鎘在施污黃土—馬鈴薯系統(tǒng)中遷移特征及生物有效性研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，污水量急劇增加，與此同時，城市污泥量也不斷增長。城市污泥成分復(fù)雜，不僅含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等植物所需的營養(yǎng)元素，也含有重金屬等有害物質(zhì)。城市污泥的任意排放不僅會造成資源浪費，還會對環(huán)境造成污染。由于黃土具有通透性差、有機(jī)質(zhì)含量低、易板結(jié)等特點，而合理施用城市污泥則可作為良好的土壤改良劑。本研究選取城市污泥（A2O）和馬蘭黃土按一定比例（0％、1%、2%、4%、8%）進(jìn)行混合，以作為供試土樣

2、。為模擬不同污染水平，向供試土樣中外源添加不同濃度梯度的Cd脅迫。采用 Tessier五步連續(xù)提取法研究不同城市污泥添加比例施污黃土中Cd的形態(tài)特征及施污黃土中脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性的變化特征。并設(shè)計盆栽實驗，以馬鈴薯作為供試作物，系統(tǒng)探究了Cd在不同污泥添加比例施污黃土—馬鈴薯系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性。本研究得出了以下研究成果：
　　1、隨著外源Cd脅迫水平的增加，施污黃土中Cd各形態(tài)含量總體均呈現(xiàn)升高趨勢，其

3、中，碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd的增加幅度最大。說明隨著施污黃土中Cd污染水平的升高，可增加Cd的活性，進(jìn)而增大了施污黃土中Cd的潛在風(fēng)險。在相同外源Cd脅迫水平下，隨著向黃土中施加污泥配比增加，可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量總體均呈現(xiàn)下降趨勢，鐵錳氧化態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd含量則隨著污泥配比的增加而逐漸增大。即施加一定比例的城市污泥可降低土壤易移動形態(tài)的Cd，降低了土壤中的Cd對地下水造成二次污染的風(fēng)險。
　　2、通過對外源Cd脅迫下不同污泥比

4、例施污黃土中脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性進(jìn)行分析。結(jié)果表明: Cd脅迫水平的增加對施污黃土中脲酶活性、蔗糖酶活性、堿性磷酸酶活性產(chǎn)生先促后抑的影響。說明在試驗設(shè)定Cd脅迫范圍內(nèi)，一定程度的Cd脅迫可以促進(jìn)施污黃土中的酶活性，而當(dāng)Cd脅迫程度的進(jìn)一步增大，這種作用由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制。在試驗設(shè)置的Cd脅迫水平范圍內(nèi)，相同Cd脅迫水平下，施污黃土中脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶活性均隨著施污黃土中污泥配比的增加逐漸增大，即向黃土中施入的城市污泥

5、比例的增加可提高施污黃土酶活性。
　　3、未施加城市污泥的黃土中pH高，有機(jī)質(zhì)和EC含量低，當(dāng)施入不同比例的城市污泥后，施污黃土pH降低，同時增加了有機(jī)質(zhì)和EC的含量，肥力得到明顯改善。與此同時，隨著污泥施加比例的增加，施污黃土中Cu、Zn、Ni、Cd的含量也隨之增大，其中污泥配比8%的施污黃土中 Cd含量超出土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，城市污泥施入黃土后可有效改善黃土理化性質(zhì)，但同時會增加重金屬污染的風(fēng)險。
　　4、隨

6、著施污黃土中 Cd脅迫水平的增加，馬鈴薯各部位干重總體呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，當(dāng)達(dá)到Cd脅迫水平達(dá)到1.6 mg·kg-1時，馬鈴薯三個部位的干重達(dá)到最大。向黃土中施加一定比例的城市污泥可有效促進(jìn)馬鈴薯生長，且污泥比例為2%的施污黃土中馬鈴薯的長勢較其他污泥配比施污黃土中馬鈴薯的長勢好。
　　5、不同污泥配比的施污黃土中，馬鈴薯各部位吸收的Cd隨著外源Cd脅迫的增加逐漸增大，即外源Cd脅迫促進(jìn)了馬鈴薯各器官對Cd的吸收。且各部位

7、Cd含量大小分別為：莖葉>>皮>塊莖。相同Cd脅迫水平下，施污黃土中污泥施入量的增加，促進(jìn)了馬鈴薯各部位對Cd的吸收。
　　6、馬鈴薯各器官中Cd含量與施污黃土中Cd總量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，說明施污黃土Cd污染越嚴(yán)重，Cd生物有效性越高。通過對馬鈴薯各部位吸收的Cd含量與施污黃土中各形態(tài)Cd的含量進(jìn)行逐步回歸分析，結(jié)果表明：施污黃土對馬鈴薯中吸收Cd的主要貢獻(xiàn)形態(tài)為鐵錳氧化態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)。
　　7、在本研究范圍內(nèi)，施污黃土中馬