对重金属Cu、Cd的吸收,并影响土壤基本理化性质。草酸活化磷矿粉在固定土壤重金属、改善莴苣品质方面要优于没有活化的磷矿粉,因此,草酸活化磷矿粉可以作为一种新型钝化剂用于的重金属污染土壤的修复。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 土壤重金属污染及其来源
• 1.2 土壤重金属污染的危害
• 1.3 土壤中Cu、Cd污染的危害
• 1.3.1 土壤中Cu污染的危害
• 1.3.2 土壤中Cd污染的危害
• 1.4 土壤重金属污染修复方法研究进展
• 1.4.1 物理修复法
• 1.4.2 化学修复法
• 1.4.3 生物修复法
• 1.5 含磷物质修复土壤重金属污染研究进展
• 1.6 磷矿粉修复重金属污染土壤和其活化
• 1.6.1 磷矿粉修复重金属污染土壤
• 1.6.2 磷矿粉的活化
• 1.7 草酸在土壤重金属污染修复中的应用及其对磷矿粉的活化
• 1.8 本试验的研究目的和意义
• 2 材料和方法
• 2.1 供试材料
• 2.1.1 供试土壤
• 2.1.2 供试磷矿粉
• 2.1.3 供试作物
• 2.2 试验方案
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 土壤基本理化性质测定
• 2.3.2 磷矿粉和活化磷矿粉基本理化性质测定
• 2.3.3 莴苣生长和品质指标的测定
• 2.3.3.1 株高的测定
• 2.3.3.2 叶绿素的测定（SPAD-502值的测定）
• 2.3.3.3 维生素C的测定
• 2.3.3.4 硝酸盐的测定
• 2.3.4 莴苣中Cu、Cd含量的测定
• 2.3.5 土壤中Cu、Cd总量和不同形态含量的测定
• 2.4 数据统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 施加磷矿粉和活化磷矿粉后土壤中Cd、Cu形态的变化
• 3.1.1 不同磷矿粉处理后土壤中各形态Cd含量的变化
• 3.1.1.1 不同磷矿粉处理后土壤中交换态Cd含量变化
• 3.1.1.2 不同磷矿粉处理后土壤中残渣态Cd含量变化
• 3.1.2 不同磷矿粉处理后土壤中各形态Cu含量的变化
• 3.1.2.1 不同磷矿粉处理后土壤中交换态Cu含量变化
• 3.1.2.2 不同磷矿粉处理后土壤中残渣态Cu含量变化
• 3.2 施加磷矿粉和活化磷矿粉对莴苣中Cd、Cu含量的影响
• 3.2.1 不同磷矿粉处理对莴苣中Cd含量的影响
• 3.2.2 不同磷矿粉处理对莴苣中Cu含量的影响
• 3.3 施加磷矿粉和活化磷矿粉对莴苣生长和品质指标的影响
• 3.3.1 不同磷矿粉处理对莴苣株高的影响
• 3.3.2 不同磷矿粉处理对莴苣叶绿素SPAD值的影响
• 3.3.3 不同磷矿粉处理对莴苣Vc含量的影响
• 3.3.4 不同磷矿粉处理对莴苣硝酸盐含量的影响
• 4 讨论
• 4.1 土壤PH变化对重金属形态的影响
• 4.2 土壤中有效磷变化对重金属形态的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文和申请的专利