原位鈍化對抑制土壤鉛和鎘生物有效性的穩(wěn)定同位素標記研究.pdf

1、菜園土壤受到重金屬污染的現(xiàn)象越來越被關(guān)注，尤其是鉛和鎘的污染。Pb和Cd的環(huán)境行為和生態(tài)效應與其在土壤中存在的形態(tài)密不可分?；瘜W原位鈍化作為控制土壤重金屬生物有效性的治理手段，是通過添加化學鈍化劑改變土壤重金屬的賦存形態(tài)，從而降低其生物有效性。因此，本論文以穩(wěn)定同位素標記為手段，研究化學原位鈍化對土壤Pb和Cd生物有效性的鈍化作用。
　　 本文由四章組成：
　　 第一章：綜述了菜園土壤Pb、Cd的污染及危害，以及重金屬P

2、b、Cd生物有效性的意義及研究方法，并對國內(nèi)外土壤重金屬污染的治理技術(shù)進行了歸納、總結(jié)。
　　 第二章：污染菜園土壤Pb和Cd的化學原位鈍化試驗。以污染土壤Pb和Cd為研究對象，通過在土壤中添加不同種類的鈍化劑，采用改進的Tessier連續(xù)提取法對鈍化后的土壤進行提取，以篩選出能夠有效鈍化Pb和Cd的單一鈍化劑。結(jié)果表明，油菜粉(RP)和殼聚糖(CHI)對降低水溶態(tài)和可交換態(tài)Cd的效果較好，分別達到22%和29%。而對于水溶態(tài)和

3、可交換態(tài)Pb的鈍化，腐殖酸(HA)和椰糠(COH)的效果最好，與對照組相比，分別降低了30%和20%。
　　 第三章：土壤Pb和Cd化學原位鈍化的穩(wěn)定同位素標記研究。根據(jù)之前的單一鈍化劑篩選試驗結(jié)果，在土壤中分別加入幾種應用較為成熟的無機鈍化劑，形成復合鈍化劑組合。在污染土壤中采用穩(wěn)定同位素對Pb和Cd進行標記，并采用復合鈍化劑進行鈍化試驗。結(jié)果表明，與對照組相比，鈍化土壤中活性較強的水溶態(tài)和可交換態(tài)206Pb含量明顯降低，而殘

4、渣態(tài)Pb含量則有一定程度的上升。同樣地，水溶態(tài)和可交換態(tài)標記112Cd含量有一定程度的降低，而碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化態(tài)和殘渣態(tài)的標記12Cd均有不同程度的升高。不同鈍化劑的鈍化結(jié)果表明：椰糠和石灰(COH+LM)的組合對水溶態(tài)和可交換態(tài)206Pb均有較好的鈍化效果，鈍化率分別達到24%和73%。活性炭和米糠組合(AC+RH)對水溶態(tài)112Cd的鈍化率最高，可達96%；沸石和殼聚糖組合(ZL+CHI)對可交換態(tài)Cd的鈍化效果最明顯，達到5

5、9%。
　　 第四章：原位鈍化抑制土壤Pb和Cd生物有效性的穩(wěn)定同位素標記研究。通過同位素標記并結(jié)合盆栽試驗，研究鈍化過程中土壤不同形態(tài)Pb和Cd的遷移和轉(zhuǎn)化特征。結(jié)果表明，石灰和椰糠(LM+COH)組對蔬菜可食部分吸收206Pb的抑制率為53%。而沸石和殼聚糖(ZL+CHI)組對蔬菜可食部分吸收112Cd的抑制率達到了56%。三組鈍化劑的應用有效降低了蔬菜不可食部分對標記206Pb的吸收，均達到了顯著的鈍化效果(p<0.05)

6、。從鈍化劑降低蔬菜不可食部分對112Cd的吸收情況看，HA+RP組和AC+RH組均達到了顯著的鈍化效果(p<0.05)，與對照組相比，降幅分別為70%和67%。由于有機配位鍵能夠與過渡金屬形成穩(wěn)定的配合物，而腐殖酸是有機質(zhì)腐爛分解后最主要的成分，因此腐殖酸和腐敗油菜(HA+RP)的組合可以有效降低根部對標記112Cd的吸收；而石灰的施入提高了土壤本身的pH和有機質(zhì)含量，使可交換態(tài)Pb更多的與有機質(zhì)結(jié)合在一起，從而減低其植物可利用性。同時