钙基钝化剂对土壤汞的钝化效果摘要
土壤汞污染严重影响着我国的生态环境质量,威胁着我国农产品质量安全,引起人们广泛关注。近年来,我国在治理土壤汞污染方面已采用多种方法与技术,其中使用钝化剂在土壤汞修复方面发挥着重要作用。目前,国内外将钙基钝化剂作为抑制剂的研究主要集中在钝化土壤中镉、铬等重金属,对钝化土壤中汞含量及土壤—植物系统研究鲜有报道。因此,本文以贵州铜仁万山耕地土壤为研究对象,调查当地汞污染现状,采用地质累积指数法评价土壤汞污染等级,并分析土壤汞和土壤钙相关性;以研究区域受汞污染的耕地土为供试土壤,施加不同比例钙基钝化剂对土壤汞进行稳定化处理,研究其动态水平下有效汞及汞赋存形态的变化,确定最优施加钙基钝化剂施加量;研究施加不同比例钙基钝化剂对汞污染土壤中培育的辣椒生长发育情况和各器官吸收金属汞含量的变化及影响,并分析其迁移转化规律,为后续土壤汞修复提供一定的科学依据。本文主要研究结果如下:(1)研究区域耕地土壤仍有较重汞污染,但整体有向好的趋势,仍需给予高度重视并开展修复工作。地质累积指数结果表明:研究区域耕地土壤呈现不同程度汞污染,其中以极重污染为主,越靠近汞矿中心点污染程度越重;研究区域耕地土壤总汞、有效汞含量随距中心点位的距离的增加而减少;相关性研究表明,土壤有效钙、有效汞与土壤p H值相关。(2)钙基钝化剂对汞污染土壤具有一定的钝化效果。研究结果表明:施加钙基钝化剂使土壤p H值增大,大幅降低了土壤有效汞含量,减少了可氧化提取态汞所占比例,提高了残渣态汞所占比例,从而达到降低土壤汞活性、钝化土壤汞的目的。对汞污染土壤进行修复,施加钙基钝化剂最优比例为10%硅酸钙>0.1%氧化钙>6.0%碳酸钙。(3)钙基钝化剂对辣椒吸收土壤汞具有一定的抑制效果。盆栽试验结果表明:施加一定比例的钙基钝化剂,不仅能够促进辣椒植株的生长,增加辣椒植株生物量,还能能够促进辣椒根、茎、果实抑制吸收土壤汞,使辣椒果实中汞含量低于GB2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中污染限量值。对土壤—辣椒系统而言,施加钙基钝化剂最优比例为0.1%氧化钙>6.0%碳酸钙>0.1%硅酸钙。(4)钙基钝化剂作用下,辣椒植株汞具有向辣椒叶转移的趋势。辣椒植株吸收土壤汞,主要富集在辣椒根部,其次辣椒叶,而在辣椒茎和辣椒果实中富集较低。施加钙基钝化剂提高了辣椒叶对汞的转运系数,辣椒植株吸收的汞向辣椒叶发生显著迁移。综上所述,研究区域耕地土壤汞污染情况仍比较严重,需要展开修复工作。向汞污染土壤施加0.1%氧化钙,土壤p H值升高到能维持辣椒植株正常生长范围,并且对钝化汞污染土壤和抑制辣椒植株吸收土壤汞具有显著效果。因此,氧化钙是一种适合用于修复汞污染土壤的钝化剂,选用0.1%氧化钙效果最佳。
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