有機(jī)物料對(duì)Pb2+的吸附特性及對(duì)鉛污染麥田的修復(fù)效應(yīng).pdf

1、鉛(Pb)是環(huán)境中典型的重金屬污染物，在水體和土壤中都有富集。農(nóng)田土壤的Pb污染對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、糧食安全生產(chǎn)、人類(lèi)健康都有嚴(yán)重危害，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢棄物如秸稈、畜禽糞便等都可以作為重金屬原位修復(fù)材料，對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但不同有機(jī)物料的吸附特性有差異，對(duì)重金屬農(nóng)田的修復(fù)效果也受到多種因素的影響，因此本研究選用玉米秸稈、雞糞、食用菌菌渣、鋸末生物炭四種有機(jī)物料，表征了不同材料的理化性質(zhì)，分析了它們對(duì)溶

2、液Pb2+的吸附特性，并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)考察了四種材料對(duì)Pb污染麥田的修復(fù)效應(yīng)，測(cè)定指標(biāo)包括土壤理化性質(zhì)、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性、重金屬形態(tài)分布及遷移性、小麥植株生長(zhǎng)和光合動(dòng)態(tài)變化以及產(chǎn)量等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)室內(nèi)分析可知，四種有機(jī)物料含有羥基、羧基等官能團(tuán)，能夠有效地吸附Pb2+，但吸附特性有一定差異。在pH1～6范圍內(nèi)，秸稈、雞糞和生物炭受pH影響較大，最佳pH為5;菌渣受pH影響較小，最佳pH為2，當(dāng)pH繼續(xù)

3、增大時(shí)，吸附量下降幅度較小。溫度25℃，pH為5時(shí)四種材料均能較快地達(dá)到吸附平衡。四種材料對(duì)Pb2+的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir等溫方程，其中生物炭的平衡吸附量遠(yuǎn)高于其他三種材料，達(dá)到411.52 mg·g-1。⑵通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加600mg·kg-1Pb后土壤pH下降，在越冬期和成熟期的下降幅度更大，有機(jī)質(zhì)含量和土壤陽(yáng)離子交換量則有一定程度的升高。在Pb污染土壤中添加秸稈或雞糞有降低土壤pH的趨勢(shì)。添加菌渣或生

4、物炭能夠明顯提高土壤pH，對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量的提升也有促進(jìn)作用。添加菌渣對(duì)陽(yáng)離子交換量的增長(zhǎng)也有明顯的正向作用。⑶通過(guò)DTPA和BCR提取法分析得知，添加600 mg·kg-1Pb后，土壤各形態(tài)鉛含量均顯著增加。秸稈和雞糞不同程度地提高了土壤DTPA有效態(tài)、可交換態(tài)和可還原態(tài)Pb含量及比例。添加菌渣后污染土壤中Pb全量、有效態(tài)含量及比例、可交換態(tài)和可氧化態(tài)含量及比例均最低。添加生物炭后污染土壤中可氧化態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)的含量及比例升高。⑷不同時(shí)期，

5、向Pb污染土壤中添加秸稈、雞糞、菌渣或生物炭對(duì)植株中Pb含量以及轉(zhuǎn)運(yùn)和富集系數(shù)的影響不一致，但都沒(méi)有增加植株可食用部位對(duì)Pb的富集，其中菌渣和生物炭的處理降低了成熟期籽粒中Pb含量。⑸高通量測(cè)序結(jié)果顯示，添加600 mg·kg-1Pb后，土壤中細(xì)菌物種總數(shù)和多樣性下降，其中放線(xiàn)菌的相對(duì)豐度升高，真菌物種總數(shù)和多樣性升高，其中纖毛亞門(mén)的豐度下降而子囊菌門(mén)的相對(duì)豐度升高。向Pb污染土壤中添加雞糞、菌渣、生物炭后，細(xì)菌物種總數(shù)有所升高，以菌渣

6、的影響最大，其中放線(xiàn)菌的相對(duì)豐度均下降。添加秸稈、雞糞、生物炭使污染土壤中真菌的物種總數(shù)下降;添加四種有機(jī)物料均可以使真菌物種多樣性增加，其中子囊菌門(mén)的相對(duì)豐度有所下降，纖毛亞門(mén)、壺菌門(mén)和接合菌門(mén)的相對(duì)豐度則有所升高，以雞糞、菌渣和生物炭的效果較明顯。⑹向土壤中添加600mg·kg-1Pb提高了越冬期小麥地上部干物質(zhì)量，但對(duì)成熟期各產(chǎn)量性狀有顯著的抑制作用。生物炭對(duì)小麥花后15d和30d的凈光合速率有一定提升作用，菌渣對(duì)整個(gè)生育期小麥根