生物质灰渣对青菜吸收污染土壤中的Cd的影响

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本文通过添加不同比例的生物质灰渣于模拟 Cd污染红壤中,研究生物质灰渣对青菜吸收人为污染土壤中的Cd的影响,生物质灰渣对土壤pH、Cd的含量及形态的影响,以期为生物质灰渣对减少青菜吸收污染土壤中的 Cd的吸收提供科学依据,并集成等离子体处理青菜种子这一技术进行配合研究,为研究减少农田 Cd污染的试验方法积累有意义的数据。  首先确定了在未添加Cd红壤中,当有机肥添加比例分别为0.15%、0.5%、1%时,青菜最适合生长的有机肥添加比例为1%。接着在未添加Cd红壤中,每盆均添加1%有机肥,当灰渣添加量分别为0.5%、1.5%、3%时,最适宜青菜生长以及土壤pH值改良效果最好的灰渣用量为3%。然后在添加Cd浓度至2.95mg/kg的污染土中,每盆添加1%的有机肥底肥,以3%的灰渣量为起始添加比例,分别设置3%、5%、10%三个添加比例,进行单施生物质灰渣的温室盆栽实验。最后进行等离子体处理种子配施生物质灰渣的温室盆栽实验,实验中设置0%和10%两组灰渣添加量,并设置对照。通过对比仅添加不同用量的生物质灰渣与等离子体处理菜种并添加了0%和10%两个用量的灰渣的处理后,青菜的鲜重、干重,土壤pH,非根际土有效态Cd,根际土全Cd,以及在灰渣添加量为0%和10%时,土壤中不同形态Cd含量的变化等指标的分析,研究了等离子体处理青菜种子与生物质灰渣配施对模拟 Cd污染红壤中重金属生物有效性的影响。  实验结果表明,在未添加Cd红壤中,青菜的生物量和土壤pH都随着有机肥和生物质灰渣用量的增加呈增加趋势。在以3%为起始添加生物质灰渣比例的人为模拟污染土盆栽实验中,添加灰渣能够促进青菜的生长,有效减少青菜对土壤中 Cd的吸收,特别是有利于降低青菜可食部位吸收Cd的含量,增加土壤pH,降低非根际土有效态Cd的含量。在3%、5%、10%三个灰渣添加量中,添加10%灰渣青菜生长达到最好,青菜地上部和地下部吸收Cd的量达到最低,分别为2.76mg/kg和2 mg/kg,但仍超过国家蔬菜食品卫生标准Cd≤0.05mg/kg,土壤pH提高到6.4,趋于中性,土壤非根际土有效态Cd降到最低,低于ICP检出限(10-3 mg/kg)。在灰渣添加量为10%时,虽然土壤根际土Cd含量由0.36mg/kg增加到0.67mg/kg,但仍然降低了青菜对Cd的吸收,表明生物质灰渣对钝化污染土中的重金属和降低Cd的生物有效性具有重要作用。仅等离子体处理时,青菜的生物量增加了12.4倍,地上部和地下部的Cd含量分别降低了70%和16.7%;当等离子体处理配合生物质灰渣施用时,随着灰渣添加量从0%增加到10%,青菜的生物量增加了32.4倍,地上部和地下部Cd含量分别降低了87.4%和61.8%;土壤pH值升高,土壤中有效态Cd含量也显著降低,降幅为99.3%。不管在非等离子处理组还是等离子体处理组中,与不加灰渣相比,添加10%灰渣后土壤的弱酸提取态Cd含量都有所降低,不过都未达到显著性差异;可还原态Cd含量都增加,达到显著性差异(p<0.05);可氧化态Cd含量都增加,其中非等离子体处理组达到显著性差异(p<0.05),等离子体处理组达到显著性差异;残渣态 Cd含量增加,非等离子体处理组和等离子体处理组均达到显著性差异。等离子体处理生物质灰渣配合处理能达到较好的抑制青菜对 Cd的吸收作用,能降低土壤中Cd的迁移能力和生物有效性。
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