污灌农田Cd、Cr及其强化修复技术研究

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土壤是生态系统的重要组成部分,是农业生产的基础,是粮食安全生产的源头,但随着工业的发展土壤污染越来越严重,而近年来土壤重金属污染是我国乃至全球面临的一个重要问题,也是一个难点问题。在工矿企业附近的农耕田受重金属污染日趋严重的的当下,加强对农耕田土壤污染的监测、评价及污染治理技术研究,对当前农田重金属污染综合治理工作具有重要意义。本文以污灌土壤为研究对象,首先对西安市周边的灌区土壤进行了采样分析,结果表明:西安皂河灌区附近土壤中的重金属铅、镉、铬、汞、砷等重金属均没有超过国家二级土壤标准(土壤环境质量标准GB15618-1995),但镉、铅含量偏高。对咸阳灌区土壤监测结果显示,灌区土壤Cd范围在1.4-1.8mg/kg,平均值为1.6mg/kg;土壤Cr范围在152-189mg/kg,平均值为170mg/kg超过国家二级土壤标准,铅含量相对偏高,但没有超过国家二级标准。其次,通过盆栽模拟实验,模拟咸阳灌区中重金属Cd、Cr的单一及复合污染,通过在模拟Cd、Cr单一及Cd-Cr复合污染土壤上连茬种植“甘杂1号”油菜(Brassica napusL.)-“NX1616”油葵(Helianthus annuus Linn.)和施以强化剂乙二胺四乙酸钠(EDTA)及柠檬酸(CA)来研究如何有效的对受重金属污染的土壤进行修复,同时施以钝化剂石灰来研究对油料类作物的钝化吸收作用。结果表明:(1)在供试土壤中,添加1.6mg/kg的Cd与170mg/kg的Cr单一及复合污染均促进了油菜的生长,较空白对照,油菜生物量有显著增加,而对连茬种植的油葵生长无显著影响;(2)在供试污染土壤中,10mmol/kg的强化剂EDTA及CA能够有效促进油菜对Cd、Cr的吸收富集,相对于空白对照,无论是单一还是复合污染,其富集量都有显著增加,但10mmol/kg的EDTA及CA均抑制了油菜的生长,植株的叶面出现了不同程度的失绿、发黄、脱水、脱落等症状,并且10mmol/kg的EDTA对油菜的毒害作用大于10mmol/kg的CA;(3)在供试污染土壤中施加1.5g/kg的钝化剂石灰,对油菜的正常生长没有影响,并且能有效抑制油菜植株对重金属Cd、Cr的吸收,相对于不加改良剂处理的油菜植株对Cd、Cr的吸收量而言,石灰处理的油菜对Cd、Cr的吸收量有显著下降;(4)在供试污染土壤中连茬种植的油葵,由于油菜阶段施加的强化剂EDTA及CA的残留,对油葵幼苗的生长表现出了一定的抑制作用,油葵幼苗生长20天之后相对于空白对照,植株明显矮小、发黄;(5)在油菜收割之后的土壤中连茬种植油葵,2.5mmol/kg的强化剂EDTA及CA能够有效促进油葵对Cd、Cr的吸收富集,相对于空白对照,无论是单一还是复合污染土壤上,油葵的富集量都有显著增加;(6)在油菜收割之后的土壤中连茬种植油葵,施加1.5g/kg的钝化剂石灰,对油葵的正常生长没有影响,但能有效抑制油葵植株对重金属Cd、Cr的吸收,相对于不加改良剂处理的油葵植株对Cd、Cr的吸收量而言,石灰处理的油葵对Cd、Cr的吸收量有显著下降;(7)在污染土壤中连茬种植油菜-油葵,其植株对Cd、Cr的富集系数均小于1,所以油菜、油葵不能作为重金属Cd、Cr修复的超富集植物,但对重金属Cd、Cr都表现出一定的耐性。
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