不同硫肥處理下污染水稻土中銅硫淹水釋放機(jī)制初探.pdf

1、隨著我國工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)“三廢”的不合理排放，污水灌溉和農(nóng)藥化肥的不合理使用等，我國大面積的水稻土受到不同程度的重金屬污染。硫作為一種重要的生源要素，在土壤中深刻地影響重金屬的生物地球化學(xué)循環(huán)，尤其是新近發(fā)現(xiàn)硫能與土壤中重金屬形成膠體顆粒，提高重金屬在土壤中的遷移能力。隨著不同種類硫肥的推廣及大量使用，探索水稻土重金屬與硫的協(xié)同遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制對于控制土壤-水稻系統(tǒng)中重金屬污染、保障生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)產(chǎn)品安全及人體健康具有十分重要的意義。本

2、論文通過采集浙江省富陽市某銅冶煉廠周邊的重金屬污染水稻土，結(jié)合室內(nèi)土柱淹水模擬實驗，利用同步輻射技術(shù)及其它微結(jié)構(gòu)分析方法，研究了硫酸銨和硫包膜尿素等不同種類硫肥處理下重金屬污染水稻土在淹水過程中土壤溶液基本理化性質(zhì)、土壤銅硫有效性及下滲液中元素含量等的變化規(guī)律，揭示了土壤及膠體顆粒中銅硫的微區(qū)分布特征。主要結(jié)論如下:
　　 (1)硫肥施用種類和淹水時間段顯著地改變了重金屬污染水稻土土壤溶液的基本理化性質(zhì)(pH、EC和Eh)和土壤

3、銅硫的有效性及空間分布規(guī)律。硫酸銨的影響主要體現(xiàn)在淹水前期，不僅顯著地降低了土壤溶液的pH值和抑制土壤有效態(tài)銅的釋放量，還提高了水稻土的EC值及氧化性;硫包膜尿素則在施用后期顯著地提高土壤溶液的pH值、EC值和還原性，并明顯地抑制土壤有效態(tài)銅的釋放量。其次，在淹水前期（7d后），硫酸銨抑制土壤有效硫的含量;而在淹水后期（60 d后）,硫包膜尿素和硫酸銨均促進(jìn)土壤有效硫的產(chǎn)生。同步輻射微束X射線熒光分析(μ-XRF)發(fā)現(xiàn)土壤中銅硫鐵呈非均

4、相分布，進(jìn)一步對元素的熒光計量數(shù)作回歸分析表明:硫酸銨促進(jìn)土壤中銅硫的協(xié)同遷移，而硫包膜尿素的影響則與淹水時間段密切相關(guān)，這很可能是由于硫包膜尿素的緩釋特征所造成的;硫肥的施用和延長淹水期均顯著地增加了土壤銅鐵相關(guān)性，這表明硫肥的施用和延長淹水期均可能促進(jìn)銅吸附到鐵氧化物表面或形成銅鐵復(fù)合物，且以硫包膜尿素的促進(jìn)作用更明顯。
　　 (2)淹水條件下污染水稻土中銅硫能在納米顆粒上賦存并協(xié)同遷移，且該過程受硫肥施用種類的影響。納米粒

5、度分析儀分析表明土柱下滲液中膠體粒徑分布位于176.1-452.9 nm之間，表明大部分膠體顆粒以納米態(tài)賦存;運(yùn)用場發(fā)射掃描電鏡-能譜分析儀(SEM-EDX)和ICP-AES測定發(fā)現(xiàn)膠體顆粒上賦存銅、硫、鐵、鋁等元素，說明銅硫能賦存在納米顆粒表面協(xié)同遷移，并且膠體態(tài)銅硫占土柱下滲液中銅硫總量的較少部分，而鐵鋁卻以膠體態(tài)為主。硫肥的添加對膠體態(tài)硫和銅的影響有所差異，硫肥的添加促進(jìn)了膠體態(tài)硫的釋放，并以硫酸銨更為顯著;硫包膜尿素抑制膠體態(tài)銅

6、的釋放，而硫酸銨促進(jìn)膠體態(tài)銅的釋放。同步輻射微束X射線熒光（μ-XRF）對釋放的土壤膠體顆粒的元素微區(qū)分布特征研究表明，硫肥的添加和淹水期的延長都能促進(jìn)膠體顆粒中銅硫和銅鐵的協(xié)同遷移，其中硫包膜尿素更能促進(jìn)膠體顆粒中銅硫的協(xié)同遷移，而硫酸銨則更能促進(jìn)膠體顆粒中銅鐵的協(xié)同遷移。
　　 (3)綜上，由于水稻生長周期較長，從長時間有效控制水稻土重金屬的角度考慮，建議選擇硫包膜尿素作為硫肥。在較長時間的淹水過程中，相比硫酸銨，硫包膜尿素