納米經基磷灰石對污染土壤鎘鈍化效應研究.pdf

1、隨著現代農業(yè)技術的快速發(fā)展以及農藥化肥的不合理利用，在造成農業(yè)減產、食品質量安全下降的同時，土壤質量問題日益嚴重。土壤污染尤其重金屬鎘污染問題相對突出。如何在當前確保農業(yè)耕地紅線的前提下，保障農產品和土壤環(huán)境安全成為農業(yè)、環(huán)境及食品工作領域的重點關注話題。本文在大量文獻調研的基礎上，通過室內模擬實驗探索了納米羥基磷灰石（NHAP）對重金屬鎘在土壤中淋溶特征的影響，明確了不同比例納米羥基磷灰石施加后土壤鎘含量和形態(tài)的轉化規(guī)律。在納米羥基磷

2、灰石與微生物（枯草芽孢桿菌、白腐真菌）協(xié)同作用下，鎘在土壤和植株中的分布規(guī)律及植物根際土壤微生物種群變化。主要研究結果如下：
　　1.納米羥基磷灰石（NHAP）對溶液中鎘離子的吸附率和解吸率隨時間延長、溫度上升均呈先升高后趨于穩(wěn)定；隨溶液pH升高，納米羥基磷灰石對鎘離子的吸附率快速上升后基本穩(wěn)定，解吸率隨pH升高后迅速降低，在pH為3時基本穩(wěn)定。
　　2.通過模擬土柱實驗評價NHAP處理對污染土壤中Cd原位固定效果及形態(tài)變化

3、規(guī)律。結果表明：NHAP的輸入增加了土壤的pH，而且土壤鎘經NHAP鈍化穩(wěn)定化后由生物有效態(tài)向穩(wěn)定態(tài)轉化。土壤淋出液中鎘濃度經不同模型擬合，拋物線擴散模型的R2最大，達到0.998，以此推斷在酸雨間歇淋失條件下，經NHAP處理的鎘污染土壤50年后浸出液中鎘濃度不會對人體健康造成危害。
　　3.室內模擬盆栽實驗，研究納米羥基磷灰石的不同施加比例對鎘污染土壤的鈍化修復效果。結果表明：NHAP施加顯著增加油菜株高生物量，且隨NHAP施入

4、量的增加，油菜中Cd含量顯著下降，施入量為0.2％、0.5%和1%時，分別比對照降低22.38%，36.25%和50.2%。NHAP施加可顯著提高土壤生物學質量，與對照相比，NHAP處理鎘污染土壤過氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶的活性顯著增加，且過氧化氫酶和堿性磷酸酶活性隨施加量的增加顯著提高。對比不同納米羥基磷灰石添加比例對植物、土壤修復效果，0.5%（W/W）的納米羥基磷灰石的施加比例為較優(yōu)修復處理。
　　4.以0.5%（W/W）

5、納米羥基磷灰石為修復基礎，分別聯(lián)合枯草芽孢桿菌、白腐真菌，通過盆栽實驗，研究納米羥基磷灰石-微生物聯(lián)合作用對鎘污染土壤鈍化修復效果。結果表明，NHAP和微生物的聯(lián)合作用顯著提高了油菜株高生物量，油菜植株中Cd累積量顯著降低，各處理油菜植株中Cd含量分別比CK處理減少37.99%-57.04%。同時，由于油菜吸收量的降低，在植物-土壤體系鎘穩(wěn)定平衡的前提下，施加 NHAP-微生物各處理土壤中鎘殘留量較對照提高7.01%-16.77%。BC

6、R順序提取法分析表明NHAP與微生物聯(lián)合作用促進土壤Cd由交換態(tài)向Cd殘渣態(tài)轉化。分析土壤生物學質量表明，NHAP與微生物聯(lián)合作用不同程度地提高了鎘污染土壤中過氧化氫酶、脲酶和堿性磷酸酶活性。而且，相較枯草芽孢桿菌和白腐真菌，NHAP施加對土壤中細菌種群豐富度和多樣性有顯著影響，鎘污染土壤加入 NHAP后，群落豐富度和細菌多樣性均顯著增加，變形菌門、放線菌門等種群增多，有益菌Paenibacillus（類芽孢桿菌）等顯著增加，有害菌Ge