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酸性土壤镉污染钝化剂的筛选及在白菜上的修复效果研究

刘冬冬  
【摘要】:当前我国南方农田土壤镉污染严重且大多为轻中度污染,为给我国南方酸性镉污染农田土壤钝化修复提供理论基础和数据支持,本课题以外源镉污染土壤为研究材料,添加海泡石、膨润土、钙镁磷肥和磷矿粉进行钝化处理,挑选钝化效果较好的几种材料进行组合修复,筛选钝化率40%以上组合材料,并通过白菜盆栽试验及实际镉污染农田土壤修复实验检验修复效果,以确定钝化材料最优施用方式。获得主要研究结果如下:(1)单一钝化材料修复试验结果表明,在0.3 mg/kg镉污染土壤中各钝化材料钝化效果不显著,不建议使用钝化修复材料;在1.0 mg/kg镉污染土壤中单施海泡石(2%)和钙镁磷肥(1%)效果较好,钝化30 d时土壤p H分别升高2.01、1.66个单位,有效镉均降低50%;1.5 mg/kg镉污染土壤中单施海泡石(1.5%)、钙镁磷肥(1%)效果较好,钝化30 d时土壤p H分别升高1.66、1.68个单位,有效镉分别降低40.00%、56.67%。(2)复合钝化材料修复实验结果表明,在1.0 mg/kg镉污染土壤中海泡石(2%)、钙镁磷肥(1%)、海泡石+钙镁磷肥(2%:1%)处理,在1.5 mg/kg镉污染土壤中海泡石(1.5%)、钙镁磷肥(1%)、海泡石+膨润土(1.5%:3%)、海泡石+钙镁磷肥(1.5%:1%)、膨润土+钙镁磷肥(3%:1%)、海泡石+膨润土+钙镁磷肥(1.5%:3%:1%)处理,钝化效果较好且钝化率在40%以上,将其进行钝化材料修复效果评价。(3)小白菜盆栽实验结果表明,在添加外源镉含量为1.0 mg/kg的土壤上,施用海泡石+钙镁磷肥(2%:1%),土壤p H提高3.27个单位,土壤有效镉降低49.44%,植物地下部镉含量降低78.82%,植物地上部镉含量降低90.95%。在添加外源镉含量为1.5mg/kg的土壤上,施用海泡石+钙镁磷肥(1.5%:1%),土壤p H提高3.30个单位,土壤有效镉降低51.39%,植物地下部镉含量降低92.55%,植物地上部镉含量降低95.33%。海泡石和钙镁磷肥复配在钝化土壤重金属的同时也能改善南方土壤的酸性环境。(4)在原状镉污染土壤上(Cd含量为9.86 mg/kg),海泡石+钙镁磷肥(1.5%:1%)施用效果最佳,土壤p H提高0.28个单位,土壤有效镉降低37.24%,植物地下部分镉和地上部分镉分别降低65.28%、29.94%,植物叶面积、株高、根长、根毛数、地下部分鲜重、地上部分鲜重、地下部分干重、地上部分干重较对照增加-9.63%、6.07%、21.32%、28.88%、4.05%、3.74%、2.70%、0.66%,海泡石和钙镁磷肥复配增加了植物生物量。综上,海泡石与钙镁磷肥复配施用不仅降低了土壤有效镉和植物体内镉含量,还增加了植物的生物量,促进了植物生长,且钝化效果稳定,按照比例复配后可以作为镉污染农田优选修复材料。


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