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目前,我国土壤重金属污染问题日益严重,农产品安全得不到保障,污染土壤的修复迫在眉睫。采用螯合剂诱导加强的超富集植物提取土壤重金属联合修复技术能提高植物提取效率,因此成为国内外环境科学与工程研究的热点和前沿领域。利用超富集植物与低累积作物套种可不中断农业生产,符合我国国情,是一条切实可行的重金属污染土壤利用途径。 本研究选择广东省铅锌矿废水污染农田,通过田间试验研究了混合添加剂强化东南景天与玉米套种修复技术的延续效果以及污染土壤修复后的后续利用,如种植普通农作物萝卜的可行性;研究了石灰后效对玉米、萝卜吸收重金属的影响。同时通过另一大田试验,研究东南景天与玉米套种修复的效果。 本论文的主要研究结果如下: (1)田间试验结果表明,利用东南景天与玉米套种修复重金属污染土壤效果显著。随着土壤中重金属含量的降低,玉米籽粒中重金属的含量都有明显下降的趋势,并在实验中后期可收获符合食品卫生标准的玉米。 (2)田间试验(2010年3月至2010年7月)结果表明,套种+CIT5处理玉米茎叶、籽粒中的Cd含量显著高于其他处理,套种+MC5处理玉米茎叶Zn含量显著高于其他处理,而且套种+MC2.5处理玉米籽粒Zn含量显著高于套种处理,说明混合添加剂对玉米吸收重金属有一定的影响,且高浓度的混合添加剂后效作用比较强,一年后仍能促进玉米对Cd、Pb的吸收。 (3)各处理小区土壤全Cd、全Zn、有效Cd、有效Zn和有效Pb量都随着试验的进行逐步下降,最终土壤全Cd量降低率可达79.1%~82.4%,其中23.8~36.1%为东南景天提取,玉米提取的仅为0.38~0.60%,其余有42.8~54.6%由其它因素(淋溶)带离土壤;全Zn量降低率为37.7~48.0%,其中有12.0~17.6%为东南景天的贡献,玉米提取率仅为0.64~0.74%,其余23.9~32.9%为其它因素的作用;土壤全Pb降低率很小,且主要是其它因素(淋溶)的作用。有效Cd降低率为83~89%;有效Zn降低率为80.2%~88.8%;有效Pb降低率为2.9%~25.2%。修复完成后,土壤全Cd和全Zn量已经基本达到国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995)。 (4)土壤全量Pb、Zn、Cd与没有做任何处理的保护行土壤、试验田周边土壤存在着显著的差异,保护行土壤中的Cd含量仍然超出了国家标准2.4倍,试验田周边土壤中的Zn、Cd含量分别超出了国家标准2.1倍、2.9倍。说明采用土壤重金属联合修复技术效果显著。 (5)螯合剂诱导加强超富集植物提取联合修复后的重金属污染土壤,种植的萝卜中重金属Cd、Pb、Zn含量均能达到食品卫生标准(GB2762-2005,GB13106-1991),其叶子中重金属Cd、Pb、Zn含量也能符合饲料卫生标准,说明该土壤经修复后可直接进行农业生产,对作物生长无影响且产出的农产品安全。 (6)石灰后效对玉米萝卜吸收重金属的影响试验结果进一步证明,对于酸性重金属污染土壤,施用石灰能提高玉米萝卜产量且降低其重金属的含量,但石灰后效的持续时间为一年半左右,再往后与不施石灰处理无显著差异。 (7)大宝山试验结果表明,东南景天与玉米套种修复重金属复合污染土壤,玉米Pb浓度超过食品卫生标准,修复效率也不高,需要与化学方法结合的联合修复技术,以便提高修复效率和解决Pb污染问题。