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近年来,随着工、农业经济的迅速发展,土壤重金属污染问题已成为严重的全球性环境问题之一。根据中国《全国土壤污染状况调查公报》结果显示,主要超标重金属有Cd、Hg、As、Pb、Cr等。受砷污染的土壤,具有修复难度大、周期长等特点。据估算,进入土壤中的砷仅依靠植物吸收来去除,完全去除时间需要大约100年。为保证土壤生态安全和人体健康,降低土壤砷污染带来的危害,对砷污染土壤修复刻不容缓。本文针对贵州两个矿区两种不同污染程度的典型微酸性、酸性土壤As污染问题,选取6种无机钝化材料,6种有机钝化材料及11种复合型钝化材料,通过室内培养试验,研究不同钝化材料对两种典型污染土壤As的钝化效果;通过盆栽试验,研究不同钝化材料对As污染土壤的生物有效性影响,筛选经济高效、环境友好型钝化材料。主要研究结果如下:(1)在不同浓度添加条件下,6种无机材料中(生石灰、天然沸石、铁矿粉、钢渣、煤渣和硅藻土),铁矿粉、钢渣和煤渣均能有效降低农田土壤中As有效态含量,其钝化率分别为17.70%~37.39%,34.58%~56.33%,41.21%~58.05%。铁矿粉在0.5%-5.0%浓度处理后土壤pH范围为5.88~5.98,降低0.05~0.15个单位;钢渣在0.5%-5.0%浓度处理后土壤pH呈现先降低后升高趋势,0.5%-1.0%浓度处理后土壤pH范围为5.87~5.91,降低0.12~0.16个单位,在1.5%-5.0%浓度处理后土壤pH范围为6.18~6.69,提高0.15~0.66个单位;煤渣在0.5%-5.0%浓度处理后土壤pH范围为5.87~6.02,降低0.01~0.16个单位。其中,铁矿粉、煤渣、和钢渣分别在2.5%、5.0%和1.0%的添加量处理下钝化效果最优,能最大程度使土壤中As有效态转变成生物可利用性低的结合态As;添加生石灰、天然沸石能显著提高土壤中As有效态含量,生石灰在0.5%-5.0%浓度处理后土壤pH范围为8.15~9.36,提高2.12~3.33个单位,天然沸石在0.5%-5.0%浓度处理后土壤pH为6.05~6.38,提高0.02~0.35个单位,对As的钝化率在6种添加量条件下,均为负值,在添加量为5.0%时达最低钝化率,分别为-364.89%、-19.06%。硅藻土在0.5%-5.0%浓度处理后土壤pH值轻微波动,无明显变化。在6种添加量条件下,在供试土壤中添加硅藻土对As的钝化率不稳定且不显著;说明生石灰、天然沸石、硅藻土对As无钝化效果。通过对比,筛选出3种无机钝化材料,分别为铁矿粉、钢渣和煤渣。(2)在不同浓度添加条件下,6种有机材料中(玉米秸秆生物炭、酒糟生物炭、茶树废枝生物炭、烟杆生物炭、腐殖质和中草药药渣有机肥),向土壤中添加玉米秸秆生物炭时,土壤pH提升范围为0.06~0.40个单位,低浓度对As钝化率为1.89%~25.07%,当添加量大于1.5%时,钝化率则由正转负,在添加量为5.0%时,达最低钝化率-50.69%;向土壤中添加腐殖质时,土壤pH值轻微波动,无明显变化,低浓度对As钝化率为-4.14%~-5.68%,当添加量大于1.0%时,钝化率则由负转正,对As钝化率为40.96%~44.08%,在添加量为5.0%时,达最高钝化率44.08%;茶树废枝生物炭、烟杆生物炭、酒糟生物炭和中草药药渣有机肥,能显著提高土壤中As有效态含量,土壤pH提升范围分别为0.34~1.61个单位、0.19~1.39个单位、0.10~0.43个单位,向土壤中添加中草药药渣有机肥时,土壤pH降低范围为0.37~1.10,但对As钝化率在6种添加量条件下,均为负值,且都在添加量为5.0%时,达最低钝化率,分别为-199.79%、-202.37%、-204.39%和-119.06%;通过对比,筛选出1种有机钝化材料,为腐殖质。(3)钝化材料复配处理的土壤pH与As有效态含量大致呈正相关关系,通过比较筛选,选出5种钝化效果最优的钝化材料组合,分别为铁矿粉+钢渣,铁矿粉+煤渣,铁矿粉+钢渣+煤渣,铁矿粉+钢渣+腐殖质,铁矿粉+钢渣+煤渣+腐殖质。其中,铁矿粉+煤渣复合钝化材料处理下,降低供试土壤I As有效态含量比例为3.49%,其他4种复合钝化材料均能显著降低供试土壤I As有效态含量(P(27)0.05),钝化率分别为9.86%、14.08%、12.96%和23.65%;铁矿粉+钢渣+腐殖质处理,降低供试土壤II As有效态含量比例为0.76%,其他4种复合钝化材料均能显著降低供试土壤II As有效态含量(P(27)0.05),钝化率分别为29.89%、27.20%、60.91%、10.50%。复合钝化材料改变了As各形态含量在土壤中的变化情况,与CK相比,复合钝化材料使供试土壤I As 5种形态含量变化为:O-As含量占总量比例提高3.94%~10.62%,Fe-As含量占总量比例提高0.35%~5.70%,Al-As与Ca-As呈现出相互补给趋势,AE-As含量占总量比例降低0.09%-0.83%;复合钝化材料使供试土壤II As 5种形态含量变化为:O-As含量占总量比例提高0.57%~2.94%,Al-As含量占总量比例提高4.74%~11.63%,Fe-As含量占总量比例降低降低1.10%~12.74%,Ca-As含量占总量比例降低0.45%~0.97%,AE-As含量占总量比例降低0.09%-0.83%。(4)添加复配钝化材料60d后土壤有效砷含量与5种砷的化学形态及总砷含量进行简单相关性分析,结果显示,在供试土壤I中,土壤有效砷含量与Fe-As含量呈显著负相关;与O-As含量呈极显著正相关;总砷含量与Fe-As、Ca-As含量呈极显著正相关;在供试土壤II中,土壤有效砷含量与AE-As含量、Al-As含量呈显著正相关,其中与AE-As含量呈极显著正相关;与Fe-As含量呈显著负相关;总砷含量与Fe-As含量呈极显著正相关。(5)土壤盆栽条件下,不同复合钝化材料促进白菜生长,对生物量显著提高(P(27)0.05),增长幅度为0.70 g~5.25 g;显著降低白菜地上部和地下部砷含量,降低范围分别为32.47%~64.86%、24.55%~70.54%;地上部砷含量为0.306±0.025~0.588±0.032 mg/kg,达到食品安全国家污染物限量标准。地下部砷含量为0.622±0.032~1.592±0.070 mg/kg。添加AC、ABC和ABD处理均有效降低白菜植株砷的富集量,地上富集系数分别为0.0014、0.0011和0.0015,地下富集系数分别为0.0040、0.0055和0.0032,增强其抗砷能力;添加AB、AC和ABC处理能有效抑制砷由白菜地下部向地上部的转运,转运系数分别为0.2425、0.3519和0.1920。说明钝化材料对植物无毒害作用,具有应用可行性。