农田污灌土壤重金属铜、镉污染的修复研究

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目前,污水灌溉引起的土壤重金属污染越来越严重,重金属长期积累会对植物以及农作物造成污染,从而危及人体的健康。因此,对污灌土壤重金属修复进行研究具有重要的意义。本文设计盆栽试验,研究膨润土和电厂生物质灰两种修复剂对Cu、Cd污染土壤的修复以及玉米和多花黑麦草两种植物对Cu、Cd的富集;并研究了土壤及修复剂以及添加不同配比修复剂的土壤对Cu、Cd的吸附行为,得出了以下结论:(1)盆栽试验结果表明:玉米和多花黑麦草对重金属Cu、Cd都有一定的累积,土壤中添加5%膨润土和电厂生物质灰后,玉米和多花黑麦草对重金属的积累系数都有不同程度的降低。其中玉米中Cu含量加膨润土后平均降低5%,加电厂生物质灰后平均降低8%。玉米中Cd含量加膨润土后平均降低11%,加电厂生物质灰后平均降低18%。多花黑麦草中Cu含量加膨润土后平均降低6%,加电厂生物质灰后平均降低12%。多花黑麦草中Cd含量加膨润土后平均降低9%,加电厂生物质灰后平均降低12%。(2)重金属Cu、Cd在玉米体内的分布情况为:根>叶>茎>粒,Cu在玉米根部含量达到0.405-0.698mg/kg,而粒中含量仅有0.012-0.081mg/kg,小于食品中铜限量卫生标准10mg/kg;Cd在玉米根部含量达到0.261-0.553mg/kg,而粒中含量仅有0.009-0.020mg/kg,小于食品中镉限量卫生标准0.05mg/kg;玉米对Cu、Cd的富集主要是集中在根部,籽粒中含量符合食品要求,因此可以用玉米作为轻度重金属Cu、Cd污染的富集植物对重金属污染土壤进修复。(3)等温吸附实验研究表明:用Henry模型、Langmuir方程、Freundlich方程以及Temkin方程对吸附结果进行拟合,Langmuir方程拟合相关度最高。修复剂以及土壤对Cu的最大吸附量电厂生物质灰为11.262mg/g,膨润土9.524mg/g,内蒙土壤7.163mg/g。修复剂以及土壤对Cd的最大吸附量电厂生物质灰为11.491mg/g,膨润土10.518mg/g,内蒙土壤9.401mg/g。吸附能力:电厂生物质灰>膨润土。(4)添加不同配比的修复剂的土壤对Cu, Cd的吸附实验结果:土壤对Cu的最大吸附量添加5%膨润土为8.625mg/g,3%为8.056mg/g,1%为7.613mg/g;添加5%电厂生物质灰为9.061mg/g,3%为8.359mg/g,1%为7.712mg/g。土壤对Cd的最大吸附量添加5%膨润土为10.238mg/g,3%为9.923mg/g,1%为9.753mg/g;添加5%电厂生物质灰为11.046mg/g,3%为10.089mg/g,1%为9.719mg/g。吸附能力:土壤(含5%膨润土)>土壤(含3%膨润土)>土壤(含1%膨润土)、土壤(含5%电厂生物质灰)>土壤(含3%电厂生物质灰)>土壤(含1%电厂生物质灰)。
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