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水溶性有机物(DOM)又称为溶解性有机物,它是指能够溶解于水中的一类有机化合物的统称,是城市污泥和蚓粪等有机肥料中最为活跃的成分。并被人们普遍认为可以使得土壤肥力、土壤性质以及农作物产量、品质得到提高,从而广泛运用于农业生产中。研究外源水溶性有机物在土壤中的动态及其对重金属环境行为的影响,为城市生活污泥以及蚓粪的资源化利用提供依据是一项有重要意义的工作。本文采用中性土和酸性土两种土壤,通过向其中添加从城市污泥和蚓粪中提取的DOM,研究它们在土壤中的迁移转化规律以及对土壤中污染物(重金属)迁移转化的影响。利用盆栽实验,研究DOM对作物(生菜)产量、品质、重金属积累及收获作物后土壤理化性质的改变。得到的主要研究结果如下:1、经过DOM分子量及分级分析、红外和荧光光谱图谱的实验研究,结果发现,相对于污泥的DOM,蚓粪中DOM的含量和小分子有机物的比例增加,羧基和多糖类物质增加,具有较多结构稳定的芳香族类物质和少量蛋白质及氨基酸等物质,不饱和结构(主要是含苯环类物质)的多聚化或联合程度有所降低。2、土壤胶体能吸附进入土壤的外源DOM,对DOM的吸附一般在四个小时内可以达到吸附解吸平衡;不同性质的土壤对DOM的吸附能力差异明显,低pH值的红壤对DOM的吸附量较大,吸附速率较快,相同性质的土壤对于不同来源DOM的吸附能力也有明显不同,如同一土壤对蚓粪中DOM的吸附力较低;对DOM吸附量小的土壤,其解析量也较小,而对DOM吸附量大的土壤更容易与DOM分离。3、相对于中性土壤来说,酸性土壤对重金属Pb、Cu和Cd的吸附容量和吸附力要小,但两种土壤对这三种重金属的吸附容量和吸附力的规律是一样的;外源DOM的存在能明显抑制土壤对重金属Pb、Cu和Cd的吸附;相对而言,在DOM浓度相同的情况下,蚓粪中的DOM更能抑制土壤对重金属Pb的吸附。4.土柱实验中,在外源DOM淋溶作用下,土壤中残留重金属Pb、Cu、Cr的含量均比对照组低,意味着外源DOM有助于土壤重金属的迁移。此外,从蚓粪中提取的DOM会加剧对这三种重金属的迁移作用。但是,重金属Cd、Zn的含量受到外源DOM的淋溶作用并不显著,不容易随外源DOM一同向土壤下层迁移。另外,重金属Ni的含量虽然受到外源DOM淋溶作用的影响,但本实验中两种不同来源的DOM对该过程的影响没有显著差异。5.施用外源DOM能对土壤中的重金属产生活化作用,从而对作物(生菜)的生长产生重要影响。外源DOM,不仅降低作物产量,而且提高作物体内重金属积累。作物收获后的土壤中,6种重金属残留全量的规律:对照>添加蚓粪DOM>添加污泥DOM,这与植株中重金属含量的规律相反。因此在农田中施用城市污泥或是蚓粪等有机肥时应当充分考虑土壤和DOM的性质以及可能发生的各种可能效应,谨慎行事。