贵州毕节市农田土壤重金属污染钝化修复研究

发布时间：2020-04-06 06:02

【摘要】：贵州省毕节市内长时间的铅锌矿采选冶活动已造成当地农田土壤严重的重金属污染,威胁着当地居民及长江、珠江下游地区居民身体健康。本文旨在调查分析土壤重金属污染状况,并利用外源含磷物质及解磷菌钝化修复土壤重金属污染。(1)177 份农田土样中 Pb、Zn、Cu、Ni、Co、Mn、Cr、V、Hg、As、Cd等l1种重金属污染状况的分析结果显示Pb、Cd、Zn等含量严重超标;毕节地区农田土壤中Pb、Zn元素富集主要来源于金属冶炼,而Cd元素的积累可能还受施肥、煤炭开采和燃烧等其他人类活动的影响;具有高重金属生态风险的点位多位于毕节市西部的威宁县和赫章县。(2)重金属长期污染农田土壤中微生物群落特征的分析结果显示污染程度最高的两份土样中微生物活性最高;重金属污染程度较高的土样中鞘脂单胞菌属Sphingomonas和硫杆菌属Thiobacillus的细菌丰度明显增多;土壤有机质及有效磷等组分可能通过降低重金属有效性、为微生物群落提供营养物质等方式缓解土壤重金属污染对土壤微生物群落的毒害作用。(3)磷酸二氢钾和磷酸氢二钾投加可显著降低土壤中Pb、Cd的有效性,但对Zn的有效性无明显影响;磷酸盐投加可通过降低重金属有效性、为微生物群落提供营养物质等在一定程度上提高土壤微生物活性;高剂量的磷酸盐投加所引起的土壤pH升高可能对土壤微生物群落产生负面影响;磷酸二氢钾比磷酸氢二钾更适合于修复当地的污染土壤。(4)从重金属污染土壤中筛选的解磷菌群具备较高的解磷能力及重金属抗性;菌群主要由肠杆菌属Enterobacter、芽孢杆菌属Bacillus和乳球菌属Lactococcus的细菌组成;解磷菌群可促进磷酸钙中磷酸根的释放,并显著提高土壤有效磷含量,进而固定更多的有效态重金属;在解磷菌群作用下,有效磷含量的增加及重金属有效性的降低提高了土壤微生物活性。综上,本文研究丰富了农田土壤重金属污染治理技术及理论,同时可促进毕节市重金属污染土壤修复事业的发展,并为保护当地居民身体健康及长江、珠江流域水体安全做出相应贡献。
【图文】：

分布情况,铅锌冶炼,土壤,情况

国内外的研宄团队共计报道了我国国内５８个铅锌冶炼厂周边土壤逡逑Ｐｂ污染状况，涉及１０１丨个土壤点位，并发表文章１４１篇。５８个铅锌冶炼厂逡逑在全国各省区的分布情况如图１－２所示。逡逑ｙ邋１，５ｖ－ｃ：＇邋－ｉ＞逡逑：ｉ邋＇｜ｓｋ＾ＵＭ＞邋ｒ逡逑Ｃｙ逦ｔ邋ｉ逡逑—邋：；附咖ｍｉＫＩＩｏｍｆｔｅｒ逦ｓ＃逡逑０邋＿邋１，０００邋！逡逑＇逦Ｍ邋Ｉ逡逑图１－２造成周边土壤Ｐｂ污染的铅锌冶炼厂在全国分布情况［１５］逡逑－３－逡逑

生物可利用性,化学形态,微区,颗粒大小

结合态邋＞邋有机物以及硫化物结合态邋＞邋残渣态［２２］。逡逑同时，重金属的生物可利用性也与其化学形态、颗粒大小、微区环境等逡逑密切相关［２３］。ＷＰｂ为例（图１－３），当Ｐｂ以硫化铅或磷酸铅存在时，其生物逡逑可利用性较小，，而其碳酸盐或氧化物具有较高的生物可利用性；铅的生物可逡逑利用性随颗粒的减小而增大；游离态的Ｐｂ离子有较高的生物可利用性，当被逡逑炉渣封锁时，其生物可利用性大大降低。逡逑／Ｆｅ－ＰｂＳＯｔ＃逡逑逦邋＿逡逑：ｉ＞ｂｓｉＰ0ｌ）ｌｎ＇邋ｒ；ｃ－ｉ？ｂ邋＜？ｉｄｅｓ邋ｌｉｌＳｐｌＳ＇ｉｓ逡逑气，－逦逦逡逑Ｃ邋ｌ，ｂ＇邋７逡逑ｉ邋ｔ逦■…晒酬ｉｉ．逡逑；；＾邋５；＊邋＿Ｐｂｓｊ［ｆｂｓｊ［Ｐｂｓｊ逡逑结ｆｒ／ｔｉ袈形态：逡逑＿a撸咤义希迹矗篟G、逡逑Ｐ１＞Ｓ邋Ｆｅ－Ｐｂ邋ｏｘｉｄｅｓ邋Ｆｅ－Ｐｂ邋ｓｕ！ｆａｌｅｓ逦ＰｂＣＯｆｉｙｒ逡逑Ｐｂｓ逦ＰｂＳＤ．邋Ｍｎ＾ｂ邋ｏｘｉｄｅｓ邋Ｐｂ６ｊ＞ｂ｛ＯＨ），邋ＰｈＣｌ逡逑ＰｈＣｒｉＹ逦ＰｂＣＯ．邋＂邋ＰｂＢｒＣｌ逡逑ＰｂＡｓＯ＊逡逑￥邋Ｐｂ邋ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ邋逦逦逦逡逑Ｃｏｎｓｔａｎｔ邋Ｐａｒｔｉｃｌｅ邋Ｓｉｚｅ逡逑图１－３邋Ｐｂ的生物可利用性与其化学形态、颗粒大小、微区环境的关系［２３］逡逑因此，可通过添加含磷物质、石灰、沸石等钝化修复剂及其他农艺措施逡逑促进土壤中的Ｐｂ从有效态（可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态）逡逑转化为更稳定的结合态（硫化物结合态和残渣态）
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53

【参考文献】