鎘在施污黃土—馬鈴薯系統(tǒng)中遷移特征及生物有效性研究.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，污水量急劇增加，與此同時(shí)，城市污泥量也不斷增長(zhǎng)。城市污泥成分復(fù)雜，不僅含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，也含有重金屬等有害物質(zhì)。城市污泥的任意排放不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。由于黃土具有通透性差、有機(jī)質(zhì)含量低、易板結(jié)等特點(diǎn)，而合理施用城市污泥則可作為良好的土壤改良劑。本研究選取城市污泥（A2O）和馬蘭黃土按一定比例（0％、1%、2%、4%、8%）進(jìn)行混合，以作為供試土樣

2、。為模擬不同污染水平，向供試土樣中外源添加不同濃度梯度的Cd脅迫。采用 Tessier五步連續(xù)提取法研究不同城市污泥添加比例施污黃土中Cd的形態(tài)特征及施污黃土中脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性的變化特征。并設(shè)計(jì)盆栽實(shí)驗(yàn)，以馬鈴薯作為供試作物，系統(tǒng)探究了Cd在不同污泥添加比例施污黃土—馬鈴薯系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性。本研究得出了以下研究成果：
　　1、隨著外源Cd脅迫水平的增加，施污黃土中Cd各形態(tài)含量總體均呈現(xiàn)升高趨勢(shì)，其

3、中，碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd的增加幅度最大。說(shuō)明隨著施污黃土中Cd污染水平的升高，可增加Cd的活性，進(jìn)而增大了施污黃土中Cd的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在相同外源Cd脅迫水平下，隨著向黃土中施加污泥配比增加，可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量總體均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，鐵錳氧化態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd含量則隨著污泥配比的增加而逐漸增大。即施加一定比例的城市污泥可降低土壤易移動(dòng)形態(tài)的Cd，降低了土壤中的Cd對(duì)地下水造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。
　　2、通過(guò)對(duì)外源Cd脅迫下不同污泥比

4、例施污黃土中脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性進(jìn)行分析。結(jié)果表明: Cd脅迫水平的增加對(duì)施污黃土中脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性產(chǎn)生先促后抑的影響。說(shuō)明在試驗(yàn)設(shè)定Cd脅迫范圍內(nèi)，一定程度的Cd脅迫可以促進(jìn)施污黃土中的酶活性，而當(dāng)Cd脅迫程度的進(jìn)一步增大，這種作用由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制。在試驗(yàn)設(shè)置的Cd脅迫水平范圍內(nèi)，相同Cd脅迫水平下，施污黃土中脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶活性均隨著施污黃土中污泥配比的增加逐漸增大，即向黃土中施入的城市污泥

5、比例的增加可提高施污黃土酶活性。
　　3、未施加城市污泥的黃土中pH高，有機(jī)質(zhì)和EC含量低，當(dāng)施入不同比例的城市污泥后，施污黃土pH降低，同時(shí)增加了有機(jī)質(zhì)和EC的含量，肥力得到明顯改善。與此同時(shí)，隨著污泥施加比例的增加，施污黃土中Cu、Zn、Ni、Cd的含量也隨之增大，其中污泥配比8%的施污黃土中 Cd含量超出土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，城市污泥施入黃土后可有效改善黃土理化性質(zhì)，但同時(shí)會(huì)增加重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)。
　　4、隨

6、著施污黃土中 Cd脅迫水平的增加，馬鈴薯各部位干重總體呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)達(dá)到Cd脅迫水平達(dá)到1.6 mg·kg-1時(shí)，馬鈴薯三個(gè)部位的干重達(dá)到最大。向黃土中施加一定比例的城市污泥可有效促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)，且污泥比例為2%的施污黃土中馬鈴薯的長(zhǎng)勢(shì)較其他污泥配比施污黃土中馬鈴薯的長(zhǎng)勢(shì)好。
　　5、不同污泥配比的施污黃土中，馬鈴薯各部位吸收的Cd隨著外源Cd脅迫的增加逐漸增大，即外源Cd脅迫促進(jìn)了馬鈴薯各器官對(duì)Cd的吸收。且各部位

7、Cd含量大小分別為：莖葉>>皮>塊莖。相同Cd脅迫水平下，施污黃土中污泥施入量的增加，促進(jìn)了馬鈴薯各部位對(duì)Cd的吸收。
　　6、馬鈴薯各器官中Cd含量與施污黃土中Cd總量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，說(shuō)明施污黃土Cd污染越嚴(yán)重，Cd生物有效性越高。通過(guò)對(duì)馬鈴薯各部位吸收的Cd含量與施污黃土中各形態(tài)Cd的含量進(jìn)行逐步回歸分析，結(jié)果表明：施污黃土對(duì)馬鈴薯中吸收Cd的主要貢獻(xiàn)形態(tài)為鐵錳氧化態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)。
　　7、在本研究范圍內(nèi)，施污黃土中馬