随着现代化工业的迅猛发展以及农药、化肥的大量使用,污水灌溉、污泥施肥以及含重金属废弃物的堆积,致使重金属进入土壤,造成土壤中重金属元素的富集,以及土壤重金属污染。土壤重金属污染可通过食物链对人体健康造成严重危害。由于土壤重金属不能被微生物降解,具有移动性差、积累性等特点,其治理和修复难度很大。使用土壤矿物材料,通过参与土壤离子的交换作用、稳定土壤结构和提供微生物活性物质间接影响土壤中重金属形态等形式影响着土壤中重金属生物有效性。

土壤改良剂联合间套种技术修复重金属污染土壤-国投盛世

在田间条件下,验证通过盆栽试验初步筛选出的几种改良剂在玉米和东南景天间套种修复重金属污染土壤的大田实际应用效果。研究结果表明,施用改良剂蘑菇渣肥、云母和沸石能有效降低玉米籽粒和茎叶中的Cd和Pb,玉米籽粒Cd和Pb含量均达到食用标准。蘑菇渣肥显著增加了东南景天对Cd的提取量,腐植酸显著促进了东南景天对Pb的吸收,因此,蘑菇渣和腐植酸可以应用于玉米和东南景天套种系统。施用云母和沸石可以显著提高土壤pH值,降低土壤可交换态Cd/Pb含量,从而降低二种植物对Cd/Pb的吸收;然而,施用蘑菇渣肥和腐植酸却增加土壤可交换/吸附态Cd/Pb含量。植物根系吸收Cd的稳定常数显示该有机吸附态Cd难于被玉米根系吸收。

土壤改良剂联合间套种技术修复重金属污染土壤-国投盛世

本田间试验在玉米对Cd的吸收上,土壤改良剂的效果与前期盆栽试验得到的结果基本一致。东南景天对Cd的吸收,田间试验与盆栽试验也呈现相似的趋势,均是有机肥增加了东南景天对Cd的提取量,2种矿物则抑制了东南景天对Cd的提取。然而,在东南景天对Pb的吸收上,田间试验并没有出现类似盆栽试验中土壤矿物抑制东南景天Pb的提取的情况,可能是因为田间试验根系的作用范围更大,添加剂的效果更难显现。

土壤改良剂联合间套种技术修复重金属污染土壤-国投盛世

施用矿物云母和沸石可以明显提高土壤pH值,降低土壤可交换态Cd、Pb。施用蘑菇渣肥和腐植酸反而可增加土壤可交换/吸附态Cd、Pb,然而吸附态Cd的稳定性可能强于玉米根系但弱于东南景天根系。