不同植物材料對鉛鋅鎘污染土壤淋洗效率研究.pdf

1、土壤重金屬污染具有毒害性、長期性和隱蔽性，因此尋找一套高效便利、成本低廉且綠色生態(tài)的土壤重金屬修復技術(shù)尤為重要。本研究針對工業(yè)污染（1號土）和采礦污染（2號土）農(nóng)田土壤中重金屬鉛鋅鎘，以芋葉(Colocasis esculenta(L.)Schott)和牛膝(Achyranthes bidentata Blume)的水浸提液為淋洗劑，探討不同淋洗劑濃度、淋洗時間、淋洗劑pH、淋洗溫度和淋洗次數(shù)條件下重金屬去除效率的變化。同時，研究了芋葉

2、及牛膝廢渣對淋洗廢水中的Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附效果，測定了淋洗前后土壤重金屬形態(tài)、有機質(zhì)、基礎養(yǎng)分和酶活性變化等。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)芋葉和牛膝兩種植物材料能有效去除污染土壤中鉛鋅鎘，1號土的淋洗率總體高于2號土，且兩種土壤中金屬淋洗去除能力均表現(xiàn)為鋅＞鎘＞鉛。除淋洗溫度外，淋洗劑濃度、淋洗時間、淋洗劑pH和淋洗次數(shù)在試驗范圍內(nèi)均對淋洗率有顯著影響(P＜0.05)。根據(jù)單因素試驗結(jié)果，綜合淋洗效率、對土壤的影

3、響和淋洗成本，本研究中分別將淋洗劑濃度50g/L、淋洗時間60min、淋洗劑pH3、淋洗溫度25℃作為植物材料淋洗的最優(yōu)參數(shù)。
　　(2)芋葉和牛膝兩種植物材料浸提后的廢渣對1號土和2號土淋洗廢液的吸附效率均隨著濃度的增加而增加，2號土淋洗廢液在不同處理條件下的吸附率總體水平高于1號土。
　　(3)經(jīng)植物材料淋洗后，1號土中:鉛的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)含量均顯著減少(P＜0.05);鋅各形態(tài)含量均顯著降低，毒性

4、降低(P＜0.05);鎘的水溶態(tài)及交換態(tài)含量顯著降低且幅度較大（P＜0.05）。2號土中:芋葉淋洗后鉛的碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)含量顯著減少（P＜0.05）。牛膝淋洗后鉛的水溶態(tài)及交換態(tài)含量顯著降低（P＜0.05）;經(jīng)植物材料淋洗后，鋅水溶態(tài)及交換態(tài)含量小幅度增加;鎘的水溶態(tài)及殘渣態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量均顯著降低（P＜0.05）。
　　(4)兩種植物材料淋洗后1號土和2號土中:土壤有機質(zhì)含量均顯著增加(P＜

5、0.05)，芋葉淋洗后增加幅度大于牛膝;土壤全氮和堿解氮含量經(jīng)芋葉淋洗后分別提高2.34倍、1.38倍和2.04倍、1.17倍，經(jīng)牛膝淋洗后1號土提高1.54倍、1.22倍，2號土變化不顯著(P＞0.05);土壤全磷含量1號土壤無顯著變化(P＞0.05），2號土顯著提高(P＜0.05)，而兩種土壤的速效磷含量均顯著下降(P＜0.05);土壤全鉀含量均無顯著變化(P＞0.05），速效鉀含量顯著提高(P＜0.05);土壤脲酶活性均顯著下降(

6、P＜0.05)，下降幅度大小依次為芋葉＞牛膝＞蒸餾水;土壤過氧化氫酶活性經(jīng)芋葉淋洗后顯著提高2倍左右，經(jīng)牛膝淋洗后1號土提高1倍;土壤蔗糖酶活性均顯著提高30％以上(P＜0.05)。
　　(5)光譜分析結(jié)果表明兩種植物材料所含化學官能團基本相同，土壤淋洗過程中植物材料與土壤反應的主要作用基團應為羧酸基、醇基、脂、胺基和酚基等。電鏡掃描結(jié)果表明牛膝微觀結(jié)構(gòu)相比芋葉而言更加穩(wěn)定，采用芋葉淋洗相比牛膝對1號土物理微觀結(jié)構(gòu)的破壞更小，而采