米糠与氧化钙、过磷酸钙联用钝化重金属铅镉污染土壤

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人类的衣食住行都离不开土地,它是人类进行生活和生产的基础,因此,土壤的安全与健康对人类是至关重要的。我国工业生产发展迅速,伴随而来的土壤重金属污染是我们必须引起重视并予以解决的环境问题。土壤重金属污染的特征是隐蔽、难降解、难迁移、易生物积累、难治理、毒性大等。重金属的存在影响了土壤微生物的数量和酶活性,进而对土壤的生态循环产生干扰,还会由植物吸收通过食物链进入各级生物体内并层层积累,最终大量重金属会进入人体,严重损害人类的生活质量和生命健康。钝化技术是指向土壤中加入钝化剂,使加入的钝化剂与土壤中的重金属发生物理化学反应,从而改变重金属在土壤中的赋存形态,降低其在土壤环境中的生物有效性和迀移性。原位钝化技术相比于其他修复方法而言,该方法修复效果好、周期短、成本低廉、操作简单,适用于大范围污染土壤的修复。常用的无机钝化剂如氧化钙、过磷酸钙,在应用过程中存在的一些副作用,而采用有机-无机联用钝化剂在得到较高的重金属稳定效率的同时可以改良土壤,使得治理土壤重金属污染的同时,促进农作物生长,增大农作物产量。米糠是农业副产物,绿色安全,对土壤无危害,来源广泛,价格便宜,符合土壤钝化材料的要求。本论文研究了米糠与传统的无机钝化剂氧化钙、过磷酸钙联用对土壤中重金属的钝化作用,主要研究结果如下:(1)米糠及其与氧化钙、过磷酸钙联用对土壤理化性质的影响。结果表明,(1)米糠可调节土壤pH,可提高酸性土壤pH,降低碱性土壤的pH。(2)米糠可增加土壤的有机质含量,6.00%米糠有机质增大至58.6266.36g/kg,土壤中加入2.00%氧化钙后,有机质含量降低至32.4933.40 g/kg。6.00%米糠与2.00%氧化钙联用,土壤有机质含量为53.3861.99 g/kg缓解了氧化钙对土壤有机质的破坏作用。(3)米糠可增加土壤的酶活性,在6.00%米糠投加量的土壤中过氧化氢酶、脲酶活性为1.752.18 mg/g、2.11×10-34.39×10-3mg/g,比之对照组增大约2倍。过磷酸钙的存在基本对酶活性没有产生影响,氧化钙则使过氧化氢酶活性大幅增大,脲酶活性降低。米糠+氧化钙、米糠+过磷酸钙的联用组合对过氧化氢酶和脲酶活性都产生了促进作用,过氧化氢酶活性较之对照组增大约2.904.00倍、1.692.72倍,脲酶活性较之对照组增大1.272.53倍、2.233.60倍。(2)米糠及其与氧化钙、过磷酸钙联用对土壤中铅镉稳定效率的影响。(1)铅镉单独污染土壤中,Pb稳定效率随着时间和投加量而增大,60天时Pb稳定化效率为38.06%;Cd的稳定效率随着米糠投加量增加而增大,但一段时间内出现了活化作用,最佳的稳定效率是6.00%投加量,20天时的14.76%。铅镉复合污染土壤中Pb、Cd的稳定效率的趋势与单独污染土壤中一致,Pb、Cd的稳定效率小于铅镉单独污染土壤的稳定效率(2)60天时,2.00%氧化钙时Pb、Cd的稳定效率为16.14%、13.10%,添加米糠+氧化钙的土壤Pb、Cd的稳定效率为47.36%、26.09%。60天时,铅镉复合污染土壤中2.00%氧化钙对Pb、Cd稳定效率为26.53%、15.62%,添加米糠+氧化钙的土壤对Pb、Cd的稳定效率为46.52%、22.04%。与铅镉单独污染土壤相比,米糠+氧化钙对复合污染土壤中Pb、Cd的稳定效率降低,钝化剂对复合重金属污染的稳定效果要低于单一重金属污染(3)60天时,0.60%过磷酸钙对Pb、Cd的稳定效率为24.72%、16.82%;添加米糠+过磷酸钙的土壤Pb、Cd的稳定效率为44.83%、24.42%。铅镉复合污染土壤中,60天时,0.60%过磷酸钙对Pb、Cd稳定效率为22.96%、11.21%;添加米糠+氧化钙的土壤对Pb、Cd的稳定效率为44.15%、23.30%。添加相同的钝化剂,与铅镉单独污染土壤相比,复合污染土壤中Pb、Cd的稳定效率降低。(3)米糠及其与氧化钙、过磷酸钙联用对土壤中铅镉的形态变化的影响。(1)60天时,随着米糠投加量的增大,Pb、Cd酸可提取态含量降低,残渣态增大,减少了生物可利用性重金属含量。与对照组相比6.00%米糠投加量土壤中Pb、Cd酸可提取态分配比降低了32.88%、18.97%。铅镉复合污染土壤中Pb、Cd酸可提取态与残渣态变化趋势与铅镉单独污染土壤相同,但钝化效果低于单独污染土壤。(2)60天时,添加米糠+氧化钙土壤的Pb、Cd的酸可提取态含量比单用氧化钙降低30.00%、10.00%左右,与对照组相比Pb、Cd酸可提取态分配比降低39.68%、21.41%。复合污染土壤中,米糠+氧化钙对Pb、Cd的钝化效果趋势与单独污染土壤一致。添加米糠+过磷酸钙土壤的Pb、Cd的酸可提取态含量略小于单用过磷酸钙。复合污染土壤中,米糠+过磷酸钙对Pb、Cd的钝化效果的趋势与单独污染土壤一致。
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