潮土中钴的生物有效性调控及其机理研究

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在土壤重金属工程治理手段中原位化学固定具有投入低、见效快、操作简便的优点,能更好的满足土壤重金属污染治理的需求。本文以钴(Co)为目标污染物,选用碳酸钙、胡敏酸、牛粪3种调控剂,通过小白菜温室种植实验研究了调控剂对土壤中Co的生物有效性调控效果,同时对施加调控剂后土壤理化性质和Co元素赋存形态变化规律进行了探索。碳酸钙、胡敏酸和牛粪的施加(0-12 g·kg-1)均可以抑制重金属Co在小白菜植株内的富集,显著降低其生物有效性,同时增加小白菜的生物量。随碳酸钙和胡敏酸用量的增加,小白菜体内Co含量呈先减小后增大的变化趋势,回归分析表明当碳酸钙用量在5.8-7.2g·kg-1、胡敏酸用量在5.4-7.2g·kg-1的范围内时,小白菜体内Co含量最低,降低幅度分别为41.3%-55.3%和28.8%-59.4%。随牛粪用量的增加,小白菜体内Co含量呈逐渐降低趋势,降低幅度为31.6%-57.5%。交换态Co含量与小白菜体内Co含量极显著正相关(P<0.01),碳酸钙、胡敏酸和牛粪都可以降低土壤中交换态Co的含量。碳酸钙用量小于6g·kg-1的情况下,土壤中交换态Co的含量随碳酸钙施加量的增加而降低,交换态Co向碳酸盐结合态和有机结合态转化,随着碳酸钙用量的持续增加(6-12g·kg-1),交换态Co的含量又出现下降趋势,回归分析表明碳酸钙施加量在5.0-7.8g·kg-1时交换态Co含量达到极小值;胡敏酸的作用效果和碳酸钙类似,在施加量为5.4-8.5g·kg-1时,土壤中交换态Co含量达到最低水平,交换态Co向有机结合态转化;而在牛粪的作用下,交换态Co的含量逐渐降低,并向碳酸盐结合态和有机结合态转化。综上所述,施用碳酸钙、胡敏酸和牛粪可以改变土壤理化性质,使交换态Co含量有不同程度的降低,降低了Co向植物迁移的风险,同时可以促进植物生长,提高生物量。当采用碳酸钙和胡敏酸作为调控剂使用时,其用量应控制在适当范围内(5.8-7.2g·kg-1,5.4-7.2g·kg-1),以达到最佳的综合改良效果。
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