组配改良剂对重金属污染稻田修复效果持久性研究

发布时间：2017-08-18 06:30

  本文关键词：组配改良剂对重金属污染稻田修复效果持久性研究

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【摘要】：为研究组配改良剂碳酸钙+海泡石(简称LS)对稻田土壤重金属Pb、Cd、 Cu、Zn钝化效果的持久性,通过一次性施用0、2、4、8 g/kg的LS,并分别于2012年(第一季)、2013年(第二季)、2014年(第三季)和2015年(第四季)连续种植水稻,在湘南某矿区附近污染稻田进行了一个四年的大田修复试验。同时为了验证LS对重金属污染土壤具有高效的修复能力,在第四季水稻种植时,将每个添加量中的一个平行组隔成两半,并分别在0、2、4、8 g/kg添加量对应补加LSO、1、2、4g/kg的附加试验。实验结果表明：(1)LS能显著提高四季水稻土壤pH值,对土壤pH值提高的效果为第一季第二季第三季第四季。LS能显著降低四季水稻土壤中Pb、Cd、Zn交换态含量。与对照组相比,第四季水稻种植土壤中Pb、Cd和Zn的交换态含量降低了1.6%-97.7%、35.5%-80.3%和8.0%-90.5%,而土壤中Cu的交换态含量与对照相比却有不同程度上升。试验条件下,LS降低四季土壤中Pb、Cd和Zn交换态含量效果均为：PbZnCd。 LS能显著降低土壤中Pb、Cd和Zn的TCLP提取态含量,但对土壤中Cu的TCLP提取态含量无显著降低影响。第四季水稻种植土壤中Pb、Cd和Zn的TCLP提取态含量与对照相比降低了7.2%-44.6%、19.4%-41.9%和7.2%-17.3%。通过每一季LS对土壤中重金属TCLP提取态含量降低幅度的分析可知,其四季降低效果均为：CdPbZn。(2)LS使第四季水稻糙米中Pb和Cd含量分别降低25.0%-74.8%和15.2%-53.9%,且这种降低效果均随着改良剂LS添加量的增加而增大；LS对糙米中Cu和Zn含量无显著降低。LS降低糙米中Pb、Cd、Cu、Zn含量的效果为：第一季,PbCdCuZn;第二季,PbCdCuZn;第三季,CdPbZnCu;第四季,PbCdZnCu。 LS降低四季水稻糙米中重金属含量的整体效果为PbCdCuZn。(3)LS对四季水稻中Pb和Cd从根系到茎叶、茎叶到谷壳、谷壳到糙米、根系到糙米的转运系数均有不同程度的影响,其中Pb和Cd从茎叶到谷壳的转运系数最大,说明谷壳是水稻积累重金属的重要部位。(4)补加LS的土壤pH值明显比未补加LS土壤的pH上升的更多,说明LS对土壤pH值具有高效提高效果,同时对比未补加和补加LS水稻糙米中Pb、Cd、Cu和Zn含量,未补加LS糙米中重金属含量高于补加LS糙米中重金属含量,进一步说明LS对糙米中重金属含量有降低的效果。(5)随着时间的延长,LS对土壤中Pb和Cd具有更稳定的钝化效果。因此,LS对治理Pb和Cd污染的土壤具有良好的持久性。
【关键词】：稻田土壤 组配改良剂 重金属 持续性修复 水稻
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 稻田土壤重金属污染的来源、危害以及污染现状10-12
• 1.1.1 重金属污染的来源10-11
• 1.1.2 重金属污染的危害11-12
• 1.1.3 湖南重金属污染现状12
• 1.2 重金属污染稻田常用的治理方法12-19
• 1.2.1 物理修复12-13
• 1.2.2 化学修复13-15
• 1.2.3 生物修复15-18
• 1.2.4 农业生态修复技术18-19
• 1.3 重金属污染稻田土壤治理中存在的主要问题19
• 1.4 研究内容19
• 1.5 研究意义19-20
• 1.6 课题来源20-21
• 第二章 材料与方法21-26
• 2.1 供试材料、试剂与试验仪器21-22
• 2.2 大田试验方法22
• 2.2.1 第一季至第三季试验方法22
• 2.2.2 第四季试验方法22
• 2.3 样品分析方法22-25
• 2.3.1 土壤pH值测定方法23
• 2.3.2 土壤重金属交换态提取方法23
• 2.3.3 土壤重金属TCLP提取态方法23-24
• 2.3.4 王水-高氯酸消解法测土壤重金属总量24
• 2.3.5 干灰化法测植物中重金属总量24-25
• 2.4 数据处理25-26
• 第三章 组配改良剂对土壤理化性质及重金属形态变化的影响26-34
• 3.1 组配改良剂对土壤理化性质的影响26-27
• 3.2 组配改良剂对土壤重金属交换态含量的影响与比较27-28
• 3.3 组配改良剂对土壤重金属TCLP提取态含量的影响与比较28-30
• 3.4 土壤重金属交换态含量与土壤pH值的相关性30-31
• 3.5 土壤TCLP提取态含量与土壤pH值的相关性31-32
• 3.6 讨论与小结32-34
• 第四章 组配改良剂对水稻各部位重金属含量和迁移转运的影响34-43
• 4.1 组配改良剂对水稻各部位重金属含量的影响与比较34-37
• 4.2 组配改良剂对重金属在水稻各部位迁移转运的影响37-39
• 4.3 改良剂添加量和土壤重金属交换态含量共同对糙米中重金属含量的影响39-40
• 4.4 讨论与小结40-43
• 第五章 补加组配改良剂对第四季土壤中重金属形态变化和水稻各部位中重金属含量的影响43-50
• 5.1 组配改良剂对土壤理化性质的影响43
• 5.2 补加与未补加组配改良剂对土壤重金属交换态含量的影响与比较43-45
• 5.3 补加与未补加组配改良剂对土壤重金属TCLP提取态含量的影响与比较45-46
• 5.4 补加与未补加组配改良剂对水稻各部位中重金属含量影响的比较46-48
• 5.5 补加与未补加组配改良剂对重金属在水稻各部位迁移转运影响的比较48-49
• 5.6 讨论与小结49-50
• 第六章 结论、创新点与展望50-52
• 6.1 结论50-51
• 6.1.1 组配改良剂对土壤理化性质及重金属形态变化的影响50
• 6.1.2 组配改良剂对水稻各部位重金属含量和迁移转运的影响50-51
• 6.1.3 补加组配改良剂对第四季土壤中重金属形态变化和水稻各部位中重金属含量影响51
• 6.2 创新点51
• 6.3 展望51-52
• 参考文献52-61
• 附录 攻读硕士学位期间的主要学术成果61-62
• 致谢62

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