生物调理剂对重金属污染土壤的原位修复效果论文.pdf

第 3 2卷第 4期 2 0 1 4年 8月 江 西 j i angxi 科 学 s ci ence vo 1 3 2 no 4 au g 2 01 4 d o i ： 1 0 1 3 9 9 0 j i s s n l 0 0 1 3 6 7 9 2 0 1 4 0 4 0 2 4 生物调 理剂对 重金属 污染土壤 的原位修复效果 刘 旭 ， 吴余金 ， 熊晓晖 ， 丁 园 ( 1 南昌航空大学环境与化学工程学院， 3 3 0 0 6 3 ， 南昌； 2 江西省农产品质量安全中心， 3 3 0 0 4 6 ， 南昌) 摘要： 研究了天然物质合成的生物调理剂对贵溪冶炼厂北墙外重金属污染土壤的原位修复效果。结果表明， 施加生物调理剂， 土壤重金属 c u 、 c d 、 p b被固定， 生物毒性降低， 其中 c d的固定效果最好， 其次是 c u和 p b 。 生物调理剂可有效的改善土壤的理化性质， 提 高土壤 p h、 土壤有机质含量和阳离子交换量， 同时， 作物的生理 指标也 有效的指示 了这一 结果。 关键词 ： 污染土壤 ； 重金属； 原位修复； 生物调理剂 中图分类号： x 5 3 文献标识码： a 文章编号： 1 0 0 1 3 6 7 9 ( 2 0 1 4 ) 04 0 5 2 304 effe c t s o f bi o l o g i c a l ame nd m e nt o n he a v y m e t a l co n t a mi n a t e d s o i l l i u x u ， wu y u j i n ， x i o n g x i a o h u i h ， d i n g y u a n ( i c o l l e g e o f e n v i r o n me n t a l a n d c h e m i c a l e n g i n e e r i n g ， n a n c h a n g h a n g k o n g u n i v e r s i t y ， 3 3 0 0 6 3 ， n a n c h a n g ， p r c； 2 q u ali t y a n d s a f e t y c e n t e r o f a c u l t u r a l p r o d u c t s i n j i a n g x i p r o v i n c e ， 3 3 0 0 4 6 ， n a n c h a n g ， p r c ) abs t r a c t： i n t hi s p a pe r ， a n i n s i t u e x p e r i me n t wa s c o n d u c t e d t o s t u d y t h e e f f e c t s o f b i o l o g i c a l a me n d me n t c o mp o u n d e d b y n a t u r a l s u b s t a n c e s o n h e a v y me t a l c o n t a mi n a t e d s o i l n e a r t h e n o r t h wa l l o f g u i x i s me l t i n g p l a n t t h e r e s u l t s s h o we d t h a t h e a v y me t a l s i n t h e s o i l we r e i mmo b i l i z e d a n d t h e t o x - i e i t y o f t h e m w a s r e d u c e d s i g n i f i c a n t l y a f t e r a p p l i e d b i o l o g i c a l a me n d me n t t o t h e t e s t e d s o i l s b i o a v a i l a b l e c o n c e n t r a t i o n o f c d i s l o we r t h a n c u a n d p b b i o l o g i c a l a me n d me n t c o u l d i n c r e a s e t h e p h t h e o r g a n i c c o n t e n t a n d t h e c a t i o n e x c h a n g e c a p a c i t y o f t h e t e s t s o i l e f f e c t i v e l y me a n w h i l e ， t h e p h y s i - o l o g y i n d e x o f c r o p s c o u l d i l l u s t r a t e t h e s e r e s u l t s e f f e c t i v e l y ke y wo r d s ： c o n t a mi n a t e d s o i l ； h e a v y me t a l s ； i n - s i t u r e me d i a t i o n； b i o l o g i c a l a me n d me n t o 萎嚣 鏊 吉 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属 复方法的选择取决于污染场地特征， 污染物浓度、 带人土壤 ， 致使土壤中重金属含量 明显高于背景 种类及土地使用功能等因素 。