鉀肥伴隨陰離子對(duì)土壤鉛和鎘有效性的影響及其機(jī)制.pdf

1、本研究采用室內(nèi)培養(yǎng)、等溫平衡法及盆栽生物試驗(yàn)等方法，較系統(tǒng)的研究了不同鉀肥對(duì)兩種典型土壤—黃棕壤、赤紅壤中鉛、鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化和吸附解吸規(guī)律及植物有效性的影響，旨在為施用鉀肥調(diào)控污染土壤中鉛、鎘的生物有效性提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：　　(1)兩種土壤鎘、鉛污染下施用四種鉀肥后，與不施鉀肥的對(duì)照相比土壤有效態(tài)鎘、鉛均有所下降，以施用K2S04、KH2PO4處理的效果較為顯著，特別是KH2PO4一直表現(xiàn)為降低鎘、鉛有效態(tài)的作用。只是

2、KH2PO4在復(fù)合污染的土壤上效果較低于單—污染，黃棕壤上鎘、鉛單—污染時(shí)各自的有效態(tài)平均分別下降了29.63％、33.73％，而復(fù)合污染時(shí)分別下降僅為12.53％、27.91％?？傮w來(lái)看，相同的污染水平下，赤紅壤上有效態(tài)鎘、鉛顯著低于黃棕壤，因?yàn)槌嗉t壤對(duì)兩種金屬離子的吸附能力強(qiáng)于黃棕壤。 (2)四種伴隨陰離子存在下，兩種土壤對(duì)鉛、鎘的吸附等溫線均可用Freundlich方程來(lái)擬合；其表征吸附容量參數(shù)A表明，赤紅壤上幾種陰離子的

3、影響順序依次為H2PO4-＞SO42-＞Cl-≈NO3-?？傮w來(lái)看，陰離子對(duì)赤紅壤上鉛、鎘的吸附影響更大些。磷酸根增強(qiáng)了土壤對(duì)鉛或是鎘離子的吸附，次之為硫酸根。鉛在兩種土壤上的解吸量平均僅占吸附量的0.06-1％，說(shuō)明兩種土壤上吸附鉛均以專性吸附為主；而鎘在赤紅壤的解吸率＜3％，黃棕壤解吸率為1.4-19.2％，表明鎘在赤紅壤仍以專性吸附為主，而黃棕壤還存在部分非專性吸附。從吸附過(guò)程看，磷酸根使土壤中鎘或鉛離子吸附量增加，土壤溶液鎘或鉛

4、離子的有效性極大地下降，硫酸根較之作用小些，氯離子和硝酸根的影響很小。由于兩種土壤對(duì)鎘、鉛吸附機(jī)理不同，對(duì)其有效性的影響也各異，伴隨陰離子對(duì)鎘有效性的影響更大。 (3)在鎘中度污染土壤上連續(xù)種植作物并在每季施用不同的鉀肥，第一季作物上KCl并未明顯改變作物對(duì)鎘的吸收量，從第二季開(kāi)始，施用KCl的作物鎘吸收量開(kāi)始增加，且第三季高于第二季；KCl影響植物鉛吸收的效果與鎘的情況相似。這說(shuō)明KCl促進(jìn)植物鉛、鎘的吸收即提高鉛鎘的生物有效

5、性只有在KCl施用量較高時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。在三季作物種植中，KH2PO4始終表現(xiàn)為顯著降低植株對(duì)鉛、鎘的吸收。另外，復(fù)合污染與單一污染相比，總趨勢(shì)是鎘的吸收略為增高，而鉛的吸收并無(wú)明顯差別，說(shuō)明鉛的存在提高了鎘的植物有效性，而鎘對(duì)鉛的植物有效性無(wú)影響。 (4)土壤鉛、鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化分析表明，SO42-和H2PO4-特別是后者可促進(jìn)水溶交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)的鉛向鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化。KH2PO4使土壤pH有所增加，促進(jìn)鉛向

6、穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)變均是其降低鉛有效性的主要原因。 (5)施入不同鉀肥后土壤溶液鉛與植物吸收鉛之間的關(guān)系也有差異，赤紅壤上隨KCl施入量的增加，顯著增加了土壤溶液鉛的濃度，最高用量使鉛增加了106.9％；在黃棕壤也有相似結(jié)果。另外，隨K+或硫酸根離子施入量的增加，土壤溶液的鉛也在顯著增多。而KH2PO4處理土壤溶液Pb與植株莖葉和根系吸收鉛之間在第二季兩種土壤均存在較好的正相關(guān)。隨施用KH2PO4的水平提高，赤紅壤的一、二季中，植株鉛含量

7、與吸收磷的量之間呈明顯的負(fù)相關(guān)；黃棕壤的第二季兩者的負(fù)相關(guān)關(guān)系達(dá)1％的顯著水平。 綜上所述，不同鉀肥即4種陰離子影響土壤鉛、鎘有效性的大小順序?yàn)镠2PO4-＞SO42-＞Cl-≈NO3-。其機(jī)制在于H2PO4-可以明顯促進(jìn)土壤鉛鎘的吸附，使土壤鉛、鎘向鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，降低土壤中鉛、鎘的有效態(tài)；H2PO4-降低鉛鎘有效性的作用穩(wěn)定而持久，因此，在重金屬污染的土壤上，從鉀肥合理施用的角度看，KH2PO4是最好的調(diào)

8、控劑；同時(shí)，以KH2PO4作為鎘、鉛有效性的調(diào)理劑，在復(fù)合污染土壤中應(yīng)加大用量才能保證其與單一污染土壤上相似的效果。由于SO42-的專性吸附比H2PO4-弱，其促進(jìn)土壤鉛鎘吸附、改變土壤鉛鎘有效態(tài)的作用相對(duì)較小，因此，K2SO4雖能降低土壤鉛鎘的有效性，但其作用較小，且受其他環(huán)境因素的影響較大。所以，在重金屬污染的土壤上一定條件下K2SO4也可以用作鉛鎘有效性的調(diào)控劑。Cl-與NO3-對(duì)土壤表面性質(zhì)的影響很小，所以對(duì)鎘鉛吸附的影響較小，