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    《湖南農業大學》 2018年
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    幾種具有鈍化作用物質及其組合對土壤鎘鎳砷的鈍化作用

    王輝  
    【摘要】:隨著工農業的快速發展,我國耕地重金屬污染問題日益嚴重。湖南省是有色金屬之鄉,礦產資源的開采、冶煉給生態環境造成了極大影響,嚴重地制約著區域內農產品安全。如何治理Cd、Ni和As復合污染農田土壤及控制水稻對其的吸收是一個亟待解決的環境問題。本研究圍繞農田土壤Cd、Ni和As復合污染的修復,以湖南某鎮Cd、Ni和As復合污染土壤為研究對象,通過鈍化劑篩選試驗、水稻盆栽試驗,研制一種組配鈍化劑SF(海泡石+鐵錳復合氧化物)較系統的闡述了應用SF降低Cd、Ni和As生物有效性的機制。主要研究結果如下:(1)研制出以海泡石和鐵錳復合氧化物為材料,按一定質量比例進行組配的鈍化劑SF,其對土壤Cd、Ni和As均有較好的鈍化效果,有效態含量分別降低30.9%、25.2%和60.1%。(2)鎘鎳砷復合污染土壤上施用組配鈍化劑SF提高了土壤pH和陽離子交換量(CEC),降低了土壤Cd、Ni和As有效態含量。組配鈍化劑SF處理,土壤pH值升高0.18~0.93(早稻)和0.13~0.79(晚稻)個單位,土壤CEC含量升高25.6%~59.7%(早稻)和20.4%~63.3%(晚稻)。SF處理土壤Cd和Ni有效態含量分別降低11.5%~80.8%、10.5%~73.7%(早稻)和20.0%~88.0%、17.1%~58.5%(晚稻)。SF施用量在0.5~2 g·kg~(-1)之間時土壤有效態砷含量分別顯著降低17.4%~24.0%(早稻)和24.4%~34.8%(晚稻),SF施用量2.0 g·kg~(-1)時,土壤有效態As含量與對照(CK)無顯著差異(p0.05)。土壤pH值和CEC含量與土壤Cd和Ni有效態含量顯著正相關(p0.05),土壤pH值與土壤As有效態含量正相關(p0.05)。SF處理降低土壤Cd、Ni和As的有效性是土壤pH升高和CEC增加的共同作用,其中土壤pH升高是主要影響因素。(3)SF處理顯著降低了水稻各部位Cd、Ni和As含量,早晚稻糙米Cd含量降低28.1%~56.5%和24.3%~48.5%,Ni含量降低12.3%~50.1%和21.6%~45.5%,As含量降低26.2%~82.9%和22.7%~64.7%。組配鈍化劑SF施用量為0.5 g·kg~(-1)時,早晚稻糙米Cd、Ni和As含量均較低,成本也較低。早稻糙米Cd、Ni和As含量與土壤Cd、Ni和As有效態含量均呈顯著正相關關系(p0.05);晚稻糙米Cd和Ni含量與土壤Cd和Ni有效態含量極顯著正相關(p0.01),糙米As含量與土壤有效態As含量正相關(p0.05)。SF處理通過降低土壤Cd、Ni和As的有效態含量,從而降低水稻糙米對其的吸收累積。(4)組配鈍化劑SF處理早晚稻根表鐵膜中Fe含量分別降低8.7%~25.8%和12.2%~27.1%,根表鐵膜中Mn含量分別升高0.8%~32.1%和3.8%~40.9%,根表鐵膜中Cd含量分別提高6.4%~37.0%和1.5%~43.7%,根表鐵膜中Ni含量分別提高7.3%~37.5%和11.7%~46.3%,根表鐵膜中As含量分別降低2.6%~27.6%和3.8%~40.9%。水稻根表鐵膜Fe含量與Cd含量顯著負相關,與As含量顯著正相關,與根Cd、Ni和As含量顯著正相關(p0.05);根表鐵膜Mn含量與Ni含量顯著負相關,與根Cd和Ni含量顯著負相關(p0.05)。SF處理通過影響根表鐵膜及其Fe、Mn含量而影響水稻根表鐵膜對Cd、Ni和As的吸附固定,進而影響水稻對其的吸收。(5)SF處理降低水稻對Cd、Ni和As的富集系數BAF(Bio-accumulation Factor),同時提高了水稻根到莖的Cd、Ni和As轉運系數TF(Translocation Factor),對其他部位的轉運系數有先降低后升高的作用。
    【學位授予單位】:湖南農業大學
    【學位級別】:碩士
    【學位授予年份】:2018
    【分類號】:X53

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