根据处理后土壤位 收稿日期 ： 2 0 1 4 0 6 0 9 ； 修订日期： 2 0 1 4 0 71 0 作者简介 ： 刘旭( 1 9 9 3一) ， 男， 本科 ， 专业 ： 环境工程。 基金项目： 江西省教育厅课题 ： 有机种植条件下土壤固碳增汇的机理研究( g j j 1 3 5 0 9 ) ； 南昌航空大学第九届三小项 目： 生物调理剂对铜镉污染土壤的原位修复。 通讯作者： 熊晓晖( 1 9 7 3一) ， 男 ， 副研究员， e ma i l ： 1 0 0 5 8 0 3 7 9 5 q q c o n。 第 4期 刘旭等 ： 生物调理剂对重金属污染土壤的原位修复效果 。 5 2 5 土壤样品 自然风 干后分别过 2 o目和 1 0 0目 尼龙筛 ， 备用待测。 1 3测定项 目及方法 土壤 p h采 用 p h计 ( 土 =2 5 1 ) 测定 ( n y t 1 3 7 7 - 2 0 0 7， 土壤中 p h 的测 定) ； 有机质测 定采用重铬酸钾容量法- 夕 卜 加热法 ； 速效磷采用 0 。 0 3 mo l l n h f - 0 0 2 5 m o l l h c 1浸 提 法 测 定 ； 速效 钾 采 用 1 m o l l n h o a c浸 提 法 测 定 ； 速效氮采用 1 m o l l n a o h水解法测定 ( 碱 解扩散法) ； 重金属全量的测定用王水一 高氯酸 消煮 原子吸收光谱法 ； 重金属有效态含量 的测 定用 e d t a浸提法 。 植物 叶绿 素 含 量 测 定 采 用 9 5 乙醇 提 取 1 4 数据处理与分析 用 mi c r o s o f t e x c e l 和 s p s s对数据进行处理与 分析。 土壤重金属活性 =土壤重金属有效态含量 土壤重金属全量 1 0 0 。 2 结果与讨论 2 1 生物调理剂对土壤理化性质的影响 2 1 i 生物调理剂对土壤 p h和有机质的影响 土壤 p h值是众多土壤理化性质中对重金属的 有效性 及形态分布影响最大的因素 ， 土壤 p h值 的变化会导致土壤重金属有效性及重金属形态的 变化。一般而言 ， 土壤酸度越高 ， 其重金属离子的 法 ； 植物根系活力测定采用 t r c法 。 。 。 生物有效性越大。 表 3 生物调理剂对土壤 p h和有机质含量的影响 如表 3所示 ， 施加生物调理剂后 ， 与 e( 对照 ) 地块相比， 土壤 p h值得到了明显的提高。其中， a、 b 、 d地块为旱作 条件 ， p h由强酸性提 高至弱 碱性； c地块种植的是水稻， 为淹水条件， p h由强 酸性提高至弱酸性 。 生物调理剂由纯 天然物质制备 ， 本 身的有机 质含量很高 ， 当土壤 中施加 了该调理剂后 ， a、 b、 d地块土壤的有机质含量显著增加 ， 而 c地块 土 壤有机质含量与对照相比， 差异不大， 这可能与淹 水条件有关 。 2 1 2 生物调理 剂对 土壤 阳离子交换量 ( c e c) 的影响 土壤 c e c是指每千克土壤 中所含有 的 全部交换性 阳离子 的毫摩尔数 ， 可作为评价 土壤 保肥能 力 的 指 标 ， 是 土 壤 缓 冲性 能 的 主 要 来 源 。如 图 2所 示 ， 每一地块 的土壤 c e c值都 明显高于对照土壤 ， 其 中 b地块土壤阳离子交换 量是对照的 4倍多。从一个方面可以说明该生物 调理剂能提高土壤的保肥能力。 ： 图2 生物调理剂对土壤 c e c的影响 2 2 生物调理剂对土壤重金属活性比值的影响 分别测定 a、 b 、 c、 d和 e( 对 照 ) 地块 土壤 c u 、 c d和 z n有效态含量和全量 ， 并用 1 4节的方 法计算重金属 的活性 以评 价生物调 理剂对土壤 c u 、 c d和 z n的固定效果 ， 结果如表 4所示。 表 4 生物调理剂对土壤重金属活性的影响 与 e( 对照 ) 土壤相 比， a、 b、 c 、 d地块土壤 c u 、 c d 、 p b 活性均显著降低， 其中土壤 c u活性变 化幅度较小； 土壤 c d活性降低最显著。综合 a 、 b、 c、 d地块而言 ， c地块 土壤 c u 、 c d 、 p b活性 比 值减小明显 ， 即水稻土修复效果最佳。由此可知， 生物调理剂对土壤 c u 、 c d 、 p b 均有固定作用， 其 中