两种螯合剂对汞在土壤-植物系统中迁移的影响两种螯合剂对汞在土壤-植物系统中迁移的影响

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白沙洲大道选地板找地板陈两种螯合剂对汞在土壤-植物系统中迁移的影响陈玉成,符翠芳,唐丽琼(西南农业大学资源环境学院,重庆400716)摘要盆栽试验表明,螯合剂种类、浓度、施用时间等对莴笋产量的影响程度分别为5772、1606、2622,对汞在莴笋中的积累影响程度分别为4915、247、4838。在莴笋移栽时,施用010MOL/L的DTPA,既可削减蔬菜中汞含量,又可促进蔬菜产量的增加。模拟试验表明,不同螯合剂只是对淋洗速度产生影响,而对滤液汞、土壤残留汞的影响不明显。关键词汞;土壤;蔬菜;迁移中图分类号X142文献标识码A文章编号1008181X(2002)01001003已有研究表明,重庆市蔬菜基地出现了汞污染,削减蔬菜汞污染已成为当务之急。由于土壤既是汞进入蔬菜的源头,又是大气汞污染源的纳污场,因此削减蔬菜汞含量主要以控制土壤汞进入蔬菜体内为主,其中抑制土壤汞的活性,控制土壤汞的迁移是一种费省效宏的实用途径。本文根据重金属的螯合原理,选取EDTA和DTPA两种螯合剂,通过盆栽试验和淋洗试验对汞在土壤-植物系统中的迁移进行了探讨。1材料和方法11供试材料土壤为中性紫色土,取自西南农业大学实验农场。盆栽试验的土壤汞含量为0207MG/KG;淋洗试验的土壤汞含量为0394MG/KG。蔬菜为重庆大宗叶菜莴笋(LACTUCASATIVAVARANGUSTANAIRISH),选取长势接近的幼苗进行盆栽。EDTA和DTPA为分析纯化学试剂。21试验方案盆栽试验在西南农业大学玻璃网室进行。添加外源HGCL2,使得土壤中全汞含量为2055MG/KG,然后装盆,共设6个处理和1个对照(表1),每个处理重复4次。与一定量的N、P、K化肥混匀装盆后,陈化7D,每盆定植莴笋幼苗2株,以后湿润管理至50D后收获,单盆测产,混合测定土壤和植株样品。淋洗试验在实验室内进行。在6个直径54CM、长30CM的硬质塑料管底部用经过处理的纱窗布固定,其上覆盖一层2MM的石英砂与玻璃纤维,然后逐层装入约750G的土壤,上部依次装入玻璃纤维和石英砂。装柱完成后,底部置于去离子水中浸润至饱和,取出滴尽余水,待用。配制纯水、001MOL/L的EDTA、001MOL/L的DTPA等3组淋洗液各2000ML,分4次淋洗,测定滤液中的汞。同时将土柱取出,分成3等分,测定各层土壤中汞含量。试验重复2次。13分析方法植株汞用HNO3H2SO4V2O5消化,土壤汞用1∶1HNO3H2SO4消化,水汞样用HNO3H2SO4KMNO4消化。上述消化液均于冷原子荧光测汞仪上测定全汞含量。2结果与讨论21汞与螯合剂对莴笋生长发育的影响在盆栽试验中,与对照相比,T1、T2、T3、T4等处理在移栽初期已表现出一定的受害症状,即植株矮小,叶片出现黄斑,并呈灼烧状,其中ETDA处理的植株受害最严重,T1莴笋几乎不能生长,产量下降971;T2也下降22(表2)。T3、T4尽管移栽初期生长和T1、T2处理接近,但后期生长良好,其最终产量和对照相当。T5、T6处理前期生长良好,但第20天施入螯合剂后仍出现叶片黄斑和灼烧状,其最终产量与对照增(T6)减T5不显著。以上说表1盆栽试验设计方案代号试剂类型试剂浓度/MOLL1施用时间T1EDTA01移栽时(第1天)T2EDTA001移栽时(第1天)T3DTPA01移栽时(第1天)T4DTPA001移栽时(第1天)T5EDTA01移栽后(第20天)T6DTPA01移栽后(第20天)CKH2O白沙洲大道选地板找地板陈明,移栽初期施入EDTA对汞的生长有明显的抑制作用,而DTPA则不明显。进一步分析,螯合剂种类、浓度、施用时间等三因素对莴笋产量的影响是不同的(表3),其影响程度分别为5772、1606、2622,说明螯合剂种类对莴笋的生长发育影响作用超过了一半。22螯合剂对汞在莴笋中积累与分布影响从莴笋中汞的总积累量来看(表4),T2、T4、T5、T6处理均高于对照,其中以T5处理最高,只有T3处理低于对照。表明20天后施入01MOL/L的EDTA不但没有减低莴笋中汞的积累,反而促进了土壤中汞向莴笋的迁移。而移栽初期施用DTPA可以削减莴笋中汞的积累。从汞在莴笋各器官的分配来看,所有处理均表现为根汞>叶汞>茎汞,但移栽初期施用螯合剂,可促进汞在茎叶可食部分的富集,而后期施用则可将汞残留于根部。进一步地分析,螯合剂种类、浓度、施用时间等三因素对汞在莴笋中的积累影响是不同的(表5),其影响程度分别为4915、247、4838,说明螯合剂种类及其施用时间对削减莴笋汞起决定性作用。经过理论计算,削减莴笋中汞含量的最佳条件为在莴笋移栽时,施用010MOL/L的DTPA,可降低蔬菜中汞0127MG/KG,削减幅度达4552。此结果与前面的产量分析呈现出极大的耦合。即莴笋移栽时,施用010MOL/L的DTPA,既可降低蔬菜中汞积累,又可促进莴笋产量的增加。23螯合剂对土壤汞淋出的影响从淋洗速度看(表6),淋洗初期,不同螯合剂之间存在显著性差异,螯合剂与水之间存在极显著差异,其淋洗速度为H2O>DTPA>EDTA。但随后H2O与DTPA的淋洗速度差异越来越小,而与EDTA之间的差异仍然存在。滤液汞的方差分析表明,淋洗量不同,滤液汞的含量极显著不同,而淋洗剂对滤液汞影响不显著。随着淋洗量的增加,滤液汞含量急剧下降。24螯合剂淋洗对土壤残留汞的影响淋洗完毕,测定土壤各层的残留汞量(表7),发现不同淋洗剂、不同土壤层次的汞无显著差异。