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《西南农业大学》 2002年
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土壤汞、镉、铅植物可利用性的化学调控研究

陈宏  
【摘要】:蔬菜是人类直接食用的作物之一,随着人们健康意识的提高,无公害蔬菜的开发逐渐成为人们的热门话题。但目前的无公害蔬菜关注农药与硝酸盐较多,而对重金属的关心较少,重金属是一种难于控制的污染物,很多研究表明,重金属在土壤中积累到一定程度就会对土壤—植物系统产生危害,并有可能通过食物链等途径直接或间接危害人类。治理土壤重金属污染有两条途径,其一是从土壤中彻底移去污染土壤,其二是降低土壤重金属的活性,控制其进入植物体内。第一条途径中的物理化学方法成本高昂,植物修复方法时间长,不适于人地矛盾较为突出的菜地,第二条途径虽然不能治本,但在现有条件下不失为一种快捷、方便的预防途径。 本研究针对重庆市蔬菜重金属污染现状,选取Hg、Cd、Pb为优先控制的目的重金属,采用盆栽试验与模拟试验相结合的方法,探讨施用石灰、腐殖酸、硫化钠、亚硒酸钠等化学添加剂对植物吸收土壤重金属的效应及可能的机理,筛选出控制叶菜类蔬菜中汞、镉、铅等重金属污染物进入蔬菜的经济有效、易于实施的化学添加剂类型及施用量,为蔬菜基地土壤重金属污染控制提供可靠的技术措施。试验研究表明: 不同化学添加剂类型及其用量对土壤重金属的植物可利用性产生不同的影响。试验条件下,石灰能降低或显著降低土壤Hg、Cd、Pb三种重金属的植物可利用性。随着石灰用量的增加,土壤Hg、Cd、Pb在植物体内含量呈下降趋势,最大降幅分别为9.2%、36.0%、35.7%。腐殖酸虽能降低土壤Hg、Pb的活性,但却提高了Cd的植物有效性,在施用量为6.0t.hm~(-2)时植物体Hg含量下降了67.0%,施用量为3.0t.hm~(-2)时植物体Pb含量下降了23.0%,施用量为1.5t.hm~(-2)时植物中Cd含量却上升了17.3%。硫化钠只能降低Pb的活性。亚硒酸钠则随其施用量不同而对土壤Hg表现出不同的效应,中等用量时表现为促进,高用量时表现为抑制。 不同化学添加剂及其用量对重金属在植物体内的分配产生明显的影响。石灰对Cd在植物体内分配随用量不同而发生变化,石灰施用量为7.5t.hm~(-2)时使 葛笋茎中的分配系数下降,在施用量为22.st.hln“时石灰使叶中分配系数降低。 腐殖酸能有效地抑制即在植物叶中的富集,使植物茎、叶中既的分配系数降 低明显。硫化钠加入后使植物茎中Hg的分配系数明显下降,植物根部N含量 减少,而在茎、叶部分的比例上升。 加人石灰后,无论何种污染上壤上的葛笋生物量都表现为下降,其中Cd、 Ph污染土壤下降尤其明显,分别下降了47刀%和63.9%。腐殖酸促进Hg污染 土壤上葛笋的生长,而抑制Cd、Ph污染土壤上葛笋的生长。硫化钠对Cd、Ph 污染土壤上的葛笋生长有抑制作用,亚硒酸钠对Hg污染土壤上的生物生长有 促进作用。 不同类型和用量的化学添加剂可以改变土壤重金属的吸附一解吸特性,进 而影响到重金属的植物有效性。植物吸收重金属的量与土壤重金属解吸量密切 相关,解吸量越大,植物体内重金属含量越高。石灰用量越大,土壤解吸汞量 越低,植物含汞量越小。腐殖酸在一定用量范围内能促进植物对Hg的吸收; 硫化钠用量越大,土壤汞解吸量越低。腐殖酸、硫化钠能促进Cd的解吸,使 Cd易于被植物吸收,上壤对Ne吸量随吸附量的增加而减少。 不同化学添加剂还可以影响到土壤重金属形态分配,进而影响植物对重金 属的吸收。当施用量为 22.st.hln”2时石灰能降低土壤有效汞含量,增加酸溶无 机态和残留态汞含量,减少植物吸收,使土壤中铁锰氧化态和残留态Cd含量 上升,使植物吸Cd量降低。亚硒酸钠使土壤中残留汞上升,减少植物的吸收。 无论加入何种化学添加剂,土壤中铁锰氧化态和残留态队含量明显上升,使 水溶性的减少。 综上所述,施加石灰使葛笋重金属含量和生物量同时下降。腐殖酸施用量 为 6.ot.ho“2时 Hg污染土壤上葛笋重金属含量下降明显,而生物量增加。硫化 钠施用量为0刀0351t.hm-‘时队污染土壤上葛笋重金属含量下降,生物量增加。 亚硒酸钠施用量为 0.of97lt.hm”2时葛笋中重金属含量下降明显。
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