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随着国家社会和经济的高速发展,污灌、采矿、冶炼、废弃物排放和不合理的农业生产等活动导致了土壤严重的重金属污染。2014年4月环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示全国土壤总的超标率为16.1%,耕地土壤超标率19.6%。土壤中重金属污染往往不是以单一的污染形态存在,而是常以一种重金属为主伴随其他污染元素而存在,即多重金属存在的复合污染。但是,现有的研究主要是针对单一的重金属污染,对多金属污染的研究和修复尚少见报道。本研究针对土壤中 As、Cd、Pb、Zn四种重金属的复合土壤污染,通过室内恒温恒湿培养试验和土壤盆栽试验筛选出经济高效的重金属钝化剂并明确其修复效果。 本研究主要内容包括:⑴恒温恒湿条件下培养土壤120天的试验结果表明,向棕红壤中添加10种钝化剂之后,淹水和旱地土壤中的有效态As、Cd、Pb、Zn的含量基本上都会降低,有效态As、Cd、Pb、Zn的含量分别最高降低了91.48%、47.34%、59.97%、41.13%。大多数土壤中有效态重金属的浓度降幅与钝化剂添加量成正比。其中添加5%钝化剂FM是钝化效果最好、适用范围最广。重金属形态分析表明,施用钝化剂可减少土壤中可交换态As、Cd、Pb、Zn的百分含量,而增加残渣态的百分含量。⑵采用土壤盆栽试验研究添加化学钝化剂和真菌菌剂对土壤中As、Cd、Pb、Zn的钝化效果及对小麦生长发育的影响。试验结果表明,与对照相比,添加钝化剂、接种真菌菌剂、同时添加钝化剂和接种真菌菌剂后,显著降低了复合重金属对小麦的危害,促进了小麦的生长,表现为小麦的生物量增加、地上部分重金属含量减少、MDA含量和抗氧化系统酶活性(SOD、POD、CAT)降低。棕红壤上小麦成熟期生物量最高是对照的1.56倍,面粉中 As、Cd、Pb、Zn浓度最高分别比对照下降了55.93%、41.87%、24.47%、38.69%,土壤中有效态As、Cd、Pb、Zn浓度分别最大降低了44.63%、3.09%、28.01%、23.90%。在灰潮土上成熟期生物量最高是对照的1.60倍,面粉中As、Cd、Pb、Zn浓度最高分别降低了72.23%、39.87%、23.92%、58.58%,土壤中的有效态重金属浓度最大分别减小了46.52%、2.19%、20.00%、39.17%。红棕壤中钝化效果最好的是处理3(单独接种真菌菌剂),灰潮土中处理4(同时添加钝化剂和接种真菌菌剂)的钝化效果优于其他处理。⑶采用大豆盆栽试验研究了土壤残留钝化剂的残效。结果表明,苗期大豆的生物量显著增加,最高达到对照的1.44倍;大豆中MDA含量下降,抗氧化系统酶活性升高,维持在较高活性;大豆中的As、Cd、Pb、Zn浓度最高分别下降了31.19%、25.15%、26.64%、20.45%。结果说明残留钝化剂还可以起到钝化土壤中复合重金属的作用,其中处理4(同时添加钝化剂和接种真菌菌剂)的效果最好,其次是处理2(单独添加钝化剂),这与上一季灰潮土试验的结果一致。