表2汞与螯合剂对莴笋生长发育的影响代号植株产量/GPOT1平均/GPOT1增减/差异显著性ⅠⅡⅢⅣ51T3363140544996534045051466AAT438954445421644204244802ABABT640483425466038503996171BABCK319943474398377039290BABT533544759475622613783372BBT22772-2677373130602212CCT1---1151159707DD表3不同因素对莴笋产量的影响水平产量/GPOT1变异系数/影响度/螯合剂种类EDTA231941545772DTPA4248螯合剂浓度010MOLL1310011561606001MOLL13652施用时间1D29811887262220D3890表4汞在莴笋中的积累及其分布汞含量/MGKG1平均/MGKG1分配系数/根茎叶根茎叶T20823017104310475577512003025T30301013401740152494322002857T411540084011103378554623823T5223000580548070978632051932T614620046007203959253291456CK103601090205027976748071519T1处理由于植株死亡而未测定。表5不同因素对莴笋吸汞量的影响水平吸汞量/MGKG1变异系数/影响度/螯合剂种类EDTA059244354915DTPA0295螯合剂浓度010MOLL10419223247001MOLL10406施用时间1D03214365483820D0552白沙洲大道选地板找地板陈3结论(1)螯合剂种类、浓度、施用时间等对莴笋产量的影响程度分别为5772、1606、2622,对汞在莴笋中的积累影响程度分别为4915、247、4838。(2)莴笋移栽时,施用010MOLL1的DTPA,既可削减蔬菜汞含量,又可促进蔬菜产量的增加。(3)不同螯合剂只是对淋洗速度产生影响,而对滤液汞、土壤残留汞的影响不明显。参考文献1陈玉成,青长乐高背景区中无公害蔬菜的降污生产技术体系J农业环境与发展2000,17SUPPL57612殷捷,陈玉成土壤重金属污染的全过程控制四川环境J,2000,19(1)27303刘德绍,青长乐,王定勇几种蔬菜汞富集能力的初步研究J重庆环境科学,1998,20(3)16184GUOYIJUN,CHENYUCHENGMERCURYVERTICALTRANSFERENCEINSOILWATERSYSTEMJPEDOSPHERE,1998,821871915沈振国螯合剂对重金属超积累植物THLASPICARULESCENS的锌、铜、锰和铁吸收的影响J植物生理学报,1998,24(4)3403466马成仓EDTA对汞毒害下玉米幼苗膜损伤及体内保护系统变化的缓解作用J农业环境保护,1997,5(6)2426EFFECTSOFTWOKINDSOFCHELATEONTRANSFERENCEOFMERCURYINSOILPLANTSYSTEMCHENYUCHENG,FUCUIFANG,TANGLIQIONG(SCHOOLOFRESOURCESANDENVIRONMENT,SOUTHWESTAGRICULTURALUNIVERSITY,CHONGQING400716,CHINA)ABSTRACTTHEPOTEXPERIMENTSSHOWEDTHATTHEVARIETY,APPLIEDAMOUNTANDAPPLIEDTIMECOULDAFFECTTHEYIELDOFTHELETTUCEBY5772,1606,2622RESPECTIVELY,WHILEAFFECTTHEACCUMULATIONOFMERCURYINLETTUCEBY4915,247,4838THEDTPAWITH010MOLL1WASAPPLIEDTONOTONLYDECREASETHECONTENTOFMERCURYINTHEVEGETABLESBUTALSOINCREASETHEYIELDOFTHEVEGETABLEWHENTHELETTUCEWASTRANSPLANTEDTHESIMULATEDLEACHINGTESTSSHOWEDNOSIGNIFICANTEFFECTSOFDIFFERENTCHELATESONTHECONTENTOFMERCURYINLEACHATEANDTHERESIDUALSOILKEYWORDSMERCURY;SOIL;VEGETABLE;TRANSFERENCE表6螯合剂对土壤汞淋出的影响H2OEDTADTPA淋洗量/ML滤速/MLMIN1滤液汞/MGKG1滤速/MLMIN1滤液汞/MGKG1滤速/MLMIN1滤液汞/MGKG1500081400707009900545017300639100001800056800910045101700038115000180002690083001340168001752000017100119006400123016400124表7螯合剂淋洗后土壤的残留汞含量MGKG1H2OEDTADTPA上层018580213002413中层021670187101735下层024260226601920平均021500208901933
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螯合剂 对于 土壤 植物 系统 迁移 影响
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