菜地土壤铅镉污染的原位淋洗—固化修复研究

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随着现代社会的飞速发展伴随而来的环境污染,已经严重的威胁到了人类的健康。蔬菜基地土壤中重金属Pb、Cd通过蔬菜富集,含量不断累积,在很大程度上危害着人的身体健康。菜地土壤较其他土壤相比具有生产力强、污染面积广、浓度低的特点,原位淋洗-固化组合修复技术能够在保证蔬菜安全的同时,尽量减小菜农的经济损失,是菜农能够接受的重金属修复方法,因此受到了广泛的关注。本研究主要分为三个部分,包括土柱淋洗-固化模拟试验、蔬菜盆栽试验以及田间原位试验。通过土柱淋洗-固化试验,研究淋洗剂种类、固化剂种类以及淋洗剂用量对污染土壤中重金属Pb、Cd的影响。结果表明,酒石酸的较优淋洗量为0.16L/kg,浓度为0.30mol/L; EDTA淋洗的较优淋洗量为0.47L/kg,浓度为0.05mol/L。EDTA对土壤中的Pb、Cd淋洗效果优于酒石酸,EDTA对土壤中Pb、Cd的最大去除率分别为64.1%、57.0%;酒石酸对土壤中Pb、Cd的最大去除率分别为38.4%、36.1%;硫化钠和石灰对重金属Pb的固化效果优于腐植酸;腐植酸对Cd的固化效果优于硫化钠和石灰。通过盆栽试验,研究原位淋洗-固化组合修复技术对蔬菜产量、重金属含量以及土壤中重金属Pb、Cd的修复效果。结果表明:(1)表层淋洗-深层固化组合处理技术能够有效降低表层土壤重金属的含量,并固化在20-40cm深度土壤中;(2)土壤中Pb、Cd的淋洗处理中,EDTA的修复效果要好于酒石酸;(3)土壤中Pb、Cd的固化处理中,硫化钠适用于Pb,腐植酸适用于Cd;(4)表层淋洗-深层固化组合修复技术对Pb的较优修复组合为EDTA淋洗-石灰固化组合处理;对Cd的较优修复组合为EDTA淋洗-腐植酸固化组合处理;(5)表层淋洗-深层固化组合处理技术能够有效降低蔬菜中的重金属含量,但是会带来蔬菜发芽率低、发芽时间延后等问题。通过大田试验,研究原位淋洗-固化组合修复技术在实际应用中对土壤和蔬菜重金属的修复效果。结果表明,EDTA淋洗降低了蔬菜产量,酒石酸淋洗提高了蔬菜产量;综合考虑修复技术对蔬菜、土壤重金属的修复效果可以得出,酒石酸淋洗-硫化钠固化组合对蔬菜中Pb、Cd的削减率分别为65.3%、46.4%,对表层土壤中Pb、Cd的削减率分别为44.76%、8.45%,对深层土壤中Pb、Cd的固化率分别为13.21%、9.3%。蔬菜土壤重金属的原位表层淋洗-深层固化组合修复技术有效地降低了表层土壤Pb、Cd含量,并将它固定在了深层土壤中,在不影响正常生产活动的同时,降低了蔬菜中的重金属含量,既能保证蔬菜的安全性,又能够尽量的减小农民的经济损失,是轻中度土壤污染的有效修复技术。对Pb、Cd的修复效果较好的是酒石酸淋洗-硫化钠固化组合,值得向轻中度污染的蔬菜基地农户推广使用。
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